2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
-
Upload
francisco-mata -
Category
Documents
-
view
255 -
download
1
Transcript of 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
1/41
PROCESOS DE
MANUFACTURA1. Materiales Ferrosos y no Ferrosos
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
2/41
Tipos de materiales
Metales
Ferrosos
Hierrofundido
Acero alcarbn
Acero dealeacin
Acero
inoxidable
No ferrosos
AluminioCobreLatn
BronceZinc
MagnesioTitanioEstaoNquelPlomo
No Metales
Orgnicos
Polmeros
Termoplasticos
Polipropileno
Polietileno
Vinilo
Acrlico
Nylon
Policarbonato
Termoestables
Fenlico
Poliester
Melamina
Uretano
Epoxi
Elastomeros
Cauchonatural
Butilo
Silicona
Neopreno
Otros
CarbnMaderas
Fibra
Papel
Cuero
Inorgnicos
Cermicos
Alumina
Magnesia
Berilio
Carburo
Nitruro
Vidrios
Slice
Calsdica
Otros
Mica
Concreto
Yeso
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
3/41
Tipos de metales
Metales
Ferrosos
Hierro fundidoAcero al carbn
Acero de aleacin
Acero inoxidable
No ferrosos
Aluminio
Cobre
Latn
Bronce
Zinc
Magnesio
Titanio
Estao
Nquel
Plomo
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
4/41
Historia
En el ao 3 mil a.C. los egipcios ya disponan de
utensilios de hierro.
En el 1000 a.C. los griegos ya conocan los tratamientos
trmicos para endurecer el hierros.
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
5/41
PROCESOS DE
MANUFACTURA1.1 Materiales Ferrosos
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
6/41
Los metales ferrosos
Contienen como elemento base el hierro
Normalmente mezclan el Hierro (Fe) con Carbono (C).
Representan el 90% de la produccin mundial de metales
Bajos costos de produccin.
Abundantes en la naturaleza.
Excelentes propiedades respecto a otros metales.
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
7/41
Clasificacin de los metales ferrosos
De acuerdo a su contenido de Carbono:
Hierro: entre 0.008 y 0.03 %
Acero: entre 0.03 y 1.76 %
Fundicin: entre 1.76 y 6.67 %
Grafito: ms de 6.67 %
A mayor % de C se producen las siguientes consecuencias:
Mayor resistencia a traccin
Mayor dureza
Mayor fragilidad
Menor ductilidad
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
8/41
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
9/41
El acero Aleacin con contenido de carbn entre 0.03 y 1.76
Contienen otros elementos necesarios para su obtencin (Mg, P, Si, S)
Aceros Ordinarios o No Aleados
Acero extrasuave
Aceso suave
Acero semisuave
Acero semiduro
Acero duro
Acero extraduro
Aceros Aleados
Nquel
Cromo
Tungsteno
Vanadio
Molibdeno
Wolframio
Manganeso
Plomo
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
10/41
Aceros no aleados
Extrasuave y suave:Se usa para hacer
clavos, arandelas, tornillos, bisagras,
carroceras de coches, vigas (con distintos
perfiles: T, doble T, en ngulo, en U). Se trabaja
con mquina fcilmente.
Semisuave y semiduro: En martillos, hachas,
llaves inglesas, llaves de casas, cadenas,
ruedas de engranajes, destornilladores, etc
Duro y extraduro:En formones, brocas,
serruchos y en general herramientas de corte.
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
11/41
Aceros aleados
Adems de Fe y C contienen otros elementos no
necesarios para su obtencinen distintas proporciones.
Estos elementos mejoran las propiedades mecnicas o
trmicas del acero.
Aceros de baja aleacin: la suma de los elementos
inducidos es menor al 8%
Aceros de alta aleacin: la suma de los elementos
inducidos es mayor al 8%
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
12/41
Aceros aleados
Niquel: aporta gran resistencia a la traccin ycorrosin.
Cromo: aporta gran dureza, tenacidad,
resistencia a la corrosin y abrasin (acerosinoxidables)
Tungsteno: aporta gran dureza a altas y bajas
temperaturas.
Vanadio: aporta dureza y resistencia latraccin y el desgaste.
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
13/41
Aceros aleados
Molibdeno: proporciona dureza atemperaturas elevadas.
Wolframio: proporciona dureza atemperaturas elevadas.
Manganeso: aumenta la dureza y
resistencia al desgaste, se emplea enherramientas de minera.
Plomo: mejora la mecanizabilidad.
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
14/41
Las aplicaciones de los aceros
Aceros ordinarios
Menosresistentes perocon menor costo
Aceros aleadosultraresistentes
para aplicacionesespecficas.
Aceros aleadosbrillantes paradecoracin
Aceros para construccin Aceros para herramientas
Aceros aleados
Wolframio Molibdeno
Resistencia
Dureza
Durabilidad
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
15/41
Las aplicaciones de los aceros
Aceros aleados con Cr y Ni.
Resistentes a la corrosin y
apariencia brillante. Resistentes durante largos
periodos a temperaturasextremas.
Aplicaciones:
Tuberas y tanques de refineras Fuselajes de aviones
Cpsulas espaciales
Instrumentos y equipos quirrgicos
Cocinas y elementos para prepararalimentos
Aceros inoxidables
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
16/41
Fundiciones
Contenido de carbono entre 1.76 y 6.7 %.
En la prctica el contenido de C va del 3 al 4 %.
Fabricacin mas sencilla(Temperatura de fusinmas baja)
Mecaniza mejor
Aplicaciones resistentes Compresin
Desgaste
Absorcin de vibraciones
Autolubricantes
Resistencia a la oxidacin
Ventajas (respecto al acero)
No se puede modelar
Desventajas (respecto al acero)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
17/41
Clasificacin y aplicaciones de las
fundiciones
Fundicin Blanca: Superficies duras y resistentes al
desgaste. Ruedas de automviles
Rodillos para granos
Fundicin Gris: Mecaniza fcilmente, resistente a la
corrosin y desgaste, autolubricante y amortigua
vibraciones. Zapatas de freno
Camisas de pistones
Fundicin Atruchada: Intermedia entre gris y blanca.
Superficies duras y resistentes al desgaste
Fundiciones ordinarias
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
18/41
Clasificacin y aplicaciones de las
fundiciones
Fundicin Baja Aleacin: Suma de elementos menos al 5%
Fundicin Alta Aleacin: Suma de elementos mayor al 5%
Fundiciones aleadas
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
19/41
PROCESOS DE
MANUFACTURA1.1 Materiales No Ferrosos
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
20/41
Metales No Ferrosos
Empleados desde la edad del
bronce (ao 3000 a.C.)
Satisfacen exigencias como: Buena conductividad elctrica.
Elevada relacin
resistencia/peso
Facilidad de moldeo y
mecanizado Aspecto ornamental
Superficies no corrosibles a bajo
costo
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
21/41
Clasificacin de acuerdo a su densidad
Metales no ferrosos pesados: Densidad igual o mayor a 5
kg/dm3.
Cobre y sus aleaciones (bronce y latn), estao, cinc y plomo.
Metales no ferrosos l igeros: Densidad comprendida entre 2 y
5 kg/dm3.
Aluminio y sus aleaciones y el titanio.
Metales no ferrosos ul tral igeros: Densidad menor a 2kg/dm3.
Magnesio y berilio, aunque este ltimo casi siempre se usa
como elemento de aleacin y pocas veces en estado puro.
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
22/41
Metales no ferrosos pesados
Obtencin: Se encuentra en la naturaleza y se obtiene por va seca.
Propiedades:
Conductividad trmica y elctrica muy alta Resistencia a la corrosin
Dctil y maleable
Se deja soldar con facilidad
Aplicaciones: Por su buena conductividad elctrica se usa como conductor elctrico en
cables de baja tensin.
Por su buena conductividad trmica se usa en intercambiadores de calor,evacuadores de calor, refrigeradores, calderas
Por ser dctil y maleable es susceptible de dejarse conformar en delgadsimaslminas
Empleadas en objetos de artesana y en la industria.
Cobre (Cu)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
23/41
Metales no ferrosos pesados
Cobre (Cu)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
24/41
Metales no ferrosos pesados
Bronce (Cobre + Estao)
Propiedades: Es duro, pero dctil y maleable. Ms resistente a la corrosin que el cobre
Conserva la conductividad trmica y elctrica aunque en menormedida.
Aplicaciones: Fabricacin de piezas mecnicas, engranajes, cojinetes,
conducciones para lquidos y gases y otros accesorios paracalefaccin.
Los ms duros (con ms Sn) para campanas y timbres.
Los ms blandos (con menos Sn) para fabricar chapas, alambres ymedallas o monedas estampadas.
Aleaciones de Cobre (Cu)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
25/41
Metales no ferrosos pesados
Bronce (Cu+Sn)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
26/41
Metales no ferrosos pesados
Latn (Cobre + Zinc)
Propiedades: Es dctil y maleable.
Buen conductor de la electricidad y el calor.
Resiste bien a la corrosin, especialmente ante agua y vapor
caliente
Aplicaciones:
Se usa para la fabricacin de numerosas piezas fundidas, forjadas
o mecanizadas, entre ellas: tornillera, remaches, elementos de
maquinas, griferas, elementos de decoracin.
Aleaciones de Cobre (Cu)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
27/41
Metales no ferrosos pesados
Latn (Cu+Zn)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
28/41
Metales no ferrosos pesados
Obtencin: Se obtiene a partir de un mineral llamadocaisterita.
Propiedades: Resistencia a la corrosin (es inoxidable)
Maleable y poco dctil
Cuando se dobla se oye un crujido llamado grito del estao.
Por debajo de -18C se descompone en un polvo gris
Aplicaciones: Por su resistencia la corrosin se emplea en la fabricacin de hojalata
Por su maleabilidad, en la fabricacin de papel de estao, para cubriralimentos.
Es muy importante su aleacin con cobre para obtener bronce.
Soldadura blanca al alearlo con plomo (Sn del 25 al 90 %)
Estao (Sn)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
29/41
Metales no ferrosos pesados
Estao (Sn)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
30/41
Metales no ferrosos pesados
Obtencin: Se obtiene a partir de un mineral llamado blenda.
Propiedades: Resistencia a la corrosin. Se autoprotege contra la corrosin
mediante una capa superficial de xidos.
Posee un coeficiente de dilatacin trmica muy alto.
A temperatura ambiente es frgil y quebradizo, pero entre 100 y 150C es muy maleable.
Aplicaciones: Para cubiertas de tejados, canales y otros elementos sometidos a la
accin de agentes atmosfricos.
Como elemento de aleacin en latones (cobre y cinc)
Como protector de metales corrosibles como el hierro, mediante el
galvanizado. Con ello se protege de la oxidacin
Zinc (Zn)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
31/41
Metales no ferrosos pesados
Zinc (Zn)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
32/41
Metales no ferrosos pesados
Obtencin: Se obtiene a partir de un mineral llamado galena.
Propiedades: Anticorrosivo: Resiste bien los agentes atmosfricos (en el aire se autoprotege
formando xido) y qumicos, aunque atacado por la mayora de cidos orgnicos Dbiles.
Muy blando y maleable.
Buen conductor del calor y la electricidad.
Pesado.
Aplicaciones:
Para fabricacin de elementos que han de trabajar en ambientes corrosivos Revestimiento de aparatos y depsitos de la industria qumica y elctrica, tuberaspara gas o agua, aunque en esta ltima aplicacin est siendo sustituido por elPVC.
Como elemento de proteccin contra los rayos X en medicina.
Para fabricacin de pinturas antioxidantes.
Para mejorar el rendimiento de la gasolina y reducir su contaminacin en lacombustin.
Plomo (Pb)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
33/41
Metales no ferrosos pesados
Plomo (PB)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
34/41
Metales no ferrosos ligeros
Obtencin: Se obtiene a partir de un mineral llamado bauxita.
Propiedades: Material ligero.
Inoxidable al aire libre al cubrirse por una dbil capa de xido que lo protege. No le atacan las sustancias orgnicas.
Maleable y dctil. Fcil de mecanizar.
Buen conductor de la electricidad.
Aplicaciones: Por su buena conductividad elctrica y poco peso se usa en lneas elctricas de alta
tensin. Por su resistencia a la corrosin se emplea en tiles de cocina, carpintera metlica,fabricacin de pinturas resistentes a estados atmosfricos.
Por su poco peso en: construcciones aeronuticas, ferroviarias, automovilsticas yestructuras metlicas.
Por elevada maleabilidad para papel de aluminio, como envoltura de alimentos.
En aleaciones ligeras.
Aluminio (Al)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
35/41
Metales no ferrosos pesados
Aluminio (Al)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
36/41
Metales no ferrosos ligeros
Obtencin: Se obtiene a partir de un mineral llamadorutilo.
Propiedades: Buena resistencia a la corrosin (ms que el acero inoxidable)
Buena resistencia mecnica.
Ligero
Aplicaciones: En aeronutica, navegacin, autobuses, material blico
(proyectiles, misiles), transbordadores y naves espaciales.
En forma de xido y pulverizado como elemento
Antioxidante en la fabricacin de pinturas.
Titanio (Ti)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
37/41
Metales no ferrosos pesados
Titanio (Ti)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
38/41
Metales no ferrosos ultraligeros
Obtencin: Se obtiene a partir de los minerales magnesita,dolomita y carnalita
Propiedades: Muy ligero. Ms resistente que el aluminio, pero conduce peor la electricidad y el
calor.
Muy maleable y poco dctil.
No se oxida en presencia de aire seco, pero cuando hay humedad se
corroe con facilidad. Se mecaniza bien.
Aplicaciones: Sus principales aleaciones son con aluminio, cinc y manganeso.
Tienen bajo peso especfico (ligeros) y buena maquinabilidad.
Se emplean en la fabricacin de maquinaria, motores, trenes y
automviles de carreras.
Magnesio (Mg)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
39/41
Metales no ferrosos ultraligeros
Magnesio (Mg)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
40/41
Metales no ferrosos ultraligeros
Propiedades:
Alto punto de fusin.
Fuente de neutrones.
Aplicaciones:
Pantallas de proteccin frente a radiaciones.
Productos para generar energa nuclear.
Principalmente en aleaciones con cobre, aluminio, nquel y hierro.
Berilio (Be)
-
8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos
41/41
Metales no ferrosos ultraligeros
Berilio (Be)