Materiales para los procesos defabricación con arranque de viruta

• Aceros• Al carbono• Aleados ( de baja y alta aleación)• Inoxidables

• Fundiciones• Gris• Blanca• Nodular

• Aleaciones de aluminios• Con silicio• Con magnesio• Con cobre• Con cinc

• Aleaciones de cobre, laminados o fundidos• Con cinc (latón)• Estaño,aluminios,níquel (bronces)

• Sintéticos• Poliamidas• Technill

Para su correcta aplicación, se debe conocer:

• - Características, usos y aplicaciones ,

• propiedades y comportamiento ,

• tratamientos que mejoran sus propiedades,

• especificaciones según Normas,

• identificación, condiciones para maquinabilidad, etc.

AcerosEl acero es una aleación formada

principalmentepor dos elementos, que son el hierro y el

carbono,en que este último se encuentra en presente

enun porcentaje menor que 2 % aprox..

• Los átomos de estos elementos se encuentran

• íntimamente integrados y forman una

• microestructura bien definida que le da las

• racterísticas especiales a este material.

• el modelo de ordenamiento de• los átomos de carbono y de hierro. Los átomos

de• hierro corresponden a los blancos y los átomos

de• carbono a los más pequeños. Estos se

introducen• en los espacios que quedan en la estructura• cristalina del hierro

un modelo de un tipo deestructura cristalina de los metales

• El acero es un material de gran aplicabilidad, yasea para diferentes procesos tecnológicos(plegado, corte, maquinado, embutido, etc.) comopara el diseño de diferentes piezas o elementosmecánicos que requieran de distintos niveles deresistencia mecánica, u otras propiedades, deacuerdo al uso que se pretende darle.Lo que definen en gran medida el uso a que va aser destinado, este material, es su porcentaje decarbono.

• A menor % de carbono el material es “ suave “ y

dúctil

• A mayor % de carbono el material, es más

resistente pero también aumenta su fragilidad

• Si la aleación contiene principalmente hierro y carbono, se denomina

acero al carbono o acero no aleado.

• Si contiene además elementos, en porcentajes significativos, de níquel, cromo, vanadio, tungsteno, manganeso, molibdeno, se denominan

• aceros aleados.

• Los aceros aleados aumentan significativamente, la resistencia mecánica y otras propiedades, de tal manera que aumenta la aplicabilidad de este material.

• También los aceros, son susceptibles de mejorar sus propiedades, a través de

• tratamientos térmicos.

tratamientos térmicos

• Estos son procesos de calentamiento y enfriamiento en forma controlada, y en medios adecuados, de tal manera que se logra modificar la estructura interna del material y con esto se mejoran sus propiedades.

• Los tratamientos térmicos más conocidos son:

Temple, revenido, recocido, normalizado,

cementación, nitruración

Clasificacion de los aceros según normas

• Normas americanas :S.A.E ( Society of automotive Engineers)• Estas son normas americanas y usan un sistemade numeración de 4 dígitos. Los dos últimosindican el número de centésimas por ciento, delcontenido de carbono y los dos primeros indicanel tipo de acero según los elementos quecontiene.• Ej.- SAE 1045 :10 = Acero al carbono (sin elementos espec.)45 = 0,45 % de carbono

• La norma AISI, además de los 4 dígitos, usa un• prefijo, para designar el procedimiento por el cual• fue obtenido el acero. estos prefijos indican lo• siguiente :

A : Acero aleado Siemmens BásicoB : Acero al carbono Bessemer ácidoC : Acero al carbono Siemmens BásicoD : Acero al carbono Siemmens ácidoE : Acero al horno eléctricoQ : Acero de forja

Normas Alemanas (DIN)

• 1.1.- Clasificacion de los aceros segun

• normas

• En la EURONORM se hace la subdivisión de los

• tipos de acero según su composición química y

• sus propiedades.

• Aceros no aleados. El porcentaje aleado no alcanza los límites indicados en la tabla que se indica a continuación.

• Aceros aleados. El porcentaje de un elemento aleado alcanza o sobrepasa, como mínimo en un elemento, el límite fijado.

Subdivisión según las propiedades al uso.Según el uso, se clasifican en aceros básicos, aceros de calidad y aceros finos.

Los aceros básicos son de escasa pureza y homogeneidad de textura. No están aleados ni son adecuados para tratamiento térmico (bonificado, temple superficial).

Los aceros de calidad presentan una pureza mayor y unas características superficialesmejores que los aceros básicos. Pueden ser no aleados o aleados

Los aceros de calidad no aleados son en general aceros de construcción para plegar yperfilar en frío, barras y alambre laminado para estirado y chapas para embutición

profunda, así como aceros para conformación en frío y en caliente.

Los aceros finos poseen un bajo contenido deinclusiones no metálicas. Los aceros finos noaleados son apropiados para el tratamientotérmico, siendo, los aleados, aceros deconstrucción de grano fino con un límite defluencia garantizado, de 420 N/mm2 comomínimo. Se emplean para aceros de construcción,aceros para herramientas y aceros conpropiedades especiales.

• Designación de los aceros no aleados

Los aceros no aleados, se designan indicando la resistencia a la tracción o su contenido en carbon.

• A los aceros básicos y a los aceros de calidad no aleados, denominados «aceros de construcción en general», se les asignan las letras St y el índice de la calidad (este número, multiplicado por 9,81 y redondeado, da como resultado la resistencia garantizada mínima a la tracción, en N/mm2), así como la cifra característica del grupo de calidad. Excepciones: St2, St3, St4 según DIN 1624.

Ejemplos:

St 37.2Es un acero corriente de construcción con 37X 9,81 N/mm2 = 360 N/mm2 de resistencia a la tracción y grupo de calidad 2

StE 36Si en los aceros de construcción se da importancia al limite de elasticidad, se pone detrás de St la letra E. La cifra característica indica entonces el limite de fluencia.

C 55A los aceros de calidad no aleados, adecuados para el tratamiento térmico, se les asigna el símbolo C con la cifra característica del carbono, que es el contenido en carbono multiplicado por 100.

Ck 45: Cf 53: Cm 35: Cq 35Para caracterizar la diferencia de los aceros finos no aleados, detrás de la C se ponen letras con los siguientes significados:

k = Aceros finos con bajo contenido en fósforo y azufref = Acero para temple a la llama y por inducciónm = Aceros finos con indicación del contenido máximo y mínimo de azufre.q = Aceros de cementación y bonificación adecuados para recalcado en frío.

• Designación de los aceros aleados

Los aceros aleados se designan según su composición química

• Aceros de baja aleación, la suma de los componentes aleados está por debajo del 5% de la masa.

• Aceros de alta aleación son los que poseen unos componentes aleados en proporción superior al 5%. Antes de la indicación del material se pone una X.

• En general la abreviatura que especifica a los aceros aleados , contienen letras que son los símbolos químicos del o de los elementos aleados y números que indican el % en que están presentes estos elementos.

• El contenido medio nominal de los elementos aleados resulta de dividir el número característico por el ultiplicador fijado para este elemento.

• Porcentaje = Número característico de la aleación / Multiplicador

Multiplicador para las substancias añadidas

• Los multiplicadores no son los mismos para todos los elementos aleados. Se colocan detrás de la abreviatura de la aleación, en la misma secuencia que aquellos.

Ejemplo

• Acero de cementación aleado 20 MnCr 5 .

• El porcentaje de carbono es 20/100 = 0,2 %

• Los elementos de aleación son el manganeso y el cromo.

• El porcentaje de manganeso es 5/4 = 1,25%

• El porcentaje de cromo, no se especifica

• Aceros de alta aleación• Son aceros con más del 5% en masa de componentes aleados.

Antes de la indicación del material se pone una X. • Todos los componentes de la aleación poseen el multiplicador1;

para el• carbono es 100.• Ejemplo: acero inoxidable X 5 CrNiMo 18 13.• Porcentaje de carbono = 0,05 %• Porcentaje de cromo = 18 %• Porcentaje de Níquel = 13 %• Porcentaje de Molibdeno = no se especifica

• Aceros para tornos automáticos (Fabricación en grandes series)

• Los aceros para tornos automáticos son aceros de calidad no aleados o de baja aleación. Se utilizan para la fabricación de piezas con tornos automáticos y deben desprender viruta corta .

• Fundamentalmente mediante un mayor contenido de azufre (hasta 0,2%), se consigue una buena mecanizabilidad. Las influencias de la sulfuración son causa de la rotura de la viruta. La adición de plomo mejora la calidad superficial.

• Ejemplos: 10 S 20; 11 SMn 28; 11 SMnPb 28.

Acero moldeado

• Ejemplo: Acero moldeado para aplicaciones

• generales según DIN 1681,• GS - 45 : Resistencia a la

tracción, de 450 N/mm2• Ejemplo: Acero moldeado

resistente al calor,• según DIN 17245• GS-22Mo4 : 0,22% de C - 1%

de Mo• Resistente hasta 550ºC

Se trata de un acero obtenido por proceso de

colado, y puede ser no aleado o aleado.

• Aceros inoxidables

• Los aceros inoxidables poseen un contenido de

• cromo del 11,5% como mínimo.

• De esta forma se designan una serie de aceros

• de alta aleación, que se caracterizan por su

• estabilidad frente a las substancias que atacan

• químicamente (agua, aire, gases ácidos y lejías).

• Efecto del Cromo• Cuando se agrega al hierro cantidades de cromo• iguales o mayores a 11,5%, se forma• espontáneamente en las superficies expuestas al• aire una delgada, plateada y altamente adherente• capa de óxido de cromo.• Esta fina película actúa como una barrera para• retardar futura oxidación o corrosión. El acero no• puede oxidarse y por ello su nombre de ACERO• INOXIDABLE.

• Clasificación :

• 2.1.1.-Aceros Inoxidables de Cromo directo

• Existen cerca de 15 tipos de acero inoxidableccompuestos casi exclusivamente de cromo, hierro y cantidades controladas de carbono.

• Estos son los que se conocen como la A pesar de que usualmente se los conoce como Aceros Inoxidables tipo "CROMO DIRECTO", se pueden agregar pequeñas cantidades de otros elementos para proporcionar dureza, resistencia, facilidad de maquinado, etc. Los tres tipos que se indican aquí, 410, 430 y 446, se usan mucho en toda la industria.

• En lo que respecta a la aleación, la única diferencia entre ellos consiste en la cantidad de cromo que se ha agregado al hierro, que va del 11,5% al 29% .

"serie 400".

Los aceros inoxidables de la serie 400 son altamente

magnéticos.

• Los aceros inoxidables de la serie 400 se usan

para fabricar productos tales como :

• hojas de rasurar, cuchillería, asientos para válvulas, bombas, compuertas de presas, componentes de motores jet y muchos otros productos de uso común.

Usos comunes de la serie 400

• 2.1.2.- Aceros Inoxidables al Cromo Níquel• La adición de níquel a la aleación básica de hierro/cromo, da como

resultado los aceros inoxidables de la serie 300, comúnmente conocidos como tipos "cromo níquel".

• Originalmente, las composiciones de cromo y níquel se componían de 18% de Cr y 8% de Ni - de aquí el término tan usado de "inoxidable 18/8". Dos puntos que se deben recordar a propósito de los metales base de la serie 300 : Todos ellos contienen níquel y al revés de la serie 400, son no magnéticos

• Números AISI comunes dentro de la serie 300 :• 301, 302, 302B, 303, 303SE, 304, 305, 308, 309,• 310, 312,316, 317, 321, 347, 304L, 308L, 316L.

• 2.1.3.2.-Clasificación por aspectos• Metalúrgicos• Desde el punto de vista metalúrgico, los aceros inoxidables están

agrupados dentro de tres tipos básicos de acuerdo a su microestructura:• Martensíticos, Ferríticos y Austeníticos.

• Martensíticos:• Estos aceros contienen entre 11 ,5% y 18% de cromo, como su principal

elemento de aleación. Algunos ejemplos de este grupo son los aceros martensíticos AlSl 410, 416, 420, 431, 501 y 502. Su campo de acción está en piezas que están sometidas a corrosión y que requieren de cierta resistencia mecánica.

• Se utilizan generalmente en aletas para turbinas, rodetes de turbinas hidráulicas, fundiciones resistentes a la corrosión, cuchillería, piezas de válvulas, etc.

• Ferríticos:• Los aceros inoxidables ferríticos, contienen entre 17% y 27% de

cromo. Ejemplos de éstos son los aceros AlSl 405, 430, 442, 446. • Estos aceros no se endurecen por tratamiento térmico, sino sólo

moderadamente mediante trabajo en frío. Son magnéticos al igual que los martensíticos.

• Pueden trabajarse en frío o en caliente, pero alcanzan su máxima suavidad, ductilidad y resistencia a la corrosión en la condición de recocido.

• Como los aceros ferríticos se pueden deformar fácilmente en frío, se utilizan mucho para

• estampados profundos de piezas, como recipientes para industrias químicas y alimenticias, y para adornos arquitectónicos o automotrices.

• Austeníticos:

• Estos son los aceros inoxidables al cromo – níquel (tipo 3XX) y al cromo-níquel-manganeso (tipo 2XX). Son esencialmente no magnéticos en la condición de recocido y no endurecen por tratamiento térmico.

• El contenido total de níquel y cromo es de por lo menos 23%. Se pueden trabajar fácilmente en caliente o en frío.

• Son muy resistentes al impacto y difíciles de maquinar.

• De todos los aceros inoxidables, éstos son los que tienen la mejor resistencia a elevadas temperaturas y a la formación de escamas.

• Su resistencia a la corrosión suele ser mejor que la de los aceros martensíticos o ferríticos.