Aleaciones Ferrosas

Acero de bajo carbono

Acero de alto carbono

fundición

Aceros al carbono

CLASIFICACIÓN DE LAS ALEACIONES FERROSAS

Aleaciones Metálicas

No ferrosasFerrosas

FundicionesAceros

Maleable Nodular Blanca GrisAlta aleaciónBaja aleación

Bajo C Medio C Alto C herramientas Inoxidable

FundicionesFundición blanca. Se forma al enfriar rápidamente la fundición de hierro desde el estado líquido, durante el enfriamiento, la austenita solidifica a partir de la aleación fundida en forma de dendritas. A los 1130°C el líquido alcanza la composición eutéctica (4.3%C) y se solidifica como un eutéctico de austenita y cementita llamado ledeburita. Este eutéctico aparece en su mayor parte como cementita blanca que rodea las dendritas. Posteriormente en el punto eutectoide la austenita se transforma en perlita. La fundición blanca se utiliza en cuerpos moledores por su gran resistencia al desgaste.

FundicionesFundición blanca.

FundicionesFundición maleable. Los hierros maleables son tipos especiales de hierros producidos por el tratamiento térmico de la fundición blanca. Se somete la fundición blanca 72 horas a 850 a 1050ºC . El carbono queda libre en forma de crispetas (grafito) y puede estar sobre diferentes matrices (ferritica, perlitica, martensitica).

FundicionesFundición gris. La mayor parte del contenido de carbono en el hierro gris se da en forma de escamas o láminas de grafito, las cuales dan al hierro su color y sus propiedades deseables. El hierro gris es fácil de maquinar, tiene alta capacidad de templado y buena fluidez para el colado, pero es quebradizo y de baja resistencia a la tracción

FundicionesFundición gris.

Fundición gris ferrítica Aumento: x200

FundicionesFundición nodular. En la fundición nodular, dúctil o esferoidal, la mayor parte del contenido de carbono en el hierro nodular, tiene forma de esferoides. Para producir la estructura nodular el hierro fundido que sale del horno se inocula con una pequeña cantidad de materiales como magnesio, cerio, o ambos. Esta microestructura produce propiedades deseables como alta ductilidad, resistencia, buen maquinado, buena fluidez para la colada, buena endurecibilidad y tenacidad. No puede ser tan dura como la fundición blanca, salvo que la sometan a un tratamiento térmico, superficial, especial

FundicionesFundición nodular.

Fundición Gris

Fundición Nodular

Fundición Blanca

Aceros al Carbono:

Sus propiedades dependen principalmente del cabrono que tiene, contienen pequenas cantidades de (Mn, Si, P, S). No se endurecen por temple.

• Bajo Carbono (%C < 0.25)

• Columnas metálicas en líneas eléctricas

• Estructuras de casas

• Carrocería de automóviles

• Clavos

• Medio Carbono (0.2 < C < 0.70)

• Piezas de maquinaria en general

• Ejes, elementos de motores

Aceros al Carbono:

• Alto Carbono (0.7 < C < 1.40)

• Son los más duros, fuertes y menos dúctiles

• Responden mejor al tratamiento térmico

• Resortes

• Alambres de alta resistencia a la tensión

Influencia de los elementos de aleación

• Aumentar la templabilidad

• Mejorar la resistencia a temperaturas

• Mejorar las propiedades mecánicas tanto a altas como a bajas temperaturas

• Mejorar la tenacidad

• Aumentar la resistencia al desgaste

• Aumentar la resistencia a la corrosión.

Elementos de Aleación

• Niquel Una de las ventajas más grandes que reporta el empleo

del níquel, es evitar el crecimiento del grano en los tratamientos térmicos, lo que sirve para producir en ellos gran tenacidad. El níquel además hace descender los puntos críticos y por ello los tratamientos pueden hacerse a temperaturas ligeramente más bajas que la que corresponde a los aceros ordinarios

Elementos de Aleación

• Cromo Se emplea en cantidades diversas desde 0.30 a 30,

según los casos y sirve para aumentar la dureza y la resistencia a la tracción de los aceros, mejora la templabilidad, impide las deformaciones en el temple, aumenta la resistencia al desgaste y a la corrosion

Elementos de Aleación

• Molibdeno Mejora notablemente la resistencia a la tracción, la

templabilidad y la resistencia al creep de los aceros. El molibdeno a aumenta también la resistencia de los aceros en caliente. Exhibe el mayor efecto sobre el temple.

Elementos de Aleación

• Wolframio Es un elemento muy utilizado para la fabricación de

aceros de herramientas, empleándose en especial en los aceros rápidos, aceros para herramientas de corte y aceros para trabajos en caliente. Sirve para mantener la dureza de los aceros a elevada temperatura

Elementos de Aleación

• Vanadio Se emplea principalmente para la fabricación de aceros

de herramientas, tiende a afinar el grano y a disminuir la templabilidad. Es un elemento desoxidante muy fuerte y tiene una gran tendencia a formar carburos.

Elementos de Aleación

• Manganeso Aparece prácticamente en todos los aceros, debido,

principalmente, a que se añade como elemento de adición para neutralizar la perniciosa influencia del azufre y del oxigeno, que siempre suelen contener los aceros cuando se encuentran en estado liquido en los hornos durante los procesos de fabricación

10XX Acero al carbono

11XX Acero al Carbono con alto contenido de S y bajo P

13XX Acero al Manganeso (1.75%)

40XX Acero al Mo (0.2%)

41XX Acero al Cr (0.5-0.95)% Mo (0.12-0.30)%

43XX Acero al Ni-Cr-Mo (1.65 – 0.7 – 0.2)%

51XX Acero al Cromo (0.8-1.0)%

61XX Cr - Vanadio

86XX Acero al Ni-Cr-Mo (0.55 – 0.5 – 0.2)%

Aceros Inoxidables

Aceros InoxidablesLa selección de los aceros inoxidables puede realizarse de acuerdo con sus características:

• Resistencia a la corrosión y a la oxidación a temperaturas elevadas. • Propiedades mecánicas del acero • Características de los procesos de transformación a que será sometido. • Costo total (reposición y mantenimiento) • Disponibilidad del acero.

Aceros Inoxidables• Aceros ferríticos inoxidables

• Contienen entre 14 y 27 % Cr (405 , 430)• Bajo contenido de carbono ( no se endurecen por tratamiento térmico pero si por trabajo en frío.• Son magnéticos

Aceros Inoxidables

Aceros Inoxidables• Aceros austeníticos inoxidables

• Son las aleaciones al Cr – Ni (3XX) y al Cr – Ni – Mn (2XX)• No magnéticos.• No endurecen por tratamiento térmico• El contenido total de ni y Cr es del 23%

Aceros Inoxidables• Aceros martensíticos inoxidables

• Son las aleaciones serie 4XX• Cr (12.5 – 17)%• Endurecibles por tratamiento térmico (Temple)

Aceros InoxidablesAceros inoxidables TT Y

(MPa)TS

(MPa)% EL aplicaciones

Ferríticos

17Cr-0.012C25Cr-0.2C

Recocidorecocido

345345

517552

2520

Aplicaciones de alta temperatura

Martensíticos

12.5Cr-0.15C17Cr-0.7C17Cr-1.1C

recocidoT + R T + R

27618301970

51716201900

3052

Elementos de máquinas, válvulasCubiertos, bisturíes

Bolillas de rulemanes

Austeníticos

(301) 17Cr-7Ni(304) 19Cr-10Ni

Recocidorecocido

276290

759580

6055

Aplicaciones estructuralesEquipamientos químicos

Aceros de Herramienta

• En este grupo se incluyen todos los aceros que normalmente se emplean para la fabricación de útiles o herramientas destinados a modificar la forma, tamaño y dimensiones de los materiales por cortadura, por presión o por arranque de viruta.

Tipos de Aceros de Herramienta-Aceros al carbono: para la fabricación de herramientas para los usos más diversos, se emplean aceros sin elementos de aleación con porcentajes de carbono variables de 0.50 a 1.40%. para herramientas que deban tener gran tenacidad como martillos y picas; se emplean medios contenidos en carbono 0.50 a 0.70%. para herramientas de corte como brocas, cuchillas, y limas; calidades intermedias de 0.70 a 1%. Para conseguir en cada caso la máxima dureza, deben ser templados en agua.

-Aceros rápidos: la característica fundamental de estos aceros es conservar su filo en caliente, pudiéndose trabajar con las herramientas casi a l rojo (600º) sin disminuir su rendimiento. Algunas composiciones típicas de los aceros rápidos son: C = 0.75%, W = 18%, Cr = 4% y V = 1% ; otra C = 0.75%, W = 18%, Co = 4% y V = 1.25%.

Tipos de Aceros de Herramienta-Aceros indeformables: reciben este nombre los aceros que en el temple no sufren casi deformaciones y con frecuencia después del temple y revenido quedan con dimensiones prácticamente idénticas a las que tenían antes del tratamiento. Esto se consigue empleando principalmente el cromo y el manganeso como elementos de aleación. Estos aceros templan con un simple enfriamiento al aire o en aceite. Composiciones típicas: C = 2% y Cr = 12%; C = 1% y Cr = 5% y otra C = 1% y Mn = 1%.

-Aceros al corte no rápidos: se agrupan varios aceros aleados, principalmente con cromo y wolframio, muy empleados para la fabricación de herramientas de corte que no deben trabajar en condiciones muy forzadas. Pueden considerarse como unas calidades intermedias entre los aceros rápidos y los aceros al carbono.