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Instituto tecnologico superior de alvarado
NOMBRE:
Uzzi abinadab soriano reyes
Edwin amir mayo trinidad
Joard martin cruz silva
MATERIA:
Propiedad de los materiales ii
SEMESTRE:
iii
CARRERA:
INGENIERIA MECANICA
TEMA:
Clasificacion de los aceros
Unidad:
2
22 de septiembre DEL 2010 H Y G ALVARADO, VER
Instituto tecnologico superior de alvarado
NOMBRE:
Uzzi abinadab soriano reyes
Edwin amir mayo trinidad
Joard martin cruz silva
CATEDRATICO:
Ing. Diego grijalva delgado
MATERIA:
Propiedad de los materiales ii
SEMESTRE:
iii
CARRERA:
INGENIERIA MECANICA
TEMA:
Clasificacion de los aceros
Unidad:
2
22 de septiembre DEL 2010 H Y G ALVARADO, VER
ÍNDICE
Introducción --------------------------------------------------------------------------------4
Objetivo particular-------------------------------------------------------------------------5
Objetivo general ---------------------------------------------------------------------------6
Clasificación del acero-------------------------------------------------------------------7
Clasificación de aceros por su contenido de carbono-----------------------8
Por sus elementos aleantes ----------------------------------------------------------10
Por su proceso de fabricación ------------------------------------------------------13
Por su grado de desoxidación ------------------------------------------------------18
Según SAE y AISI-------------------------------------------------------------------------19
Según ASTM--------------------------------------------------------------------------------21
Conclusión ---------------------------------------------------------------------------------22
Bibliografía ---------------------------------------------------------------------------------23
INTRODUCCIÓN
Veremos las diferentes clasificaciones de los aceros tanto como por su
porcentaje de carbono igual que los diferentes tipos de elementos que se
tienen que mesclar para llegar a formar los aceros tal y como los conocemos y
sus propiedades por que sin ningún tipo de elementos los aceros no tendrían
las mismas propiedades que los hacen tan útiles para la vida en la que vivimos.
OBJETICO PARTICULAR
Como objetivo este trabajo nos enseñara otras de las importantes propiedades
de los aceros como las clasificaciones ya que todo esto es de gran utilidad
saberlo en la vida que llevamos como ingenieros mecánicos aprenderemos las
clasificaciones que les dan las instituciones de gran prestigio como SAE y AISI
y los diferentes tipos de grados de desoxidación y algunas mas que son de
gran importancia en nuestra formación.
OBJETIVO GENERAL
Como objetivo general tiene el fin de que los demás conozcan una de las
diferentes clasificaciones de los aceros ya sea de que porcentaje deben de
llevar los aceros para que sean mas resistentes según el uso que se le quiera
dar o con cuantos elementos formas un aceros con sus propiedades que los
hacen únicos el proceso que se le da y muchas cosas mas que encontraran en
este trabajo que nos enseñara un poco mas. Toda esta información es sólo la
punta del iceberg respecto a los aceros
CLASIFICACIÓN DEL ACERO.
LOS ACEROS SE CLASIFICAN EN CINCO GRUPOS PRINCIPALES:
ACEROS AL CARBONO, ACEROS ALEADOS, ACEROS DE BAJA ALEACIÓN
ULTRA RESISTENTE, ACEROS INOXIDABLES Y ACEROS DE
HERRAMIENTAS. ACEROS AL CARBONO: EL 90% DE LOS ACEROS SON
ACEROS AL CARBONO. ESTOS ACEROS CONTIENEN UNA CANTIDAD
DIVERSA DE CARBONO, MENOS DE UN 1,65% DE MANGANESO, UN 0,6%
DE SILICIO Y UN 0,6% DE COBRE.
CLASIFICACIÓN DE ACEROS POR SU CONTENIDO DE
CARBONO
La clasificación del acero se puede determinar en función de sus
características, las mas conocidas son la clasificación del acero por su
composición química y por sus propiedades o clasificación del acero por su
uso; cada una de estas clasificaciones a la vez se subdivide o hace parte de
otro grupo de clasificación.
CLASIFICACIÓN DEL ACERO POR SU CONTENIDO DE CARBONO:
- Aceros Extrasuaves: el contenido de carbono varia entre el 0.1 y el 0.2 %
El porcentaje de carbono en este acero es de 0,15%, tiene una
resistencia mecánica de 38-48 kg/mm2 y una dureza de 110-135 HB y
prácticamente no adquiere temple. Es un acero fácilmente soldable y
deformable.
Aplicaciones: Elementos de maquinaria de gran tenacidad, deformación en frío,
embutición, plegado, herrajes, etc.
- Aceros suaves: El contenido de carbono esta entre el 0.2 y 0.3 %
El porcentaje de carbono es de 0,25%, tiene una resistencia mecánica
de 48-55 kg/mm2 y una dureza de 135-160 HB. Se puede soldar con una
técnica adecuada.
Aplicaciones: Piezas de resistencia media de buena tenacidad, deformación en
frío, embutición, plegado, herrajes, etc.
- Aceros semisuaves: El contenido de carbono oscila entre 0.3 y el 0.4 %
El porcentaje de carbono es de 0,35%. Tiene una resistencia mecánica
de 55-62 kg/mm2 y una dureza de 150-170 HB. Se templa bien,
alcanzando una resistencia de 80 kg/mm2 y una dureza de 215-245 HB.
Aplicaciones: Ejes, elementos de maquinaria, piezas resistentes y tenaces,
pernos, tornillos, herrajes.
- Aceros semiduros: El carbono esta presente entre 0.4 y 0.5 %
El porcentaje de carbono es de 0,45%. Tiene una resistencia mecánica
de 62-70 kg/mm2 y una dureza de 280 HB. Se templa bien, alcanzando
una resistencia de 90 kg/mm2, aunque hay que tener en cuenta las
deformaciones.
Aplicaciones: Ejes y elementos de máquinas, piezas bastante resistentes,
cilindros de motores de explosión, transmisiones, etc.
- Aceros duros: la presencia de carbono varia entre 0.5 y 0.6 %
El porcentaje de carbono es de 0,55%. Tiene una resistencia mecánica
de 70-75 kg/mm2, y una dureza de 200-220 HB. Templa bien en agua y
en aceite, alcanzando una resistencia de 100 kg/mm2 y una dureza de
275-300 HB.
Aplicaciones: Ejes, transmisiones, tensores y piezas regularmente cargadas y
de espesores no muy elevados.
- Aceros extramuros: El contenido de carbono que presentan esta entre el 0.6
y el 07 %
POR SUS ELEMENTOS ALEANTES
Aceros aleados Estos aceros contienen una proporción determinada de
vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de
manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros
se emplean, por ejemplo, para fabricar engranajes y ejes de motores, patines o
cuchillos de corte.
Además de los elementos de los aceros al carbono, tienen adicionados
elementos como: cromo, níquel, molibdeno, tungsteno, vanadio, etc., la adición
de tales elementos modifica o mejora las propiedades del acero. Los efectos
que proporciona cada uno de los elementos son los siguientes:
Azufre.
Se encuentra en los aceros como impureza, se toleran porcentajes hasta un
0.05 %, en caliente produce una gran fragilidad del acero, sus efectos
perjudiciales pueden neutralizarse en parte con la adición del manganeso, que
se combina con él formando sulfuro de manganeso. A veces se adiciona en
proporciones de 0.1 a 0.3 % con un contenido mínimo de manganeso de 0.6 %,
dando lugar a aceros llamados de fácil mecanización, que tienen menor
resistencia, pero pueden ser trabajados con velocidades de corte doble que un
acero corriente.
Cobalto.
Se usa en los aceros rápidos para herramientas, aumenta la dureza de la
herramienta en caliente. Se utiliza para aceros refractarios. Aumenta las
propiedades magnéticas de los aceros.
Cromo.
Forma carburos muy duros y comunica al mayor dureza, resistencia y
tenacidad a cualquier temperatura. Solo o aleado con otros elementos,
proporciona a los aceros características de inoxidables y refractarios.
Manganeso.
Se utiliza fundamentalmente como desoxidante y desulfurante de los aceros.
Molibdeno.
Junto con el carbono es el elemento más eficaz para endurecer el acero. Evita
la fragilidad.
Níquel.
Aumenta la resistencia de los aceros, aumenta la templabilidad proporciona
una gran resistencia a la corrosión.
Plomo.
El plomo no se combina con el acero, se encuentra en él en forma de
pequeñísimos glóbulos, como si estuviese emulsionado, lo que favorece la fácil
mecanización por arranque de viruta, (torneado, cepillado, taladrado, etc.) ya
que el plomo es un buen lubricante de corte, el porcentaje oscila entre 0.15 y
0.30 % debiendo limitarse el contenido de carbono a valores inferiores al 0.5 %
debido a que dificulta el templado y disminuye la tenacidad en caliente.
Silicio.
Se emplea como desoxidante en la obtención de los aceros, además les
proporciona elasticidad. Si la proporción es elevada (1 a 5%) los aceros tienen
buenas características magnéticas.
Tungsteno.
Forma con el hierro carburos muy complejos estables y durísimos, soportando
bien altas temperaturas. En porcentajes del 14 al 18 %, proporciona aceros
rápidos con los que es posible triplicar la velocidad de corte de loa aceros al
carbono para herramientas.
Vanadio.
Posee una enérgica acción desoxidante y forma carburos complejos con el
hierro, que proporcionan al acero una buena resistencia a la fatiga, tracción y
poder cortante en los aceros para herramientas.
POR SU PROCESO DE FABRICACIÓN
El hierro en estado puro no posee la resistencia y dureza necesarias para las
aplicaciones de uso común. Sin embargo, cuando se combina con pequeñas
cantidades de carbono se obtiene un metal denominado acero, cuyas
propiedades varían en función de su contenido en carbono y de otros
elementos en aleación, tales como el manganeso, el cromo, el silicio o el
aluminio, entre otros.
El acero se puede obtener a partir de dos materias primas fundamentales:
• el arrabio, obtenido a partir de mineral en instalaciones dotadas de
horno alto (proceso integral);
• las chatarras férricas,
que condicionan el proceso de fabricación. En líneas generales, para fabricar
acero a partir de arrabio se utiliza el convertidor con oxígeno, mientras que
partiendo de chatarra como única
materia prima se utiliza exclusivamente
el horno eléctrico (proceso
electrosiderúrgico).
La chatarra
Tras el proceso de reconversión industrial de la siderurgia en España se
abandona la vía del horno alto y se apuesta de forma decidida por la obtención
de acero a través de horno eléctrico.
En este proceso, la materia prima es la chatarra, a la que se le presta una
especial atención, con el fin de obtener un elevado grado de calidad de la
misma. Para ello, la chatarra es sometida a unos severos controles e
inspecciones por parte del fabricante de acero, tanto en su lugar de origen
como en el momento de la recepción del material en fábrica.
La calidad de la chatarra depende de tres factores:
• de su facilidad para ser cargada en el
horno;
• De su comportamiento de fusión
(densidad de la chatarra, tamaño,
espesor, forma, etc.);
• De su composición, siendo fundamental
la presencia de elementos residuales
que sean difíciles de eliminar en el
proceso del horno.
Atendiendo a su procedencia, la chatarra se puede clasificar en tres grandes
grupos:
a
)
Chatarra reciclada: formada por
despuntes, rechazos, etc. originados
en la propia fábrica. Se trata de una
chatarra de excelente calidad.
b Chatarra de transformación: producida
) durante la fabricación de piezas y
componentes de acero (virutas de
máquinas herramientas, recortes de
prensas y guillotinas, etc.).
c) Chatarra de recuperación: suele ser la
mayor parte de la chatarra que se
emplea en la acería y procede del
desguace de edificios con estructura
de acero, plantas industriales, barcos,
automóviles, electrodomésticos, etc.
Los controles a los que se somete la chatarra se producen en tres niveles:
1
)
Inspección en origen por parte de
personal especializado.
2
)
Inspección visual en el momento de la
descarga en puerto para material
importado.
3
)
Control de recepción en fábrica de
forma exhaustiva por unidad de
transporte, con independencia de la
procedencia del material (nacional o
importado), con el fin de eliminar todo
elemento nocivo, materias explosivas
o inflamables, material radiactivo, así
como de todos aquellos metales no
férreos, tierras, cuerpos extraños, etc.
Fabricación en horno eléctrico
La fabricación del acero en horno
eléctrico se base en la fusión de las
chatarras por medio de una corriente
eléctrica, y al afino posterior del baño
fundido.
El horno eléctrico
El horno eléctrico consiste en un gran
recipiente cilíndrico de chapa gruesa (15 a
30 mm de espesor) forrado de material
refractario que forma la solera que alberga
el baño de acero líquido y escoria. El resto
del horno está formado por paneles
refrigerados por agua. La bóveda es
desplazable para permitir la carga de la
chatarra a través de unas cestas
adecuadas.
La bóveda está dotada de una serie de
orificios por los que se introducen los
electrodos, generalmente tres, que son gruesas barras de grafito de hasta 700
mm de diámetro. Los electrodos se desplazan de forma que se puede regular
su distancia a la carga a medida que se van consumiendo.
Los electrodos están conectados a un transformador que proporciona unas
condiciones de voltaje e intensidad adecuadas para hacer saltar el arco, con
intensidad variable, en función de la fase de operación del horno.
Otro orificio practicado en la bóveda permite la captación de humos, que son
depurados convenientemente para evitar contaminar la atmósfera.
El horno va montado sobre una estructura oscilante que le permite bascular
para proceder al sangrado de la escoria y el vaciado del baño.
Proceso de fabricación del acero
El proceso de fabricación se divide básicamente en dos fases: la fase de
fusión y la fase de afino.
Fase de fusión
Una vez introducida la chatarra en el horno y los agentes reactivos y
escorificantes (principalmente cal) se desplaza la bóveda hasta cerrar el horno
y se bajan los electrodos hasta la distancia apropiada, haciéndose saltar el arco
hasta fundir completamente los materiales cargados. El proceso se repite hasta
completar la capacidad del horno, constituyendo este acero una colada.
Fase de afino
El afino se lleva a cabo en dos etapas. La primera
en el propio horno y la segunda en un horno
cuchara.
En el primer afino se analiza la composición del
baño fundido y se procede a la eliminación de
impurezas y elementos indeseables (silicio,
manganeso, fósforo, etc.) y realizar un primer
ajuste de la composición química por medio de la
adición de ferroaleaciones que contienen los
elementos necesarios (cromo, niquel, molibdeno,
vanadio, titanio, etc.).
El acero obtenido se vacía en una cuchara de colada, revestida de material
refractario, que hace la función de cuba de un segundo horno de afino en el
que termina de ajustarse la composición del acero y de dársele la temperatura
adecuada para la siguiente fase en el proceso de fabricación.
POR SU GRADO DE DESOXIDACIÓN
Según el contenido de óxidos, el grado de desoxidación del acero permite
clasificarlos en:
Aceros efervescentes
Aceros semi calmados
Aceros calmados
Los aceros efervescentes se usan solo para la fabricación de
planchas o elementos planos de espesor reducido, conformados en
frio. (Poco apto para soldar)
Los aceros semi calmados se usan para preferentemente en la
fabricación de perfiles estructurales, barras y planchas.
Los aceros calmados son aceros completamente desoxidados,
estos aceros presentan estructuras cristalinas homogéneas, de
composición química uniforme apta para la fabricación de tubos sin
costura, rieles y piezas forjada.
Según sus propiedades mecánicas se clasifican en:
Acero dulce o común
Aceros de alta resistencia
Aceros especiales
CLASIFICACIÓN SEGÚN SAE Y AISI
La norma AISI/SAE (también conocida por SAE-AISI) es una clasificación de
aceros y aleaciones de materiales no ferrosos. Es la más común en los
Estados Unidos.
La SAE emplea, a tal fin, números compuestos de cuatro o cinco
cifras, según los casos, cuyo ordenamiento caracteriza o individualiza un
determinado acero.-
El significado de dicho ordenamiento es el siguiente:
Primera cifra 1 caracteriza a los aceros al carbono
Primera cifra 2 caracteriza a los aceros al níquel
Primera cifra 3 caracteriza a los aceros al cromo-níquel
Primera cifra 4 caracteriza a los aceros al molibdeno
Primera cifra 5 caracteriza a los aceros al cromo
Primera cifra 6 caracteriza a los aceros al cromo-vanadio
Primera cifra 7 caracteriza a los aceros al tungsteno
Primera cifra 9 caracteriza a los aceros al silicio-manganeso
Para aceros al manganeso la característica resulta: 13xx
En los aceros simples (un solo elemento predominante), las dos
últimas cifras establecen el porcentaje medio aproximado de C en centésimo
del 1%, cuando el tenor del mismo no alcanza al 1%.- Por último, la cifra
intermedia indica el porcentaje o, en forma convencional, el contenido
preponderante de la aleación, tal el caso de los aceros al Cr-Ni, en los que la
segunda cifra corresponde al % de Ni .-
Mediante el número SAE, los aceros al carbono, de hasta 1% de C,
pueden ser fácilmente identificados; así un SAE 1025 indica:
Primera cifra 1 acero al carbono
Segunda cifra 0 ningún otro elemento de aleación predominante
Ultimas cifras 25 0,25% de carbono medio aproximado de carbono
AISI es el acrónimo en inglés de American Iron and Steel Institute (Instituto
americano del hierro y el acero), mientras que SAE es el acrónimo en inglés de
Society of Automotive Engineers (Sociedad Norteamericana de Ingenieros
Automotores).
En este sistema los aceros se clasifican con cuatro dígitos. el primero
especifica la aleación principal, el segundo indica el porcentaje aproximado del
elemento principal y con los dos últimos dígitos se conoce la cantidad de
carbono presente en la aleación
[[glb= aleaciones principales que indica el primer digito es el siguiente ]]==
aleaciones principales == la aleación principal que indica el primer dígito es la
siguiente:
1. carbono es un elemento principal su ubicación en la tabla periódica es
de grupo a
2. niquel :
3. niquel-cromo, principal aleante el cromo
4. molibdeno
5. cromo
6. cromo-vanadio, principal aleante el cromo
7. esta numeración indica que son aceros resistentes al calor, pero estos
no se fabrican habitualmente.
8. niquel-cromo-molibdeno, principal aleante el molibdeno
9. silicio
CLASIFICACIÓN SEGÚN ASTM
La A.S.T.M. especifica los porcentajes exactos máximos de carbono,
magnesio, silicio, etc., que se permiten en los aceros estructurales.
Aunque las propiedades físicas y mecánicas de los perfiles de acero las
determina principalmente su composición química.
Tal vez el 50% del acero estructural usado en los Estados Unidos es acero al
carbono designado A36 por la ASTM pero existen muchos otros aceros y su
demanda esta aumentando rápidamente.
El acero A572 se usa tanto como el A36 el cual es superior en resistencia.
Los aceros estructurales se agrupan generalmente según varias clasificaciones
principales de la ASTM:
Los aceros de propósito general (A 36)
Aceros estructurales al carbono (A529)
Aceros estructurales de alta resistencia y baja aleación (A441 y A572)
Aceros estructurales de alta resistencia y baja aleación y resistentes a la
corrosión atmosférica (A242 y A588)
Placa de acero templada y revenida (A514 y A852)
ACEROS AL CARBONO
Elementos de resistencia: Carbono y Manganeso
Cantidades máximas de elementos: 1.7% C; 1.65% Mn; 0.6% Si; 0.6% Cu.
CONCLUSION
Este trabajo nos dejo una gran información acerca de los procesos para
fabricar los aceros y los diferentes tipos de porcentajes que llevan los aceros
de carbono para que sean mas útiles dependiendo el fin con el que se vayan a
utilizar.
BIBLIOGRAFÍA
http://www.mailxmail.com/curso-introduccion-ciencia-materiales/
clasificacion-materiales-metales-aceros
http://es.wikipedia.org/wiki/Acero
http://www.allstudies.com/clasificacion-acero.html
http://www.ing.una.py/APOYO/EstructMaderaMetal/siderurgica.pdf
http://mx.answers.yahoo.com/question/index?
qid=20080406182613AAYPgAI
http://www.ipac.es/acero/fabricacion.asp
http://es.wikipedia.org/wiki/Acero_de_construcci%C3%B3n
