Aleaciones Fe-C - Raquel Serrano Lledó

ALEACIONES HIERRO-CARBONO
•
ACEROS
•
•
•
•
•
ACEROS DE CONSTRUCCIÓN GENERAL
ACEROS PARA CEMENTACIÓN
ACEROS PARA NITRURACIÓN
ACEROS PARA TEMPLE Y REVENIDO
ACEROS INOXIDABLES
• FUNDICIONES
•
•
•
•
FUNDICIONES BLANCAS
FUNDICIONES GRISES O LAMINARES
FUNDICIONES NODULARES O MALEABLES
FUNDICIONES ESFEROIDALES O DÚCTILES
NORMAS INTERNACIONALES SOBRE ACEROS
AISI:
American Iron and Steel Institute
SAE:
Society of Automotive Engineers
DIN:
Deutches Institut für Normung
AFNOR: Association Française de Normalisation
BSI:
British Standards Institution
ISO:
International Organisation for Standardisation
EN-CEN: European Commitee for Standardization
ASTM: American Society for Testing Materials
ASME: American Society of Mechanical Engineers
AWS:
American Welding Society
UNE-AENOR: Asociación Española de Normalización y Certificación
NORMAS INTERNACIONALES SOBRE ACEROS
UNS:
Unified Numbering System
Las familias de aleaciones se agrupan en series UNS, designadas por una
letra prefijo, a la que siguen cinco dígitos numéricos, que identifican a la
aleación concreta.
CLASIFICACION DE LOS ACEROS
Moldeado
Para Hormigón
Aparatos a
presión
Uso eléctrico
Semiproductos
Construc.
Mecánica
Construc.
Metálica
TT e Inoxidables
Tuberías
DESIGNACIÓN DE LOS ACEROS
DESIGNACIÓN SIMBÓLICA
• TIPO:
Contenido máximo de C multiplicado por 100, seguido de la letra Q y del
número que resulte de multiplicar el contenido máximo en Mn por 40 y
redondeado al entero más próximo.
• GRADO:
Se empleará un primer símbolo para designar el índice de pureza en P y
S….. Y un segundo símbolo para designar el estado de desoxidación.
Ejemplo:
Acero de 0,13-0,18% de C
Acero 18 Q 24 r SK UNE 36-077-73
0,30-0,60% Mn
0,050% max P y S
estado de desoxidación semicalmado.
ACEROS DE CONSTRUCCIÓN GENERAL.
Propiedades mecánicas % C
Combinación de tenacidad y resistencia a la tracción, fatiga y desgaste.
Edificación, piezas de maquinaria y elementos sin grandes exigencias.
ACEROS DE BAJA ALEACIÓN
• ACEROS FERRÍTICOS PARA PRODUCTOS PLANOS LAMINADOS EN
FRÍO:
• ACEROS PARA HOJALATA
• ACEROS PARA ESMALTERIA
• ACEROS PARA CARROCERIAS
• ACEROS FERRITICO-PERLÍTICOS Y PERLÍTICOS LAMINADOS EN
CALIENTE:
• DE BAJO CARBONO:
• ACEROS ESTRUCTURALES ORDINARIOS
• ACEROS DE ALTO LÍMITE ELÁSTICO HSLA
• ACEROS PARA INTEMPERIE
• DE MEDIO CARBONO:
• ACEROS MICROALEADOS
• DE ALTO CARBONO:
• PARA CARRILES
• PARA CABLES
De grado normal:
0,45%-060%C V. media 100 km/h
Ps gruesa
Rm= 710 MPa
Carril duro:
0,65-0,8%C
Ps fina
Rm= 880 MPa
V. media 140-200 km/h
(Mn, Si, P, S)
Carril extraduro:
0,6-0,82%C
(Mn, Cr, Si, P, S)
V. media 300 km/h
Ps muy fina
Rm=1100MPa
ACEROS PARA CEMENTACIÓN.
Aceros bajos en C, aleados o sin alear.
Cementación + Temple + Revenido.
Superficie con alta dureza y núcleo con gran tenacidad y resistencia .
Piezas y elementos de máquinas que necesiten gran dureza superficial,
resistencia, tenacidad y alta resistencia al desgaste.
ACEROS PARA NITRURACIÓN.
Aceros con 0,22 - 0,45 % C y cantidades adicionales de Cr, Al, Mo y V …
Nitruración.
Alta tenacidad en núcleo y gran dureza superficial.
ACEROS PARA TEMPLE Y REVENIDO.
Aceros aleados o sin alear.
Aceros sin alear Propiedades dependen del porcentaje de carbono.
Temple + Revenido.
En función de su estructura Buena dureza, tenacidad, límite elástico y Rm.
ACEROS INOXIDABLES
Composición química variable (UNE - EN 10088-1)
C 0,03 - 1,20 %
Cr 10,5 %
Ni, Mo, Ti, Nb, V, W, Al, etc.
INOXIDABLES
FERRITICOS
MARTENSITICOS
AUSTENITICOS
AUSTENOFERRITICOS
Alto
0,08%
contenido
Mayores
max
contenidos
C
en Cr (mínimo
C
21%)
1,2
y bajo
max.
Principales
elementos
de de
aleación
Cr
yNi.
Ni
Estructura
NoEndurecen
endurecen
por
por
atemple
tªtemple
ambiente
Propiedades
mecánicas
Austenita
ybifásica
ocasionalmente
Ferrita
δ40-60%
residualaustenita.
Propiedades
Muy
Martensita
dúctiles mecánicas que
austenítcos.
Adición
de Ni y deformación en frío.
Sensibles
al crecimiento de grano
Corrosión
intergranular.
ACEROS DE HERRAMIENTAS
Ejemplo Acero Hadfield.
- alto contenido en manganeso
- alta resistencia al desgaste
- alta dureza superficial que aumenta con el rozamiento
Aceros de gran calidad.
•Trabajo de material por:
- corte
- presión
- arranque de viruta
•Características:
•gran dureza
•gran resistencia al desgaste
•Aceros de herramientas:
- sin alear 0,65-1,50%C Dureza y tenacidad
- aleados
ACEROS DE HERRAMIENTAS
SIN ALEAR
Baja templabilidad
Alta velocidad de
temple
Peligro de
aparición de grietas
Alta tenacidad
ALEADOS
Alta templabilidad
Baja velocidad de
temple
Dureza a tª elevada
400 - 500ºC
Alta resistencia al
desgaste
ACEROS RÁPIDOS
• Aceros que pueden trabajar con elevadas velocidades de corte.
• Elementos de aleación: Cr, W, Mo, V, Co
• Temple + Revenido a alta temperatura.
• Características:
- elevada dureza
- alta resistencia mecánica a temperaturas elevadas
- elevada resistencia al revenido
- alta resistencia al desgaste
• Algunos aceros rápidos.
- Ac. Rápidos al wolframio
- Ac. Rápidos al molibdeno
- Ac. Rápidos al molibdeno-cobalto
FUNDICIONES
•
Aleaciones base hierro.
•
Porcentaje de carbono > 2,06
•
Aproximadamente 3% de Si.
Grafitizantes Si
•
Cantidades adicionales de elementos de aleación.
Inoculantes Mg
Carburizantes Ti
Composición química
Características
Mecánicas de las
Fundiciones
Proceso de fabricación
Tratamiento térmico
Resist. mecánica y dureza
Tenacidad y ductilidad
Resist. a la corrosión y al desgaste
FUNDICIONES
FUNDICIONES
GRISES
Grafito
laminar
FUNDICIONES
BLANCAS
FUNDICIONES
MALEABLES
FUNDICIONES
DÚCTILES
Grafito
nodular
Grafito
esferoidal
FUNDICIONES BLANCAS
• Carbono combinado con el Fe CEMENTITA.
• Formación según diagrama metaestable Fe-C.
• Obtención
* % Carbono
* elementos de aleación formadores de carburos Cr, Mo, V
* velocidad de enfriamiento alta
• Muy duras y frágiles
• Aleadas con Ni
Fundiciones Ni-Hard
Resistencia a la abrasión.
FUNDICIONES BLANCAS
FUNDICIONES GRISES
• Carbono En estado libre Grafito Láminas.
• Láminas de grafito tamaño Resistencia mecánica
• Fundición gris Si y P
0,6 - 3% Si estabilizante
%P < 0,17 colabilidad
FUNDICIONES GRISES
• Formación según diagrama estable Fe-C.
• velocidad de enfriamiento
FUNDICIONES GRISES
• Composición:
Ce = Ct + 1/3 ( % Si + % P )
Ce Contenido equivalente ( hipo, hiper, eutéctica )
Ct Contenido total de carbono
Si formación de grafito laminar
P mejora la resistencia al desgaste y la colabilidad
Frágiles
Resistencia mecánica
Fundición gris aleada ( Ni, Cr ) Ni-resist, Nicrosilal
- Resistencia a los ácidos sulfúrico y nítrico
- Resistencia a la corrosión a alta temperatura
FUNDICIONES MALEABLES
• Carbono Nódulos de grafito.
• Recocido de las fundiciones blancas.
• Características:
- tenacidad
- maleabilidad
- fragilidad
dependen matriz α, Ps, Bs, Ms.
• Fundición nodular
- F. Maleable europea ( de corazón blanco )
- F. Maleable americana ( de corazón negro )
FUNDICIONES DÚCTILES
• Carbono Esferoides de grafito
• Inoculación de magnesio y/o cerio.
• Características:
- ductilidad
- resistencia a la tracción