Aleaciones Ferrosas Y No Ferrosas

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5. ALEACIONES Acero ⇒ ≤ 2 % C (1.4 % C) Ferrosas Fundiciones ⇒ > 2 % C (2.5 a 4.5) ALEACIONES Latón (Cu-30 Zn) Cobre No ferrosas Bronces (Cu-10 Sn, Cu-11 Al, etc.) Aluminio (duraluminio) Magnesio Titanio, etc. ALEACIONES FERROSAS Aceros: Ø Baja aleación (sin elementos aleantes) Bajo en C (< 0.25 % C) Medio en C (0.25 a 0.6 % C) Alto en C (0.6 y 1.4 % C)Ø Alta aleación (con elementos aleantes: Cr, W, etc.)

Diagrama Fe-C (aceros s/aleantes)

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Efecto del aleante en el diagrama de equilibrio Fe-C

Efecto del aleante en la T° y composición del eutectoide Curvas S o TTT Las fases que se forman dependen del t y T° (en el diagrama de equilibrio no está reflejado el t)

Transformación isotérmica de unacero eutectoide. A: austenita P: perlita B: bainita M: martensita

Bainita: partículas alargadas de Fe3C en matriz de ferrita Martensita: partículas alargadas en matriz retenida de austenita

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Tratamientos térmicos de los Aceros Autenita (γ) γ

Recocido

Normalizado

Temple

Perlita ó ferrita (α) + perlita ó α cementita (Fe3C) + perlitaBainita

Martensita

Revenido

Martensita revenida

Influencia del tratamiento térmico y % de carbón en las propiedades mecánicas

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Identificación de los Aceros Ø Según composición química: (Instituto americano del hierro y el acero - AISI, Sociedad de Ingeniería de Automoción - SAE) Ejemplo: Horno eléctrico Acero al Ni E 2512 Contenido deNi Contenido de C

* Prefijos utilizados indica el proceso de elaboración del acero: A Acero aleado Siemens Martin B Acero al Carbono Bessemer ácido C Acero al carbono Siemens Martin básico D Acero al carbono Siemens Martin ácido E Acero al carbono o aleado, Horno Eléctrico * Primer número indica baja o alta aleación y tipo de elemento aleante: 1 Aceros al carbono 2 Aceros al níquel 3 Aceros alcromo-níquel 4 Aceros al molibdeno 5 Aceros al cromo 6 Aceros al cromo vanadio * Para los aceros al carbono, el segundo número indica el tipo de acero: 10 11 12 13 Aceros al carbono de construcción general Aceros de fácil mecanización, ricos en azufre Aceros de fácil mecanización, ricos en S y P Aceros al manganeso

N° AISI (SAE) 10XX 25XX 51XX

Descripción

Ejemplo 1010, 1020, 1045 2512,2540 5120

Aceros bajo aleación con 0,XX % C Aceros al Ni, con 5 % Ni y 0,XX% de C. Aceros al Cr, con 1 % Cr y 0,XX% de C

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Ø Según resistencia mecánica en tracción: A37-24H A44-28ES A63-42ES H : Para hormigón

i) Las letras significan: A : Acero

ES: Estructural

ii) El primer valor es la resistencia a la tracción (kgf/mm2) iii) El segundovalor es el límite de fluencia (kgf/mm2)

Fundiciones: Ø Gris : 2.5 a 4.0 % C y 1.0 a 3.0 % Si; grafito aparece como escamas o láminas dentro de la matriz de ferrita o perlita. Ø Dúctil (esferoidal): Fundición gris más Mg y/o Cs; grafito aparece como esferoides Ø Blanca: Bajo C con menos del 1 % Si; enfriada a alevadas velocidades el C aparece como cementita en evz de grafito. Ø Maleable: Fundiciónblanca calentada a altas temperaturas (800 – 900°C), por tiempos largos, se descompone la cementita y forma grafito en racimos o rocetas dentro de la matriz de ferrita o perlita.

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Proceso de producción del acero Ø Materias primas (minerales de Fe, combustibles, fundentes) Magnetita (Fe3O4 + ganga) Minerales de Fe Hematites (Fe2O3 + ganga) Limonita(2Fe2O3 + ganga) Siderita (FeCo3 + ganga) Ganga ⇒ SiO2, Al2O3, CaO, MgO, etc Impurezas ⇒ S, P, As, Si, Mn, etc. Fundente ⇒ CaO Combustible ⇒ coque y carbón vegetal Ø Proceso del alto horno: fabricación de arrabio o hierro fundido

C + O2 → CO2 + calor (i) CO2 + C → 2CO – calor 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 + calor 2Fe3O4 + 2CO → 6FeO + 2CO2 – calor FeO + CO → Fe + CO2 + calor 3Fe + 2CO → Fe3C +...