Metales Y Aleaciones

INSTITUTO TECNOLOGICO DE SAN LUIS POTOSI

ING. MECATRONICA
2 SEM

CIENCEIAS E INGENIERIA DE LOS MATERIALES


CIENCIAS E INGENIERIA DE LOS MATERIALES 3 UNIDAD

En este ensayo se describirán a detalle los metales y las aleaciones más conocidas y1 usadas en la industria.
Estudiaremos cuales son las características y propiedades de los metales y sus aleaciones distinguiendo cada uno delos siguientes puntos:
3.1 El hierro y sus aleaciones.
3.3 Procesos de obtención del hierro y aceros.
3.4 Designación y clasificación de los aceros.
3.4 Metales y aleaciones no ferrosas.
A continuación describiremos cada uno de estos temas a detalle.

3.1 EL HIERRO Y SUS ALEACIONES
El hierro es el cuarto elemento más abundante de la corteza terrestre (5%) y, entre los1 metales, solo elaluminio es más abundante (8%).
Su símbolo es Fe es un metal maleable, tenaz, de color gris plateado y magnético a temperatura ambiente.
Se encuentra en la tierra formando parte de varios minerales como:
* Hematita (Fe2 O3)
* Magnetita (Fe3 O4)
* Limonita (Fe O (OH))
* Siderita (FeCO3)
* Pirita (Fe S2)
* Ilmenita (FeTiO3)
 El hierro es un metal alotrópico, por lo que puedeexistir en más de una estructura reticular dependiendo fundamentalmente de la temperatura.
Formas alotrópicas del hierro:
El hierro cristaliza en la variedad alfa hasta la temperatura de 768ºC. La red espacial a la que pertenece es la red cúbica centrada en el cuerpo (BCC). La distancia entre átomos es de 2.86 Å. El hierro alfa no disuelve prácticamente en carbono, no llegando al 0.008% atemperatura ambiente, teniendo como punto de máxima solubilidad a T=723ºC (0,02%).
 La variedad beta existe de 768ºC a 910ºC. Cristalográficamente es igual a la alfa, y únicamente la distancia entre átomos es algo mayor: 2.9 Å a 800ºC y 2905ºC a 900ºC.
 La variedad gamma se presenta de 910ºC a 1400ºC. Cristaliza en la estructura FCC. El cubo de hierro gamma tiene más volumen que el de hierro alfa. Elhierro gamma disuelve fácilmente en carbono, creciendo la solubilidad desde 0.85% a 723ºC hasta 1.76% a 1130ºC para de crecer hasta el 0.12% a 1487ºC. Esta variedad de Fe es a magnético.
  La variedad delta se inicia a los 1400ºC, observándose, entonces una reducción en el parámetro hasta 2.93Å, y un retorno a la estructura BCC. Su máxima solubilidad de carbono es 0.007% a 1487ºC. Esta variedades poco interesante desde el punto de vista industrial. A partir de 1537ºC se inicia la fusión del Fe puro.
ALEACIONES DEL HIERRO
Las aleaciones con contenido de C comprendido entre 0.03% y 1.76% tienen2 características muy bien definidas y se denominan aceros. Los aceros de cualquier proporción de carbono dentro de los límites citados pueden alearse con otros elementos, formando los denominadosaceros aleados o aceros especiales. Algunos aceros aleados pueden contener excepcionalmente hasta el 2.5% de C. Los aceros generalmente son forjables, y es ésta una cualidad muy importante que los distingue. Si la proporción de C es superior a 1.76% las aleaciones de Fe-C se denominan fundiciones, siendo la máxima proporción de C aleado del 6.67%, que corresponde a la cementita pura. Lasfundiciones, en general, no son forjables.
   En las aleaciones Fe-C pueden encontrarse hasta once constituyentes diferentes, que se denominan: ferrita, cementita, perlita, austenita, martensita, bainita, ledeburita y grafito.
 FERRITA
 Aunque la ferrita es en realidad una solución sólida de carbono en hierro alfa, su solubilidad a la temperatura ambiente es tan pequeña que no llega a disolver ni un0.008% de C. Es por esto que prácticamente se considera la ferrita como hierro alfa puro.
 CEMENTITA
 Es carburo de hierro y por tanto su composición es de 6.67% de C y 93.33% de Fe en peso. Es el constituyente más duro y frágil de los aceros, alcanzando una dureza de 960 Vickers.
 PERLITA
Es un constituyente compuesto por el 86.5% de ferrita y el 13.5% de cementita, es decir, hay 6.4 partes...