Metales

U N E X P O

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSE DE SUCRE VICERRECTORADO “LUIS CABALLERO MEJIAS” NÚCLEO CHARALAVE INGENIERÍA MECATRÓNICA INGENIERÍA DE MATERIALES (IMT-4413)

METALES
De los elementos que figuran en la tabla periódica, alrededor de 80 pueden ser clasificados como metales. Todos ellos tienen en común que sus electrones más externos en un átomo neutro soncedidos fácilmente. Esta característica es la causa de su conductividad, tanto eléctrica como térmica, de su brillo y maleabilidad. El uso de metales puros es limitado, pues son blandos o tienden a corroerse. Sin embargo, toleran un considerable cantidad de elementos en estado sólido o líquido. Así, la mayor parte de los materiales metálicos comúnmente usados son mezclas de dos o más metaleselementales. Es posible realizar estas mezclas de varias maneras, pero casi siempre se obtienen por la unión de metales por arriba de su punto de fusión. Esa mezcla sólida de metales o metaloides se denomina aleación.

ALEACIONES FERREAS
Las aleaciones ferrosas son las sustancias que tienen al hierro como su principal metal y han sufrido un proceso metalúrgico. Incluyen los aceros al bajo carbono,los aceros aleados y de herramientas, los aceros inoxidables y los hierros fundidos, también llamados productos siderúrgicos. De todos estos, son los aceros y fundiciones los empleados por excelencia en la fabricación mecánica.

ACEROS: son una aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2,1% en peso de
la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre el0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores que el 2% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al ser quebradizas y no poderse forjar, a diferencia de los aceros, se moldean. En el acero, además de hierro y carbono como elementos fundamentales, intervienen elementos accidentales, entre ellos el azufre y el fósforo, que dada su afinidad con el acero, son difíciles de eliminar, no obstante sereducen a proporciones inofensivas (< 0.05 %); otros elementos facilitan la obtención, como el silicio y el manganeso que adicionados en pequeñas proporciones (0.2 a 0.9 %) evitan la oxidación del metal fundido, el resto (97.5 a 99.5%) es hierro. Atendiendo al porcentaje de contenido en carbono, estos aceros suelen denominarse como se indica en el siguiente cuadro:
Tabla 1: Clasificación de losaceros según su dureza

% Carbono 0.1 a 0.2 0.2 a 0.3 0.3 a 0.4 0.4 a 0.5 0.5 a 0.6 0.6 a 0.7

Denominación Aceros extrasuaves Aceros suaves Aceros semisuaves Aceros semiduros Aceros duros Aceros extraduros

Resistencia 38 - 48 Kg / mm2 48 - 55 Kg / mm2 55 - 62 Kg / mm2 62 - 70 Kg / mm2 70 - 75 Kg / mm2 75 - 80 Kg / mm2

2 Sin embargo, existen multitud de tipos de acero con composiciones muydiversas que reciben denominaciones específicas en virtud ya sea de los elementos que predominan en su composición (aceros al silicio), de su susceptibilidad a ciertos tratamientos (aceros de cementación), de alguna característica potenciada (aceros inoxidables) e incluso en función de su uso (aceros estructurales). Usualmente estas aleaciones de hierro se engloban bajo la denominación genéricade aceros especiales, razón por la que aquí se ha adoptado la definición de los comunes o "al carbono" que amén de ser los primeros fabricados y los más empleados, sirvieron de base para los demás. 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 propiedadesdel 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...