FUNDICIONES DE HIERRO(Fe)
Las fundiciones son aleaciones de hierro, carbono y silicio, aunque generalmente contienen también manganeso, fósforo, azufre, etc. Son de mayor contenido de carbono que los aceros ( de 2 al 4,5 %) y adquieren su forma definitiva por colada, no siendo nunca las fundiciones sometidas a procesos de deformación plástica ni en frío ni en caliente, por lo que no pueden forjarse ni grises, que en la práctica son las más importantes, aparecen laminarse. En las fundiciones durante la solidificación y posterior enfriamiento laminas de grafito, que al originar discontinuidades en la matriz, son la causa de que las características mecánicas de las fundiciones grises sean, en general muy inferiores a las de los aceros, aunque sean, sin embargo, suficientes para una amplia variedad de aplicaciones. En las fundiciones blancas aparecen en su solidificación un constituyente llamado ledeburita, que es un eutéctico formado por austenita saturada y cementita, que no existe en los aceros y que al enfriarse queda transformado en agrupaciones muy particulares de cementita y perlita. La presencia de cantidades importantes de cementita y de esos de cementita y perlita reunidos en forma similar a la que corresponde a los eutécticos, es la causa de la gran fragilidad de las fundiciones blancas. Hay algunas fundiciones que son tenaces y tienen cierta ductilidad. En este grupo se incluyen las fundiciones maleables y otras especiales como las fundiciones nodulares también llamadas, fundiciones dúctiles de grafito esferoidal o hierro dúctil.El cubilote es la instalación mas empleada para la fabricación de la mayoría de las piezas de fundición. Un porcentaje de piezas mucho menor se obtiene utilizando hornos de reverbero, hornos con crisol y hornos eléctricos, siendo estas ultimas instalaciones las mas utilizadas para la fabricación de fundiciones de calidad, fundiciones aleadas y de alta resistencia. En algunos casos especiales se fabrican piezas de gran tamaño, colando directamente la fundición desde el alto horno. Para la fabricación de piezas de fundición se emplea generalmente como materia prima el arrabio o lingote de hierro, utilizándose también en las cargas de hornos y cubilotes, chatarras de fundición y a menudo chatarra de acero. Durante los procesos de fabricación se suelen hacer algunas veces, adiciones de ferrosilicio y ferromanganeso, y en algunas ocasiones especiales, se añade ferrocromo, níquel, etc., para obtener en cada caso la composición deseada. Teóricamente, las fundiciones pueden contener de acuerdo con el diagrama hierro-carbono, de 1.7-6.67% de carbono. Sin embargo en la practica, su contenido varia de 2-4.5%, siendo lo mas frecuente que oscile de 2.75-3.5%. el contenido de silicio suele oscilar de 0.5-3.5% y el manganeso de 0.4-2%.excepcionalmente, los contenidos en silicio y manganeso llegan algunas veces a 4% y en ocasiones se fabrican fundiciones especiales hasta de 15% de silicio. Los porcentajes de azufre suelen oscilar de 0.01-0.20%, los de fósforo de 0.04-0.08% y en algunos casos llega a 1.5%. para conseguir ciertas características especiales, se fabrican fundiciones aleadas que, además de los elementos citados, contienen también porcentajes variables de cobre, níquel, cromo, molibdeno, etc... Colaborado por: Peter E. para arquitectura y construccion en ARQHYS.
ACEROS AL CARBON
Los aceros se clasifican en cinco grupos principales: aceros al carbono, aceros aleados, aceros de baja aleación ultra resistentes, 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.Aceros de baja aleación ultra resistentes. Es la familia de aceros mas reciente de las cinco. Estos aceros son más baratos que los aceros convencionales debido a que contienen menor cantidad de materiales costosos de aleación. Sin embargo, se les da un tratamiento especial que hace que su resistencia sea mucho mayor que la del acero al carbono. Este material se emplea para la fabricación de vagones porque al ser más resistente, sus paredes son más delgadas, con lo que la capacidad de carga es mayor. Además, al pesar menos, también se pueden cargar con un mayor peso. También se emplea para la fabricación de estructuras de edificios. Aceros inoxidables. Estos aceros contienen cromo, níquel, y otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y resistentes a la oxidación. Algunos aceros inoxidables son muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas. Debido a su brillo, los arquitectos lo emplean mucho con fines decorativos. También se emplean mucho para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales. Además se usa para la fabricación de útiles de cocina, como pucheros, gracias a que no oscurece alimentos y es fácil de limpiar. Aceros de herramientas. Estos aceros se emplean para fabricar herramientas y cabezales de corte y modelado de maquinas. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos de aleación que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.TRATAMIENTO TÉRMICO DE LOS ACEROS. El proceso básico de endurecimiento de los aceros consiste en calentar el metal hasta una temperatura en la que se forma austenita, que suele ser entre 750 y 850 ºC, y enfriarlo rápidamente sumergiéndolo en agua o aceite. Este tratamiento de endurecimiento forma martensita y crea grandes tensiones internas en el metal. Para eliminar estas tensiones se emplea el temple que consiste en recalentar la pieza a una temperatura menor. Con este sistema se reduce la dureza y resistencia pero aumenta la ductilidad y la tenacidad. El objetivo principal del proceso de tratamiento térmico en controlar la cantidad, tamaño, forma y distribución de las partículas de cementita contenidas en una ferrita, determinando así las propiedades físicas del acero. Templado prolongado. El acero se retira del baño de enfriamiento cuando alcanza la temperatura en que comienza a formarse la martensita y se enfría lentamente mediante un chorro de aire. El acero se retira del baño de enfriamiento en el mismo momento que en el templado prolongado y se coloca en un baño de temperatura constante hasta que alcanza una temperatura uniforme en su sección transversal. A continuación se enfría lentamente con aire desde los 300 ºC hasta la temperatura ambiente. Austemplado. El material se enfría hasta la temperatura en la que se forma la martensita y se mantiene a esa temperatura hasta que acaba el proceso. A continuación se enfría a temperatura ambiente. Hay otros métodos de tratamiento térmico para endurecer el acero. Cementación: Las superficies de las piezas de acero terminadas se endurecen al calentarlas con compuestos de carbono o nitrógeno. Carburización: La pieza se calienta manteniéndola rodeada de carbón vegetal, coque o gases de carbono. Cianurización: Se introduce el metal en un baño de sales de cianuro, logrando así que endurezca. Nitrurización: Se emplea para endurecer aceros de composición especial mediante su calentamiento en amoniaco gaseoso. (Fuente de la información: Mario Estanislao Cesar Ariet, Argentina)
Las fundiciones son aleaciones de hierro, carbono y silicio, aunque generalmente contienen también manganeso, fósforo, azufre, etc. Son de mayor contenido de carbono que los aceros ( de 2 al 4,5 %) y adquieren su forma definitiva por colada, no siendo nunca las fundiciones sometidas a procesos de deformación plástica ni en frío ni en caliente, por lo que no pueden forjarse ni grises, que en la práctica son las más importantes, aparecen laminarse. En las fundiciones durante la solidificación y posterior enfriamiento laminas de grafito, que al originar discontinuidades en la matriz, son la causa de que las características mecánicas de las fundiciones grises sean, en general muy inferiores a las de los aceros, aunque sean, sin embargo, suficientes para una amplia variedad de aplicaciones. En las fundiciones blancas aparecen en su solidificación un constituyente llamado ledeburita, que es un eutéctico formado por austenita saturada y cementita, que no existe en los aceros y que al enfriarse queda transformado en agrupaciones muy particulares de cementita y perlita. La presencia de cantidades importantes de cementita y de esos de cementita y perlita reunidos en forma similar a la que corresponde a los eutécticos, es la causa de la gran fragilidad de las fundiciones blancas. Hay algunas fundiciones que son tenaces y tienen cierta ductilidad. En este grupo se incluyen las fundiciones maleables y otras especiales como las fundiciones nodulares también llamadas, fundiciones dúctiles de grafito esferoidal o hierro dúctil.El cubilote es la instalación mas empleada para la fabricación de la mayoría de las piezas de fundición. Un porcentaje de piezas mucho menor se obtiene utilizando hornos de reverbero, hornos con crisol y hornos eléctricos, siendo estas ultimas instalaciones las mas utilizadas para la fabricación de fundiciones de calidad, fundiciones aleadas y de alta resistencia. En algunos casos especiales se fabrican piezas de gran tamaño, colando directamente la fundición desde el alto horno. Para la fabricación de piezas de fundición se emplea generalmente como materia prima el arrabio o lingote de hierro, utilizándose también en las cargas de hornos y cubilotes, chatarras de fundición y a menudo chatarra de acero. Durante los procesos de fabricación se suelen hacer algunas veces, adiciones de ferrosilicio y ferromanganeso, y en algunas ocasiones especiales, se añade ferrocromo, níquel, etc., para obtener en cada caso la composición deseada. Teóricamente, las fundiciones pueden contener de acuerdo con el diagrama hierro-carbono, de 1.7-6.67% de carbono. Sin embargo en la practica, su contenido varia de 2-4.5%, siendo lo mas frecuente que oscile de 2.75-3.5%. el contenido de silicio suele oscilar de 0.5-3.5% y el manganeso de 0.4-2%.excepcionalmente, los contenidos en silicio y manganeso llegan algunas veces a 4% y en ocasiones se fabrican fundiciones especiales hasta de 15% de silicio. Los porcentajes de azufre suelen oscilar de 0.01-0.20%, los de fósforo de 0.04-0.08% y en algunos casos llega a 1.5%. para conseguir ciertas características especiales, se fabrican fundiciones aleadas que, además de los elementos citados, contienen también porcentajes variables de cobre, níquel, cromo, molibdeno, etc... Colaborado por: Peter E. para arquitectura y construccion en ARQHYS.
ACEROS AL CARBON
Los aceros se clasifican en cinco grupos principales: aceros al carbono, aceros aleados, aceros de baja aleación ultra resistentes, 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.Aceros de baja aleación ultra resistentes. Es la familia de aceros mas reciente de las cinco. Estos aceros son más baratos que los aceros convencionales debido a que contienen menor cantidad de materiales costosos de aleación. Sin embargo, se les da un tratamiento especial que hace que su resistencia sea mucho mayor que la del acero al carbono. Este material se emplea para la fabricación de vagones porque al ser más resistente, sus paredes son más delgadas, con lo que la capacidad de carga es mayor. Además, al pesar menos, también se pueden cargar con un mayor peso. También se emplea para la fabricación de estructuras de edificios. Aceros inoxidables. Estos aceros contienen cromo, níquel, y otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y resistentes a la oxidación. Algunos aceros inoxidables son muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas. Debido a su brillo, los arquitectos lo emplean mucho con fines decorativos. También se emplean mucho para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales. Además se usa para la fabricación de útiles de cocina, como pucheros, gracias a que no oscurece alimentos y es fácil de limpiar. Aceros de herramientas. Estos aceros se emplean para fabricar herramientas y cabezales de corte y modelado de maquinas. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos de aleación que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.TRATAMIENTO TÉRMICO DE LOS ACEROS. El proceso básico de endurecimiento de los aceros consiste en calentar el metal hasta una temperatura en la que se forma austenita, que suele ser entre 750 y 850 ºC, y enfriarlo rápidamente sumergiéndolo en agua o aceite. Este tratamiento de endurecimiento forma martensita y crea grandes tensiones internas en el metal. Para eliminar estas tensiones se emplea el temple que consiste en recalentar la pieza a una temperatura menor. Con este sistema se reduce la dureza y resistencia pero aumenta la ductilidad y la tenacidad. El objetivo principal del proceso de tratamiento térmico en controlar la cantidad, tamaño, forma y distribución de las partículas de cementita contenidas en una ferrita, determinando así las propiedades físicas del acero. Templado prolongado. El acero se retira del baño de enfriamiento cuando alcanza la temperatura en que comienza a formarse la martensita y se enfría lentamente mediante un chorro de aire. El acero se retira del baño de enfriamiento en el mismo momento que en el templado prolongado y se coloca en un baño de temperatura constante hasta que alcanza una temperatura uniforme en su sección transversal. A continuación se enfría lentamente con aire desde los 300 ºC hasta la temperatura ambiente. Austemplado. El material se enfría hasta la temperatura en la que se forma la martensita y se mantiene a esa temperatura hasta que acaba el proceso. A continuación se enfría a temperatura ambiente. Hay otros métodos de tratamiento térmico para endurecer el acero. Cementación: Las superficies de las piezas de acero terminadas se endurecen al calentarlas con compuestos de carbono o nitrógeno. Carburización: La pieza se calienta manteniéndola rodeada de carbón vegetal, coque o gases de carbono. Cianurización: Se introduce el metal en un baño de sales de cianuro, logrando así que endurezca. Nitrurización: Se emplea para endurecer aceros de composición especial mediante su calentamiento en amoniaco gaseoso. (Fuente de la información: Mario Estanislao Cesar Ariet, Argentina)
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