ASI ES COMO SE HACE EL ACERO
jueves, 21 de junio de 2012
lunes, 18 de junio de 2012
FABRICACION DE ACEROS
ACEROS
Ahora hablaremos de los aceros ya que es muy importante que conoscamos sus funciones, sus composiciones asi tambien como sus ventajas y desventajas. Es por eso que en la clase de propiedades de los materiales hablaremos de este tema que es primordial en gran parte en el ramo de la ingenieria.
Los aceros son aleaciones de hierro carbono, aptas para ser deformadas en frío y en caliente.Generalmente el porcentaje de carbono no excede e 1,76%.
El acero se obtiene sometiendo e arrabio a un proceso de descarburacion y eliminación de impurezas llamado afino (oxidación del elemento carbono)
Atendiendo al porcentaje de carbono, los aceros se clasifican en:
- Aceros hipoentectoides, si su porcentaje de carbono es inferior al punto S(entectoide), o sea al 0,89%.
- Aceros hiperentectoides, si su porcentaje de carbono es superior al punto S.
- Aceros al carbono: formados principalmente por hierro y carbono
- Aceros aleados: Contienen, además del carbono otros elementos en cantidades suficientes como para alterar sus propiedades (dureza, puntos críticos, tamaño del grano, templabilidad, resistencia a la corrosión)
- Con respecto a su composición, puede ser de baja o alta aleación y los elementos que puede contener el acero pueden ser tanto deseables como indeseables, en forma de impurezas.
El cromo favorece la resistencia a la corrosión; integra la estructura del cristal metálico, atrae el oxigeno y hace que el acero no se oxide.
El molibdeno y el volframio también favorecen la resistencia ala oxidación.
Clasificación según la aplicación de los metales
En la industria, cada fabricante designa los aceros que produce con una denominación arbitraria, lo cual origina una verdadera complicación a la hora de elegir un acero o de establecer las equivalencias entre aceros de distintos fabricantes. Para evitar este inconveniente, el instituto del hierro y el acero adopta una clasificación que se ha incluido en las normas UNE españolas. (también existen las normas AISI de Estados Unidos)
El IHA clasifica los materiales metalúrgicos en 5 grandes grupos:
F- Aleaciones férreas
L- Aleaciones ligeras
C- Aleaciones de cobre
V- Aleaciones varias
S- Productos sintetizados
Estos productos metalúrgicos se clasifican en series, grupos y tipos.
Las series que corresponden a los aceros van desde la F-100 hasta la F-900
La serie F-300 corresponde a los aceros resistentes a la oxidación y a la corrosión, en particular la serie F-310 corresponde a los aceros inoxidables.
Los aceros se suministran en estado bruto de forja o laminación
Tratamientos
Son los procesos a los que se somete los metales y aleaciones ya sea para modificar su estructura, cambiar la forma y tamaño de sus granos o bien por transformación de sus constituyentes.
El objeto de los tratamientos es mejorar las propiedades mecánicas, o adaptarlas, dándole características especiales a las aplicaciones que se le van a dar la las piezas de esta manera se obtiene un aumento de dureza y resistencia mecánica, así como mayor plasticidad o maquinabilidad para facilitar su conformación.
Los tratamientos pueden ser mecánicos, térmicos o consistir en la aportación de algún elemento a la superficie de la pieza.
Tratamientos térmicos: recocido, temple, revenido, normalizado
Tratamientos termoquimicos: cementacion, nitruracion, cianurizacion, etc.
Tratamientos mecánicos
Se somete al metal a operaciones de deformación frío o caliente para mejorar sus propiedades mecánicas y además darle formas determinadas.
Al deformar mecánicamente un metal mediante martillado, laminado, etc., sus granos son deformados alargándose en el sentido de la deformación. Lo mismo pasa con las impurezas y defectos, se modifican las estructuras y las propiedades del metal.
Tratamientos en frío
Son los tratamientos realizados por debajo de la temperatura de recristalizacion, pueden ser profundos o superficiales.
Aumento de la dureza y la resistencia a la tracción.
Disminuye su plasticidad y tenacidad
Cambio en la estructura: deformación de granos y tensiones originadas, se dice entonces que el metal tiene acritud (cuanto más deformación, mas dureza)
Se produce fragilidad en el sentido contrario a la deformación (falta de homogeneidad en la deformación iguales tensiones en las diferentes capas del metal)
Cuando el metal tiene acritud, solo debe usarse cuando no importe su fragilidad o cuando los esfuerzos solo actúen en la dirección de la deformación
Aceros resistentes a la oxidación y la corrosión
En los aceros inoxidables, la acción de los elementos aleados es sustancial, además de estructural, y depende del porcentaje del o los elementos de la aleación
El cromo es el elemento aleado que más influye en la resistencia ala oxidación y a la corrosión de los aceros. Un 12% de cromo ya impide la corrosión por el aire ambiente húmedo. Para la oxidación a latas temperaturas se puede necesitar hasta un 30 %.
El Níquel mejora la resistencia a la corrosión de los aceros al cromo y el Molibdeno mejora la resistencia a la oxidación altas temperaturas.
Aceros inoxidablesson resistentes a la corrosión atmosférica, s los ácidos y álcalis y ala oxidación a temperaturas no muy elevadas.
Clasificación según estructura en estado de utilización:
- Ferriticos
- Martensiticos
- Austeniticos
- Aceros ferriticos:
Composición:
- Resistencia a la corrosión superior a la de los martensiticos
- 15-18% de cromo y una máxima de 0,12% de carbono
- 20-80% de cromo y una máxima de 0,35% de carbono
- Aceros al cromo-aluminio hasta un 4% más resistentes a la oxidación
Son magnéticos.
- Aceros martensiticos
- 12 - 14 % de cromo, 0,20 – 0,50% de carbono
- Principalmente en cuchillería.
- 16-18% de cromo, 0,60-1; 20% de carbono
Resistentes a la corrosión y al desgaste
Tipo normalizado AISI –311: acero inoxidable extra dulce.
Menos del 0,1% de carbono, 13% de cromo y 0,30 % de níquel.
Resiste a la corrosión atmosférica, la del agua corriente y la de los ácidos y álcalis débiles.
Fácilmente sondable
Usos: utensilios domesticos, griferia, ornamentacion, cuberteria, etc.
- Aceros austeniticos:
Baja conductividad calorífica
Es el tipo de aceros más utilizados
Tipo normalizado AISI –314 Acero inoxidable ausenitico al cromo níquel conocido como18/8.Contiene 0,08% de carbono, 18% de cromo y 9% de níquel.
Muy dúctil y resistente a la corrosión atmosférica, al agua de mar, al ataque de productos alimenticios, ciertos ácidos minerales y de la mayoría de los ácidos orgánicos.
domingo, 17 de junio de 2012
CLASIFICACIÓN DE ACEROS
Existe una gran variedad en la forma de identificar y clasificar a los aceros. Sin embargo, la mayoría de los aceros utilizados industrialmente presentan una designación normalizada expresada por medio de cifras, letras y signos. Hay dos tipos de designaciones para cada tipo de material, una simbólica y otra numérica.
La designación simbólica expresa normalmente las características físicas, químicas o tecnológicas del material y, en muchos casos, otras características suplementarias que permitan su identificación de una forma más precisa.
Por otro lado, la designación numérica expresa una codificación alfanumérica que tiene un sentido de orden o de clasificación de elementos en grupos para facilitar su identificación. En este caso, la designación no tiene un sentido descriptivo de características del material.
En general, cuando se acomete el tema de hacer una clasificación de los aceros, ésta dará resultados diferentes según el enfoque que se siga. Así, se puede realizar una clasificación según la composición química de los aceros, o bien, según su calidad. También se pueden clasificar los aceros atendiendo al uso a que estén destinados, o si se quiere, atendiendo al grado de soldabilidad que presenten.
En los siguientes apartados de este tutorial, se pretende exponer los distintos criterios de clasificación antes mencionados.
Dada la gran variedad de aceros existentes, y de fabricantes, ha originado el surgir de una gran cantidad de normativa y reglamentación que varía de un país a otro.
En España la clasificación de los aceros está regulado por la norma UNE-EN 10020:2001, que sustituye a la anterior norma UNE-36010, ambas editadas por AENOR.
No obstante, existen otras normas reguladoras del acero, con gran aplicación internacional, como las americanas AISI (American Iron and Steel Institute) y ASTM (American Society for Testing and Materials), las normas alemanas DIN, o la ISO 3506.
Por composición química
Según la norma UNE EN 10020:2001, y atendiendo a la composición química, los aceros se clasifican en:
• Aceros no aleados, o aceros al carbono: son aquellos en el que, a parte del carbono, el contenido de cualquiera de otros elementos aleantes es inferior a la cantidad mostrada en la tabla 1 de la UNE EN 10020:2001. Como elementos aleantes que se añaden están el manganeso (Mn), el cromo (Cr), el níquel (Ni), el vanadio (V) o el titanio (Ti). Por otro lado, en función del contenido de carbono presente en el acero, se tienen los siguientes grupos:
I) Aceros de bajo carbono (%C < 0.25)
II) Aceros de medio carbono (0.25 < %C < 0.55)
III) Aceros de alto carbono (2 > %C > 0.
.
.
• Aceros aleados: aquellos en los que, además del carbono, al menos uno de sus otros elementos presentes en la aleación es igual o superior al valor límite dado en la tabla 1 de la UNE EN 10020:2001. A su vez este grupo se puede dividir en:
I) Aceros de baja aleación (elementos aleantes < 5%)
II) Aceros de alta aleación (elementos aleantes > 5%)
• Aceros inoxidables: son aquellos aceros que contienen un mínimo del 10.5% en Cromo y un máximo del 1.2% de Carbono.
A su vez, los anteriores tipos de aceros la norma UNE EN 10020:2001 los clasifica según la calidad del acero de la manera siguiente:
• Aceros no aleados
Los aceros no aleados según su calidad se dividen en:
- Aceros no aleados de calidad: son aquellos que presentan características específicas en cuanto a su tenacidad, tamaño de grano, formabilidad, etc.
- Aceros no aleados especiales: son aquellos que presentan una mayor pureza que los aceros de calidad, en especial en relación con el contenido de inclusiones no metálicas. Estos aceros son destinados a tratamientos de temple y revenido, caracterizándose por un buen comportamiento frente a estos tratamientos. Durante su fabricación se lleva a cabo bajo un control exhaustivo de su composición y condiciones de manufactura. Este proceso dota a estos tipos de acero de valores en su límite elástico o de templabilidad elevados, a la vez, que un buen comportamiento frente a la conformabilidad en frío, soldabilidad o tenacidad.
• Aceros aleados
Los aceros aleados según su calidad se dividen en:
- Aceros aleados de calidad: son aquellos que presentan buen comportamiento frente a la tenacidad, control de tamaño de grano o a la formabilidad. Estos aceros no se suelen destinar a tratamientos de temple y revenido, o al de temple superficial. Entre estos tipos de aceros se encuentran los siguientes:
I) Aceros destinados a la construcción metálica, aparatos a presión o tubos, de grano fino y soldables;
II) Aceros aleados para carriles, tablestacas y cuadros de entibación de minas;
III) Aceros aleados para productos planos, laminados en caliente o frío, destinados a operaciones severas de conformación en frío;
IV) Aceros cuyo único elemento de aleación sea el cobre;
V) Aceros aleados para aplicaciones eléctricas, cuyos principales elementos de aleación son el Si, Al, y que cumplen los requisitos de inducción magnética, polarización o permeabilidad necesarios.
- Aceros aleados especiales: son aquellos caracterizados por un control preciso de su composición química y de unas condiciones particulares de elaboración y control para asegurar unas propiedades mejoradas. Entre estos tipos de acero se encuentran los siguientes:
I) Aceros aleados destinados a la construcción mecánica y aparatos de presión;
II) Aceros para rodamientos;
III) Aceros para herramientas;
IV) Aceros rápidos;
V) Otros aceros con características físicas especiales, como aceros con coeficiente de dilatación controlado, con resistencias eléctricas, etc.
• Aceros inoxidables
Los aceros inoxidables según su calidad se dividen en:
- Según su contenido en Níquel:
I) Aceros inoxidables con contenido en Ni < 2.5%;
II) Aceros inoxidables con contenido en Ni ≥ 2.5%;
- Según sus características físicas:
I) Aceros inoxidables resistentes a la corrosión;
II) Aceros inoxidables con buena resistencia a la oxidación en caliente;
III) Aceros inoxidables con buenas prestaciones frente a la fluencia.
Por su aplicación
Según el uso a que se quiera destinar, los aceros se pueden clasificar en los siguientes:
• Aceros de construcción: este tipo de acero suele presentar buenas condiciones de soldabilidad;
• Aceros de uso general: generalmente comercializado en estado bruto de laminación;
• Aceros cementados: son aceros a los cuales se les ha sometido a un tratamiento termoquímico que le proporciona dureza a la pieza, aunque son aceros también frágiles (posibilidad de rotura por impacto). El proceso de cementación es un tratamiento termoquímico en el que se aporta carbono a la superficie de la pieza de acero mediante difusión, modificando su composición, impregnado la superficie y sometiéndola a continuación a un tratamiento térmico.
Según el CENIM
Existen otros muchos criterios para clasificar los aceros. A continuación se va a detallar el que establece el CENIM, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas, que clasifica los productos metalúrgicos en:
• Clases;
• Series;
• Grupos;
• Individuos;
La clase es designada por una letra según se indica a continuación:
- F: Aleaciones férreas;
- L: Aleaciones ligeras;
- C: Aleaciones de cobre;
- V: Aleaciones varias;
Por otro lado, las series, grupos e individuos serán indicados por cifras. A continuación se enumeran las series en las que se clasifican los aceros según esta norma, que a su vez está subdividida en los grupos siguientes:
Serie 1:
F-100: Aceros finos de construcción general
La serie 1 se compone de los siguientes grupos:
- Grupo F-110: Aceros al carbono
- Grupo F-120: Aceros aleados de gran resistencia
- Grupo F-130: Aceros aleados de gran resistencia
- Grupo F-140: Aceros aleados de gran elasticidad
- Grupo F-150: Aceros para cementar
- Grupo F-160: Aceros para cementar
- Grupo F-170: Aceros para nitrurar
Serie 2:
F-200: Aceros para usos especiales
La serie 2 se compone de los siguientes grupos:
- Grupo F-210: Aceros de fácil mecanizado
- Grupo F-220: Aceros de fácil soldadura
- Grupo F-230: Aceros con propiedades magnéticas
- Grupo F-240: Aceros de alta y baja dilatación
- Grupo F-250: Aceros de resistencia a la fluencia
Serie 3:
F-300: Aceros resistentes a la corrosión y oxidación
La serie 3 se compone de los siguientes grupos:
- Grupo F-310: Aceros inoxidables
- Grupo F-320/330: Aceros resistentes al calor
Serie 4:
F-400: Aceros para emergencia
La serie 4 se compone de los siguientes grupos:
- Grupo F-410: Aceros de alta resistencia
- Grupo F-420: Aceros de alta resistencia
- Grupo F-430: Aceros para cementar
Serie 5:
F-500: Aceros para herramientas
La serie 5 se compone de los siguientes grupos:
- F-510: Aceros al carbono para herramientas
- Grupo F-520: Aceros aleados
- Grupo F-530: Aceros aleados
- Grupo F-540: Aceros aleados
- Grupo F-550: Aceros rápidos
Serie 6:
F-600: Aceros comunes
La serie 6 se compone de los siguientes grupos:
- Grupo F-610: Aceros Bessemer
- Grupo F-620: Aceros Siemens
- Grupo F-630: Aceros para usos particulares
- Grupo F-640: Aceros para usos particulares
Serie 8:
F-800: Aceros de moldeo
La serie 8 se compone de los siguientes grupos:
- Grupo F-810: Al carbono de moldeo de usos generales
- Grupo F-820: Al carbono de moldeo de usos generales
- Grupo F-830: De baja radiación
- Grupo F-840: De moldeo inoxidables
Por otro lado, si se atiende al contenido en carbono, los aceros se pueden clasificar según la siguiente tabla:
| Clasificación de los aceros según su contenido en carbono | ||
| %Carbono | Denominación | Resistencia |
| 0.1-0.2 | Aceros extrasuaves | 38-48 kg/mm2 |
| 0.2-0.3 | Aceros suaves | 48-55 kg/mm2 |
| 0.3-0.4 | Aceros semisuaves | 55-62 kg/mm2 |
| 0.4-0.5 | Aceros semiduros | 62-70 kg/mm2 |
| 0.5-0.6 | Aceros duros | 70-75 kg/mm2 |
| 0.6-0.7 | Aceros extraduros | 75-80 kg/mm2 |
Otras normas y clasificaciones
Según la calidad
Clasificación según UNE-EN 10020:2001
Normas de aplicación
martes, 12 de junio de 2012
ACEROS
Suscribirse a:
Entradas (Atom)