Tec.mat Final

8/4/2019 Tec.mat Final

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERIA Y CIENCIAS

SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS

PROGRAMA ACADEMICO DE

INGENIERIA INDUSTRIAL

DEPARTAMENTO DE PRODUCCION

TECNOLOGIA DE MATERIALES

SEMESTRE ENERO-JUNIO DE 2011

INFORME

MULTITEMAS

UNIDAD 2 UNIDAD 5

GRUPO: 4IM2

ALUMNO:ROMERO PREZ FERNANDO 2009601963

PROFESOR: BAUTISTA MONROY CARLOS ANTONIO


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Diagramas de equilibrioLos diagramas de equilibrio son grficas que representan las fases yestado en que pueden estar diferentes concentraciones de materialesque forma una aleacin a distintas temperaturas. Dichas temperaturasvan desde la temperatura por encima de la cual un material est en faseliquida hasta la temperatura ambiente y en que generalmente losmateriales estn en estado slido.Existen diferentes diagramas deequilibrio segn los materiales sean totalmente solubles en estadoslido y liquido o sean miscibles a que sean insolubles. Tambin puedendarse casos particulares. Uno de los diagramas de equilibrio ms clsico

es el de los aceros que tiene particularidades y donde afecta claramentela concentracin y las diferentes cristalizaciones que puede darse en elhierro estando en estado slido y a diferentes temperaturas.

Dos metales (A, B) a temperaturas superiores a sus respectivos puntosde fusin (TA, TB) se encuentran en estado lquido pudindose disolver yconformar as una fase nica lquida. Esto quiere decir que no podemosestablecer diferencias de comportamiento u observacin entre lasdistintas partes del lquido y que los metales en las proporcionesmezcladas tienen la propiedad de miscibilidad. Si la mezcla lquida, XA?XB, la sometemos a un proceso de solidificacin, mediante enfriamiento,

llegamos a obtener el producto que se denomina aleacin de los metalesA y B.

Es conocido que las aleaciones mejoran las caractersticas de losmetales puros. Realmente debera decirse que introducen variables quediferencian el comportamiento de los metales puros que las componen,porque en algunas circunstancias pueden perjudicar sus propiedades.Obviamente, conformar una aleacin es uno de los medios msprimitivos que la ingeniera ha dispuesto para actuar sobre laspropiedades de los metales puros, incluso histricamente la aleacin espredecesora como lo justifica el bronce,


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DIAGRAMA DE HIERRO-CARBONO

Cuando el acero con constitucin austenica, se enfra lentamente, la

austenita se transforma en distintos productos; as por ejemplo, si elacero es hipoeutectoide la austenita s transforma inicialmente enferrita hasta la temperatura eutectoide, a la cual la austenita remanentese transforma en perlita. La micro estructura final ser perlita y ferritaproeutectoide en una proporcin que depende de la composicin y lavelocidad de enfriamiento.

Si el acero es de composicin eutectoide, la austenita se transformacompletamente en perlita; si la composicin hipereutectoide se obtienecementita proeutectoide y perlita como producto de la transformacin.Cuando la velocidad de enfriamiento aumenta, la morfologa de la ferrita

y la cementita proeutectoide cambia y la perlita se hace ms fina. A unavelocidad elevada, los anteriores constituyentes desaparecensbitamente a una velocidad de enfriamiento critico, y aparece unaestructura nueva ms dura que es la martensita.

Estos productos, obtenidos por enfriamiento rpido, son meta establesdesde un punto de vista termodinmico de gran utilidad para laingeniera debido a sus propiedades.

PROPIEDADES FSICAS Y QUMICAS

Austenita: Es una solucin slida de carbono o carburo de hierro enhierro gamma. Puede contener desde 0 - 1.7% de carbono y es, por lotanto, un constituyente de composicin variable. Todos los aceros seencuentran formados por cristales de austenita cuando se calienta atemperatura superior a las criticas. Aunque generalmente es unconstituyente inestable, se puede obtener esa estructura a latemperatura ambiente por enfriamiento rpido de aceros de altocontenido en carbono de muy alta aleacin.

Su resistencia es de 88 - 105 Kg/ml aprox. Su dureza de 300 Brinell y sualargamiento de 30 a 60%. Es poco magntica, blanda, muy dctil y

tenaz. Tiene gran resistencia al desgaste, siendo el constituyente msdenso de los aceros. En los aceros austeniticos de alta aleacin sepresenta formando cristales polidricos parecidos a los de la ferrita, perose diferencia de estos por ser sus contornos ms rectilneos y ngulosvivos.

Ferrita: La ferrita es hierro alfa sea hierro casi puro que puede conteneren solucin pequeas cantidades de silicio, fsforo y otras impurezas.


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Tiene aproximadamente una resistencia de 28 kg/ml , 35% dealargamiento y una dureza de 90 unidades de brinell. Es l mas blandode todos los constituyentes del acero, muy dctil y maleable. Magnticay de pequeas fuerza coercitiva.

En los aceros pueden aparecer bajo fuerzas muy diversas:1. Como elementos proeutectoide que acompaa a la perlita.

2. Tambin aparece como elemento eutectoide de la perlita, formandolaminas paralelas, separadas por otras laminas de cementita.

3. En la estructura globular propia de los aceros al carbono deherramientas de 0.9 a 1.4% recocido a temperatura prxima de 701.

4. Los aceros hipoeutectoides templados pueden estar mezclados con

martensita o con cualquier elemento de transicin.

Cristaliza con estructura BCC y disuelve mximo de 1.0218% de carbonoa 727C , es blando y dctil.

Cementita: Cementita o tambin llamada carburo de hierro CFe contieneel 6.67% de carbono y el 93.33% de hierro es el constituyente ms duroy frgil de los aceros al carbono, su dureza es superior a los 68 rockwell-c.

Por su gran dureza queda en relieve despus del pulido pudiendo

conocerse perfectamente el contorno de los granos o de las laminas.

Es magntica a la temperatura ordinaria pero pierde esta propiedad a218.

Despus de examinar microscpicamente podemos deducir:

- Al formar parte de la perlita se llama cementita perlitica o eutectoidetomando forma de laminas paralelas separadas.

- Como cementita globular se presenta en forma de pequeos glbulos o

granos dispersos en una matriz de ferrita.

Cristaliza con estructura ortorrumbica con parmetros 4.5 x 6.7 . Es elconstituyente ms duro y frgil de los aceros al carbono.

Perlita: Esta se clasifica en: perlita gruesa y perlita fina, las propiedadesde estas son:


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- En la perlita gruesa tiene una separacin entre las laminas de unas 400mm y una dureza de 200 Brinell, que se obtiene por enfriamiento muylento dentro del horno. Para observar esta estructura es necesarioutilizar unos 500 aumentos.

- En la perlita fina, se obtiene cuando se enfra dentro del hornobastante rpidamente o cuando se deja enfriar el acero al aire, tiene 250mm y 300 Brinell de dureza.

Bainita: Se diferencian dos tipos de estructuras. La bainita superior deaspecto arborescente, formada a 500-550, que difieren bastante de labainita inferior, formada a mas baja temperatura 250-400, que tieneun aspecto acicular bastante parecido a la martensita. La Bainitasuperior esta formada por una matriz ferritica conteniendo carburos. Lasplacas discontinuas de los carburos tienden a tener una orientacinparalela a la direccin de las agujas de la propia bainita.

La bainita inferior esta constituida por agujas alargadas de ferrita quecontienen delgadas placas de carburos. Estas pequeas placas sonparalelas entre si y su direccin forma un ngulo de 60 con el eje de lasagujas de ferrita. Su morfologa cambia progresivamente con latemperatura de transformacin en el sentido de que el tamao de laspartculas y la acicularidad de la estructura aumenta al disminuir latemperatura.

Martensita: Es el constituyente tpico de los aceros templados. Seadmite que esta formado por una solucin slida sobre saturada de

carbono o carbono de hierro en hierro alfa, y que se obtiene porenfriamiento rpido de los aceros desde altas temperaturas.

Sus propiedades qumicas varan con su composicin, aumentando sudureza, resistencia y fragilidad con el contenido en carbono, hasta unmximo de 0,09% aproximadamente.

Tiene una resistencia de 170 a 250 kg./mm, una dureza de 50 a 68rockwell-c y un alargamiento de 2.5 a 95%. Es magntica.

Su estructura varia de BCC a tetragonal de cuerpo centrado.

Cuando se forma ni si quiera los tomos de carbono se pueden difundirquedando atrapados en los intersticios octaedrales y creando una ferritasupersaturada, con una estructura cristalina tetragonal de un cuerpocentrado, que es la martensita fresca o blanca.

Cuando el temple se hace a la temperatura correcta, en general seobtienen estructuras de martensita muy fina, de aspecto difuso, que


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suelen exigir 1000 o ms aumento para su visualizacin. A la retculatetragonal obtenida en le temple se le llama martensita alfa.

DEFINICIN DE ACERO

Acero es una aleacin de hierro carbono, con un contenido de carbonoinferior al 2.11%, que contiene elementos de aleacin, los cuales leconfieren propiedades mecnicas especficas para su utilizacin en laindustria. Los productos frreos con ms de 2.11% de carbono sedenominan Fundiciones de hierro.

- Atendiendo al porcentaje de carbono, los aceros se clasifican en:

Aceros hipoentectoides, si su porcentaje de carbono es inferior al puntoS(entectoide), o sea al 0,89%.

Aceros hiperentectoides, si su porcentaje de carbono es superior alpunto S.

- Desde el punto de vista de su composicin, los aceros se puedenclasificar en dos grandes grupos:

Aceros al carbono: formados principalmente por hierro y carbono

Aceros aleados: Contienen, adems del carbono otros elementos encantidades suficientes como para alterar sus propiedades (dureza,puntos crticos, tamao del grano, templabilidad, resistencia a la

corrosin).

- Con respecto a su composicin, puede ser:

De baja o alta aleacin y los elementos que puede contener el aceropueden ser tanto deseables como indeseables, en forma de impurezas.

- Elementos que influyen en la resistencia a la corrosin.

El cromo favorece la resistencia a la corrosin; integra la estructura delcristal metlico, atrae el oxigeno y hace que el acero no se oxide.

El molibdeno y el volframio tambin favorecen la resistencia alaoxidacin.

- Clasificacin segn la aplicacin de los metales

En la industria, cada fabricante designa los aceros que produce con unadenominacin arbitraria, lo cual origina una verdadera complicacin a la


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hora de elegir un acero o de establecer las equivalencias entre acerosde distintos fabricantes. Para evitar este inconveniente, el instituto delhierro y el acero adopta una clasificacin que se ha incluido en lasnormas UNE espaolas. (tambin existen las normas AISI de EstadosUnidos)

El IHA clasifica los materiales metalrgicos en 5 grandes grupos:

F- Aleaciones frreas

L- Aleaciones ligeras

C- Aleaciones de cobre

V- Aleaciones varias

S- Productos sintetizados

Estos productos metalrgicos 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 oxidacin y a lacorrosin, en particular la serie F-310 corresponde a los acerosinoxidables.

Los aceros se suministran en estado bruto de forja o laminacin.

TRATAMIENTOS EN LOS ACEROS

Son los procesos a los que se somete los metales y aleaciones ya seapara modificar su estructura, cambiar la forma y tamao de sus granos obien por transformacin de sus constituyentes.

El objeto de los tratamientos es mejorar las propiedades mecnicas, oadaptarlas, dndole caractersticas especiales a las aplicaciones que sele van a dar la las piezas de esta manera se obtiene un aumento de

dureza y resistencia mecnica, as como mayor plasticidad omaquinabilidad para facilitar su conformacin.

Los tratamientos pueden ser mecnicos, trmicos o consistir en laaportacin de algn elemento a la superficie de la pieza.

Tratamientos trmicos:


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recocido, temple, revenido, normalizado

Tratamientos termoqumicos:

cementacion, nitruracion, cianurizacion, etc.

Tratamientos mecnicos:

Se somete al metal a propiedades de propiedades fro o caliente paramejorar sus propiedades mecnicas y adems darle formasdeterminadas.

Al deformar propiedades de un metal mediante martillado, laminado,etc., sus granos son deformados alargndose en el sentido de lapropiedades. Lo mismo pasa con las impurezas y defectos, se modificanlas estructuras y las propiedades del metal.

Tratamientos en fro:

Son los tratamientos realizados por debajo de la temperatura derecristalizacion, pueden ser profundos o superficiales.

Aumento de la dureza y la resistencia a la traccin.

Disminuye su plasticidad y tenacidad

Cambio en la estructura: deformacin de granos y tensiones originadas,

se dice entonces que el metal tiene acritud (cuanto ms deformacin,mas dureza)

Se produce fragilidad en el sentido contrario a la deformacin (falta dehomogeneidad en la deformacin iguales tensiones en las diferentescapas del metal)

Cuando el metal tiene acritud, solo debe usarse cuando no importe sufragilidad o cuando los esfuerzos solo acten en la direccin de ladeformacin

Formacin de Martensita en el Acero

El diagrama de fases hierro-carbono de la figura 1 indica las fases dehierro y carburo de hierro (cementita) presentes bajo condiciones deequilibrio. Se asume que el enfriamiento desde una temperatura alta hasido lo suficientemente lento para permitir que la austenita sedescomponga en una mezcla de ferrita y cementita (Fe3C) atemperatura ambiente.


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Esta reaccin de descomposicin requiere de difusin y otros procesosque dependen del tiempo y la temperatura para transformar el metal ensu forma final preferida. Sin embargo, bajo condiciones de enfriamientorpido que eviten el equilibrio de la reaccin, la austenita se transformaen una fase de no equilibrio llamada martensita. La martensita es una

fase dura y frgil que da al acero su capacidad nica de endurecerse avalores muy altos.

Curva tiempo-temperatura-transformacin

La naturaleza de la transformacin a martensita puede entendersemejor usando la curva tiempo - temperatura - transformacin (curvaTTT) para acero eutectoide ilustrada en la figura. La curva muestra cmola velocidad de enfriamiento afecta la transformacin de austenita en

varias fases posibles. Las fases se pueden dividir en 1) formasalternativas de ferrita y cementita y 2) martensita.

Las fases se pueden dividir en 1) formas alternativas de ferrita ycementita y 2) martensita. El tiempo se representa (logartmicamentepor conveniencia) a lo largo del eje horizontal, y la temperatura en el ejevertical. La curva se interpreta partiendo del tiempo cero en la reginaustenita (en un lugar arriba de la lnea de temperatura A1 para unacomposicin dada) y contnua hacia abajo y a la derecha a lo largo de


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una trayectoria que muestra cmo se enfra el metal en funcin deltiempo. La curva TTT que muestra la figura es para una composicinespecfica de acero (0.80% de C). La forma y posicin de la curva esdiferente para otras composiciones.

A velocidades lentas de enfriamiento la trayectoria pasa a travs de laregin, indicando una transformacin a perlita o bainita que son formasalternativas de mezclas ferrita-carburo. Como estas transformacionestoman tiempo, el diagrama TTT muestra dos lneas, el inicio y el fin de latransformacin conforme transcurre el tiempo, indicando las diferentesregiones de fase por los subndices s y f , respectivamente. La perlita esuna mezcla de fases ferrita y carburo en la forma de placas delgadasparalelas. Se obtiene por enfriamiento lento de la austenita de maneraque la trayectoria de enfriamiento pase a travs de Ps arriba de la narizde la curva TTT. La bainita es una mezcla alternativa de las mismasfases, que puede producirse mediante un enfriamiento inicial rpido a

una temperatura por encima de Ms, de manera que se evite la nariz dela curva TTT; la siguiente etapa es un enfriamiento mucho ms lentopara pasar a travs de Bs y dentro de la regin ferrita-carburo. Labainita tiene una estructura en forma de agujas o plumas que consisteen finas regiones de carburo.

Si el enfriamiento ocurre a una velocidad suficientemente rpida(indicada por la lnea punteada en nuestro diagrama), la austenita setransforma en martensita. La martensita es una fase nica que consisteen una solucin hierro-carbono cuya composicin es igual a la de laaustenita de la cual deriva. La estructura tetragonal centrada en el

cuerpo (BCT) de la martensita, sin que ocurra el proceso de difusin, elcual est en funcin del tiempo y es necesario para separar la ferrita y elcarburo de hierro en las transformaciones precedentes.

Durante el enfriamiento, la transformacin de la martensita empieza acierta temperatura Ms y termina a una temperatura ms baja Mf, comose muestra en nuestro diagrama TTT. En los puntos entre estos dosniveles, el acero es una mezcla de austenita y martensita. Si se detieneel enfriamiento a una temperatura entre las lneas Ms y Mf, la austenitase transformar en bainita tan pronto como la trayectoria tiempo-temperatura cruce el umbral de Bs.

El nivel de la lnea Ms se deprime por debajo de la temperaturaambiente, haciendo imposible para estos aceros la formacin demartensita mediante mtodos de tratamiento trmico tradicional.

La dureza extrema de la martensita resulta de la deformacin reticularcreada por los tomos de carbono atrapados en la estructura BCT, queforman una barrera al deslizamiento. La figura 3 muestra el efecto


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significativo que tiene la martensita sobre la transformacin de la durezadel acero, al aumentar el contenido de carbono.

Procesos de tratamiento trmico

El tratamiento trmico para formar martensita consiste en dos pasos:austenitizacin y temple. A estos pasos le sigue frecuentemente unrevenido para producir martensita revenida. La austenitizacin implicacalentamiento del acero a una temperatura lo suficiente alta paraconvertirlo entera o parcialmente en austenita. Esta temperatura puededeterminarse por medio del diagrama de fase para la composicinparticular de la aleacin. La transformacin a austenita implica uncambio de fase que requiere tiempo y calentamiento; en consecuencia,

se debe mantener el acero a temperatura elevada por un periodosuficiente de tiempo para permitir que se forme la nueva fase y alcancela homogeneidad de composicin requerida.

El templado implica que el enfriamiento de la austenita sea losuficientemente rpido para evitar el paso a travs de la nariz de lacurva TTT, como se indica en la trayectoria de enfriamiento de la figura2. La velocidad de enfriamiento depende del medio de temple y lavelocidad de transmisin de calor dentro de la pieza de acero. Se usanvarios medios de temple en las operaciones comerciales de tratamientotrmico que incluyen: 1) salmuera (agua salada) generalmente agitada,

2) agua fresca en reposo, 3) aceite en reposo y 4) aire. El temple ensalmuera agitada suministra el enfriamiento ms rpido de lassuperficies calentadas de la parte, mientras que el temple al aire es elms lento. El problema es que mientras ms efectivo sea el medio detemple en el enfriamiento, es ms probable que cause esfuerzosinternos, distorsin y grietas en el producto.


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La velocidad de transferencia de calor en el interior de la pieza dependeen gran medida de su masa y geometra. Una forma cbica grande seenfriar mucho ms despacio que una lmina delgada pequea. Elcoeficiente de conductividad trmica k de la composicin particular estambin un factor en el flujo de calor dentro del metal. Hay una

considerable variacin de k para diferentes grados de acero, porejemplo, el acero al bajo carbono tiene un valor tpico de k igual a 2.2Btu/hr-pulg-F (0.046 J/seg-mm-C), mientras que un acero de altaaleacin debe tener una tercera parte de este valor.

La martensita es dura y frgil. El revenido es un tratamiento trmico quese aplica a los aceros endurecidos para reducir su fragilidad,incrementar su ductibilidad y tenacidad y aliviar los esfuerzos en laestructura de la martensita. El tratamiento implica calentamiento ymantenimiento de sta a una temperatura por debajo de la eutectoidedurante aproximadamente una hora, seguido de un enfriamiento lento.

El resultado es la precipitacin de partculas muy finas de carburo de lasolucin martenstica hierro-carbono y la transformacin gradual de laestructura cristalina de BCT a BCC. Esta nueva estructura se llamamartensita revenida. Una ligera reduccin en resistencia y durezaproducen una mejora en ductibilidad y tenacidad. La temperatura y eltiempo del tratamiento del revenido controlan el grado de suavizacindel acero endurecido, ya que el cambio de martensita no revenida arevenida implica difusin.

Los tres pasos del tratamiento trmico del acero para formar martensitarevenida pueden ser representados como se muestra en la figura 4. Haydos ciclos de calentamiento y enfriamiento, el primero para producirmartensita y el segundo para revenirla.

TemplabilidadEl trmino templabilidad se refiere a la capacidad relativa de un acerode ser endurecido por transformacin a martensita. Es una propiedadque determina la profundidad por debajo de la superficie templada a lacual el acero se endurece o la severidad del temple requerido paralograr una cierta penetracin de la dureza. Los aceros con buenatemplabilidad pueden endurecerse ms profundamente debajo de la


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superficie y no requieren altas velocidades de enfriamiento. Latemplabilidad no se refiere a la mxima dureza que se puede lograr enel acero; eso depende del contenido de carbono.

La templabilidad de un acero se incrementa mediante la aleacin. Los

elementos aleantes que tienen el mayor efecto son el cromo, elmanganeso, el molibdeno y el nquel en menor grado. El mecanismomediante el cual operan estos elementos aleantes es el aumento deltiempo antes de que ocurra la transformacin de austenita a perlita enel diagrama TTT. En efecto, la curva TTT se mueve hacia la derecha,permitiendo as velocidades de enfriamiento ms lentas durante elapagado. Por tanto la trayectoria del enfriamiento es capaz de seguirms fcilmente una ruta ms lenta hacia la lnea Ms, evitando elobstculo impuesto por la nariz de la curva TTT.

El mtodo ms comn para medir la templabilidad es el ensayo de

Jominy del extremo templado. El ensayo involucra el calentamiento deun espcimen normal de dimetro = 1.0 pulg (25.4 mm) y longitud = 4.0pulg (102 mm) hasta la escala de la austenita y despus el templado deuno de sus extremos con agua fra mientras se sostiene verticalmente,como se muestra en la figura 5(a). La velocidad de enfriamiento en elespcimen de prueba disminuye con el incremento de la distancia desdeel extremo que se templa. La templabilidad es indicada por la dureza delespcimen como una funcin de la distancia desde el extremo templadocomo se muestra en la figura 5(b).

Aceros resistentes a la oxidacin y la corrosin

En los aceros inoxidables, la accin de los elementos aleados essustancial, adems de estructural, y depende del porcentaje del o loselementos de la aleacin

El cromo es el elemento aleado que ms influye en la resistencia alaoxidacin y a la corrosin de los aceros. Un 12% de cromo ya impide lacorrosin por el aire ambiente hmedo. Para la oxidacin a latastemperaturas se puede necesitar hasta un 30 %.


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El Nquel mejora la resistencia a la corrosin de los aceros al cromo y elMolibdeno mejora la resistencia a la oxidacin altas temperaturas.

Aceros inoxidables son resistentes a la corrosin atmosfrica, s loscidos y lcalis y ala oxidacin a temperaturas no muy elevadas.

Clasificacin segn estructura en estado de utilizacin:

Ferriticos

Martensiticos

Austeniticos

Aceros ferriticos:

Estructura ferritica a cualquier temperatura (o se convierte en estructuraausenitica en el calentamiento). El grano no se regenera

Composicin:

15-18% de cromo y una mxima de 0,12% de carbono

Resistencia a la corrosin superior a la de los martensiticos

20-80% de cromo y una mxima de 0,35% de carbono

Aceros al cromo-aluminio hasta un 4% ms resistentes a la oxidacin

Son difciles de soldar y se usan en embuticion profunda por su granductilidad.

Son magnticos.

Aceros martensiticos:

Gran dureza cuando se los enfra rpidamente una vez austenizados.

12 - 14 % de cromo, 0,20 - 0,50% de carbono

Principalmente en cuchillera.

16-18% de cromo, 0,60-1; 20% de carbono

Por temple adquieren grandes durezas.


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Resistentes a la corrosin y al desgaste

Tipo normalizado AISI -311: acero inoxidable extra dulce.

Menos del 0,1% de carbono, 13% de cromo y 0,30 % de nquel.

Resiste a la corrosin atmosfrica, la del agua corriente y la de loscidos y lcalis dbiles.

Fcilmente sondable

Usos: utensilios domesticos, griferia, ornamentacion, cuberteria, etc.

Aceros austeniticos:

Estructura auseniticos a cualquier temperatura

Baja conductividad calorfica

Es el tipo de aceros ms utilizados

Tipo normalizado AISI -314 Acero inoxidable ausenitico al cromo nquelconocido como18/8.Contiene 0,08% de carbono, 18% de cromo y 9% denquel.

Muy dctil y resistente a la corrosin atmosfrica, al agua de mar, alataque de productos alimenticios, ciertos cidos minerales y de la

mayora de los cidos orgnicos.

Usos: Construccin de equipos para la industria qumica y de laalimentacin, Utensilios de cocina y aparatos domsticos que norequieren soldaduras en las zonas sometidas a fuerte corrosin.

Admite pulidos con acabados a espejo, por lo que tambin se usa paraornamentacin.


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DESCRIPCIN DEL DIAGRAMA HIERRO-CARBONO

DIAGRAMA HIERRO-CARBURO DE HIERRO

La temperatura a que tienen lugar los cambios alotrpicos en el hierroest influida por elementos de aleacin, de los cuales el ms importantees el carbono. La figura muestra la porcin de inters del sistema dealeacin de hierro-carbono. Esta es la parte entre hierro puro y uncompuesto intersticial, carburo de hierro, Fe3C, que contiene 6.67% decarbono por peso; por tanto, esta porcin se llamar diagrama deequilibrio hierro-carburo de hierro.

Antes de estudiar este diagrama, es importante que el lector entiendaque ste no es un verdadero diagrama de equilibrio, pues equilibrioimplica que no hay cambio de fase con el tiempo; sin embargo, es unhecho que el compuesto carburo de hierro se descompondr en hierro ycarbono (grafito), lo cual tomar un tiempo muy largo a temperaturaambiente, y aun a 1,300F tarda varios aos formar el grafito. El carburode hierro se llama fase metaestable; por tanto, el diagrama hierro-carburo de hierro, aunque tcnicamente representa condicionesmetaestables, puede considerarse como representante de cambios enequilibrio, bajo condiciones de calentamiento y enfriamientorelativamente lentos.

El diagrama muestra tres lneas horizontales que indican reaccionesisotrmicas. En trminos generales, la figura A-1 se ha marcado conletras griegas para representar las soluciones slidas; sin embargo, esprctica comn dar nombres especiales a la mayora de las estructurasque aparecen en el diagrama. La solucin slida se llama austenita. Lafigura A-2 muestra ampliada la porcin del diagrama de la esquinasuperior izquierda. Esta se conoce como regin delta, debido a lasolucin slida . El lector debe reconocer la lnea horizontal a 2,270F,por ser una reaccin peritctica. La ecuacin de la reaccin peritcticase puede escribir como:


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enfriamiento

Lquido + austenita

calentamiento

La solubilidad mxima del carbono en Fe b.c.c. es de 0.10% (punto M),mientras que en el Fe f.c.c. es mucho mayor. La presencia de carbonoinfluye en el cambio alotrpico . Conforme se agrega carbono al hierro,la temperatura del cambio alotrpico aumenta de 2,2554 a 2,720F al0.10% de C. Considrese el significado de la lnea NMPB. Al enfriar, la

porcin NM representa el principio del cambio de estructura cristalina deFe b. c.c. a Fe f.c.c. para aleaciones que contienen menos del 0.10% deC. La porcin MP representa el principio del cambio de estructuracristalina por medio de una reaccin peritctica para aleaciones entre0.10 y 0.18% de C. Para aleaciones que contienen menos del 0.18% de Cal enfriar, el fin del cambio de estructura cristalina est dado por la lneaNP. La porcin PB representa el principio y el fin del cambio deestructura cristalina por medio de la reaccin peritctica. En otras


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palabras, para aleaciones entre 0.18 y 0.50% de C, el cambio alotrpicoempieza y termina a temperatura constante. Ntese que cualquieraleacin que contiene ms del 0.50% de C cortar el diagrama a laderecha del punto B y solidificar en austenita directamente. Comoningn tratamiento trmico comercial se hace en la regin delta, no

habr razn para referirse nuevamente a esta porcin del diagrama.El diagrama que tiene los nombres comunes insertados, muestra unareaccin eutctica a 2,065F. El punto eutctico, E, est a 4.3% de C y a2,065F. Como la lnea horizontal CED representa la reaccin eutctica,siempre que una aleacin cruce esta lnea, la reaccin deber ocurrir.Cualquier lquido que est presente cuando esta lnea se alcanza debeahora solidificar en la muy fina mezcla ntima de las dos fases que estnen cualquier extremo de la lnea horizontal: austenita y carburo dehierro (llamada cementita). Esta mezcla eutctica se llama ledeburita, yla ecuacin puede escribirse como:

enfriamiento

Lquido + austenita + cementita

Calentamiento

Mezcla eutctica-ledeburita

La mezcla eutctica generalmente no se ve en la microestructura, yaque la austenita no es estable a temperatura ambiente y debe sufrir otra

reaccin durante el enfriamiento.

Hay una pequea rea de solucin slida a la izquierda de la lnea GH.Se sabe que 1,666F representa el cambio en estructura cristalina dehierro puro f.c.c. a b.c.c. Esa rea es una solucin slida en unapequea cantidad de carbono disuelto en Fe b.c.c. y se llama ferrita. Eldiagrama muestra una tercera lnea horizontal HJK, que representa unareaccin eutectoide. El punto eutectoide, J, est a 0.80% de C y a1,333F. Cualquier austenita presente debe ahora transformarse en lamuy fina mezcla eutectoide de ferrita y cementita, llamada perlita. Laecuacin puede escribirse como

enfriamiento

Lquido ferrita + cementita

Calentamiento

Mezcla eutctoide-perlita


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Por debajo de la lnea de temperatura eutoide, cada aleacin consistirde una mezcla de ferrita y cementita segn lo indicado.

Si se toma como base el contenido de carbono, es prctica comn dividirel diagrama hierro-carburo de hierro en dos partes. Aquellas aleaciones

que contienen menos del 2% de carbono se conocen como aceros, yaquellos que contienen ms del 2% de carbono se conocen como hierrosfundidos. El intervalo de acero se subdivide an ms en base alcontenido de carbono eutectoide (0.8% de C). Los aceros que contienenmenos del 0.8% de C se llaman aceros hipoeutectoides, en tanto que losque contienen de 0.8 a 2.0 por ciento de C se llaman aceroshipereutectoides. El intervalo de hierro fundido tambin puedesubdividirse por el contenido de carbono eutctico (4.3% de C). Loshierros fundidos que contienen menos del 4.3% de C se conocen comohierros fundidos hipoeutcticos, en tanto que los que contienen ms del4.3% de C se llaman hierros fundidos hipereutcticos.

DEFINICIN DE ESTRUCTURAS

Ahora se definirn los nombres que, por razones descriptivas oconmemorativas, se han asignado a las estructuras que aparecen eneste diagrama.

La cementita o carburo de hierro, frmula qumica Fe3C, contiene 6.67%de C por peso. Es un compuesto intersticial tpicamente duro y frgil debaja resistencia tensil (aprox. 5000 lb/plg), pero de alta resistenciacompresiva. Es la estructura ms dura que aparece en el diagrama. Su

estructura cristalina es ortorrmbica.

Austenita es el nombre dado a la solucin slida . Es una solucin slidaintersticial de carbn disuelto en hierro (f.c.c.). La mxima solubilidades del 2% de C a 2,065F (punto C). Las propiedades promedio son:resistencia tensil, 150,000 lb/plg; elongacin, 10 por ciento en 2 plg.;dureza, Rockwell C 40, aproximadamente; y tenacidad, alta.Generalmente no es estable a la temperatura ambiente. Bajo ciertascondiciones, es posible obtener austenita a la temperatura ambiente, ysu microestructura se muestra en la figura.

Ledeburita es la mezcla eutctica de austenita y cementita; contiene4.3% de C y se forma a 2,065F.

Ferrita es el nombre dado a la solucin slida . Es una solucin slidainstersticial de una pequea cantidad de carbn disuelto en hierro(b.c.c.). La mxima solubilidad es 0.025% de C a 1,333F (punto H), ydisuelve slo 0.008% de C a temperatura ambiente. Es la estructura mssuave que aparece en el diagrama. Las propiedades promedio son:


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resistencia tensil, 40,000 lb/plg; elongacin, 40 por ciento en 2 plg;dureza, menor que la Rockwell C 0 o que la Rockwell B 90.

Perlita (punto J) es la mezcla eutectoide que contiene 0.80 por ciento deC y se forma a 1,333F a un enfriamiento muy lento. Es una mezcla muy

fina, tipo placa o laminar de ferrita y cementita. Tambin se muestra lafina mezcla tipo huella dactilar, llamada perlita. La base o matriz ferrticablanca que forma la mayora de la mezcla eutectoide contiene delgadasplacas de cementita. La figura muestra la misma estructura, amplificada17,000 veces con el microscopio de electrones. Las propiedadespromedio son: resistencia tensil, 12,000 lb/plg; elongacin, 20% 2n 2plg; dureza, Rockwell C 20, Rockwell B 95-100 o BHN 250-300.

SOLUBILIDAD DE CARBONO EN HIERRO

La austenita, que es f.c.c. con cuatro tomos por celda unitaria,representa un empaquetamiento de tomos mucho ms denso que laferrita, que es b.c.c. con dos tomos por celda unitaria. Esto sedemuestra por la expansin que tiene lugar cuando la austenita cambiaa ferrita en enfriamiento lento. Si se supone que los tomos de hierroson esferas, es posible, de las dimensiones reticulares y suponiendo quela distancia de mayor aproximacin es igual al dimetro atmico,calcular la cantidad de espacio vaco en ambas estructuras cristalinas. Elclculo muestra que el porcentaje de espacio sin llenar en la red f.c.c. esdel 255 y en la red b.c.c. es del 32%. Tanto en la austenita como en la

ferrita, los tomos de carbono se disuelven intersticialmente, o sea, enlos espacios sin llenar de la estructura reticular. En vista de los clculosanteriores, podra parecer extrao que la solubilidad de carbono enaustenita es de este modo mucho mayor que en la ferrita. Estecomportamiento, aparentemente no comn. El orificio ms grande enferrita b.c.c. est a la mitad entre el centro de la cara y el espacio entrelos dos tomos de las esquinas. La figura muestra dos de las cuatroposibles posiciones para un tomo de carbono en la cara frontal de uncubo centrado en el cuerpo. La mayor esfera intersticial queprecisamente ajustara tiene un radio de 0.36 (10^-8)cm. El orificiomayor en austenita f.c.c. est en la mitad del camino a lo largo de la

orilla entre dos tomos colocados en esquinas. La figura muestra unaposible posicin para un tomo de carbono en la cara frontal de un cubocentrado en la cara. La mayor esfera intersticial que precisamenteajustara tiene un radio de 0.52 (10^-8)cm; por tanto, la austenitatendr mayor solubilidad para el carbono que para la ferrita. Como eltomo de carbono tiene un radio de unos 0.70 (10^-8)cm, los tomos dehierro en austenita son dispersados por la solucin de carbono, as que ala mxima solubilidad de 2%, slo el 10% de los orificios se llenan. La


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distorsin de la red ferrtica por el tomo de carbono es mucho msgrande que en el caso de la austenita; por tanto, la solubilidad decarbono es ms restringida.

ENFRIAMIENTO LENTO DEL ACERO

La porcin de acero del diagrama hierro-carburo de hierro reviste uninters mximo. Aqu se estudiarn los diversos cambios que tienenlugar durante el enfriamiento muy lento, del intervalo de austenita, devarios aceros.

La aleacin 1 es un acero jipoeutectoide que contiene 0.20% decarbono. En el intervalo de austenita, esta aleacin consta de unasolucin slida intersticial uniforme. Cada grano contiene 0.20% decarbono disuelto en los espacios de la estructura reticular de hierro f.c.c.Al enfriarse lentamente nada sucede hasta que la lnea GJ se cruza en el

punto X1. Esta lnea se conoce como lnea de temperatura crticasuperior del lado hipoeutectoide y se designa como A3. El cambioalotrpico de hierro f.c.c. a hierro b.c.c. tiene lugar a 1,666F para hierropuro y disminuye en temperatura con el aumento de contenido decarbono, como lo muestra la lnea A3, por tanto, en X1, la ferrita debeempezar a formarse en las fronteras de grano de la austenita. Como laferrita puede disolver muy poco carbono, en aquellas reas serearreglan por si mismos a b.c.c. El carbono que sale de la solucin esdisuelto en la austenita restante, as que, conforme el enfriamientoavanza y la cantidad de ferrita aumenta, la austenita restante se hacems rica en carbono. Su contenido de carbono se mueve gradualmente

hacia abajo y a la derecha a lo largo de la lnea A3. Finalmente, la lneaHJ se alcanza en el punto X2. Esta lnea se conoce como lnea detemperatura crtica inferioren el lado hipoeutectoide y se designa comoA1. La lnea A1 es la de temperatura eutectoide y constituye la mnimatemperatura a la que el hierro f.c.c. puede existir bajo condiciones deequilibrio. Precisamente arriba de la lnea A1, la microestructura constade aproximadamente 25% de austenita y 75% de ferrita. La austenitarestante, como el 25% del material total (regla II) y que contiene 0.8%de carbono, experimenta ahora la reaccin eutectoide

enfriamiento

Austenita ferrita + cementita

Calentamiento

Perlita


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Ntese que la austenita cambia en la lnea A1; por tanto, cuando lareaccin est completa, la microestructura mostrar aproximadamente25% de perlita y 75% de ferrita.

Considrese la reaccin eutectoide con ms detalle. La austenita cambia

a ferrita y es una solucin slida intersticial en la que cada granorestante disuelve 0.8 por ciento de C en Fe f.c.c.; sin embargo, la ferritaes Fe b.c.c. y disuelve muy poco carbono, de modo que el cambio enestructura cristalina no puede ocurrir hasta que los tomos de carbonosalgan de la solucin. Por tanto, el primer paso es precipitar los tomosde carbono para formar placas de cementita (carburo de hierro). En elrea inmediatamente adyacente a la placa de cementita, el hierro sevaca de carbono y los tomos pueden ahora rearreglarse por s mismospara formar ferrita b.c.c. De cada lado de la placa de cementita seforman delgadas capas de ferrita. El proceso contina con la formacinde capas alternas de cementita y ferrita para dar la fina mezcla tipo

huella dactilar conocida como perlita. La reaccin generalmenteempieza en la frontera de grano de austenita, con la perlita creciendo alo largo de la frontera y dentro del grano.

Como la ferrita y la perlita son estructuras estables, la microestructurapermanece en forma sustancial hasta llegar a la temperatura ambientey consta de aproximadamente 75% de ferrita proeutectoide (formadaentre las lneas A3 y A1) y 25% de perlita (formada de austenita en lalnea A1). La figura muestra la microestructura de un acero al 0.2% de Clentamente enfriado. Segn lo previsto, consta de 75% de ferritaproeutectoide (reas claras) y 25% de perlita (reas oscuras). Las reas

oscuras en esta microestructura no parecen ciertamente una mezcla,por lo que se supone que es perlita; sin embargo, mayor amplificacinrevela la fina mezcla tipo huella dactilar de perlita.

Los cambios descritos seran los mismos para cualquier acerohipoeutectoide. La nica diferencia estara en la relativa cantidad deferrita y perlita. A mayor proximidad del contenido de carbono a lacomposicin eutectoide (0.8% de C), ms perlita estar presente en lamicroestructura. La microestructura de un acero al 0.4% de Clentamente enfriado muestra aproximadamente 50% de perlita, en tantoque la composicin eutectoide (0.8% de C) muestra el 100% de perlita.

GLOSARIO

Austenita: En un acero de Cr = 17.80% y Ni = 10.10% es una solucinslida de carbono en hierro gamma (y) es blanda, dctil, tenaz y nomagntico.


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Calibrado: Es el trmino empleado para designar un material que ha sidosometido a procesos mecnicos de deformacin en fro empleandodados de laminacin. La apariencia superficial es brillante, se conocenormalmente como CR y sus tolerancias estn regidas por la Norma ISOH11.

Capa decarburada: Es la capa superficial de un acero que estdesprovista de carbono por haber sido sometido a procesos elevados detemperatura.

Carburos: Un carburo es una combinacin de carbono con un elementode aleacin (Cr, Mo, W, y V). Su formacin ocurre durante el tratamientotrmico, y le confieren al Acero propiedades mecnicas tales comoResistencia al desgaste, Conservacin del filo etc.

Cementita: Es un carburo de hierro (FeC3) es el constituyente ms duro

de los aceros. Es magntica por debajo de los 210c y no magntico atemperaturas superiores.

Conservacin de filo: Es la capacidad que posee un material de noperder el filo de corte cuando est en contacto con un material que estasiendo cizallado.

Corte trmico: Es el corte que se produce cuando ocurre una reaccin deoxidacin por la mezcla de oxigeno y gas combustible.

Curva de Revenido: Es la curva donde se relaciona en el eje X la

temperatura de revenido y en el eje Y la dureza en HRC, y es empleadapara encontrar la temperatura a la cual debe ser revenido un Acero conel fin de alcanzar una dureza determinada.

Deformacin trmica: Es el cambio de medidas que sufre un materialcuando est sometido a procesos de temperatura (Cambiosdetemperatura). Cuando un material se calienta se dilata y cuando deenfra se contrae. - Dureza: Es la resistencia que ofrece un acero adejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) unidadesROCKWEL C (HRC)

Electroerosin: Es un proceso de mecanizado SIN ARRANQUE de viruta yen el cual interviene la corriente elctrica produciendo un fenmeno defusin del material. Estn presentes elementos tales como el electrodoque debe ser un material altamente conductor de corriente, y eldielctrico que puede ser Agua, Petrleo o alguno de sus derivados.

Ferrita: En un acero con C= 0.05% y Mn = 0.29% es el hierro alfa ohierro casi puro. Es muy dctil, maleable y magntico


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Flecha: Es la desviacin que presenta un eje cuando est comparadocon una superficie completamente horizontal.

Laminado en Caliente: Trmino empleado para designar un material queha sido sometido a proceso mecnico de deformacin en caliente y que

quedo con una apariencia superficial negra que se conoce normalmentecomo HR. sus tolerancias estn regidas por la Norma DIN 1013.

Ledeburita: Mezcla eutctica de Austenita y Cementita.

Martensita: La martensita puede considerarse como una solucin slidade carbono en ferrita sobre saturada y distorsionada.

Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir elproceso de mecanizado por arranque de viruta.

Medio de Enfriamiento: Es el medio en el cual se apaga el acero en eltratamiento trmico despus de haber alcanzado la temperatura deAustenizacin y de haber sido sostenido a dicha temperatura el tiemponecesario para transformar la estructura. Este medio puede ser agua,aceite, sales, aire, polmeros etc.

Perlita: Mezcla de ferrita y Cementita.Rectificado: Es el trminoempleado para designar un material que despus de calibrado otorneado ha sido sometido a un proceso mecnico de rectificadoasegurando medidas muy cercanas a la nominal. Sus toleranciasdimensinales son regidas por la Norma ISO H9.

Resiliencia: Resistencia que oponen los cuerpos a la rotura por choque.Se mide por medio de pndulos de choque que se dejan caer sobreprobetas llevadas a distintas temperaturas.

Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material adejarse erosionar cuando esta en un contacto de friccin con otromaterial.

Resistencia a la fatiga: Es la capacidad que posee un material deabsorber energa cuando esta sometido a cargas cclicas repetitivas

Resistencia a la torsin: Es la resistencia que ofrece un material adejarse cizallar cuando esta sometido a cargas contrarias. Por ejemploen la transmisin de movimiento de un motor.

Resistencia a la traccin: Es la resistencia que ofrece un material cuandoesta sometido a cargas axiales.


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Temperatura de Austenizacin: Es la temperatura a la cual se eleva unacero durante el tratamiento de temple. Cada material tiene unatemperatura de Austenizacin determinada.

Templabilidad: Es la capacidad que posee un material de penetracin de

dureza durante el tratamiento trmico, medida desde la superficie hastael ncleo.

Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energasin dejarse fisurar. La ms comn es la resistencia al impacto.

Tratamiento trmico: Son ciclos de calentamiento y enfriamiento a loscuales se somete un material con el fin de variar su dureza para cambiarsu resistencia mecnica. Los principales tratamientos trmicos son:Temple, Revenido, Recocido, Normalizado.

Tratamientos termoqumicos: Son tratamientos de recubrimientosuperficial en los cuales un elemento qumico se deposita por procesodedifusin en la superficie del material. Los principales tratamientostermoqumicos son: Cementacin y Nitruracin o Tenifer.

Torneado: Es el trmino empleado para designar un material que ha sidosometido a un proceso mecnico de arranque de viruta eliminando lacapa decarburada. Su apariencia superficial es brillante con las huellasdel premaquinado. Sus tolerancias dimensionales estn regidas por laNorma ISO H11.


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Curvas Temperatura-Tiempo-Transformacin (TTT)

Se denomina curva TTT al diagrama que relaciona el tiempo y latemperatura requeridos para una transformacin isotrmica.

Los diagramas TTT son grficas que representan la temperatura frente altiempo (normalmente en escala logartmica).

Son muy tiles para entender las transformaciones de un Acero que seenfra isotrmicamente. As por ejemplo, en el caso del acero, y msconcretamente para la fase Austenita, que es inestable debajo de latemperatura de transformacin eutectoide, se necesita saber cuntotiempo requerir para empezar a transformarse a una temperaturasubcrtica especfica, cunto tiempo precisar para estar completamentetrasformada y cul ser la naturaleza del producto de estatransformacin.

Se elaboran con el porcentaje de transformacin frente al logaritmo delas medidas de tiempo.

En una curva TTT distinguimos:


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Por debajo de Ms la evolucin es independiente del tiempo, slodepende de la temperatura, es atrmica.

La nariz perltica nos da el mnimo tiempo de retardo y nos define lavelocidad crtica de temple del acero, que es la mnima velocidad quenos permite alcanzar una estructura 100% Martenstica, sin haber sido

sometido a ninguna otra transformacin en el enfriamiento.

Llamamos tiempo de retardo o periodo de incubacin al tiemponecesario para que comience la transformacin isoterma de la austerita,es distinto para cada temperatura.

El diagrama TTT ms simple es el del acero al carbono eutectoide, al

carbono, ya que no hay constituyentes proeutectoides en lamicroestructura. Vemos la diferencia entre un diagrama de un AceroHipoeutectoide y otro Hipereutectoide.

estable

inestable

Martensita

Bainita

Perlita

i +B

i +

P

i + M

(1): Curva Inicial deTransformacin

(2): Curva Final deTransformacin

VCT: Velocidad Crtica detemple

Ms: Curva Inicial detransformacin Martenstica


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En los diagramas distinguimos tres zonas:

1. La de la izquierda de las curvas, donde la Austenitatodava no ha comenzado a transformarse.

2. La comprendida entre las dos curvas, donde la Austenitaest en periodo de transformacin.

3. La de la derecha, donde la Austenita se encuentracompletamente transformada.

Para obtener estos diagramas, se calienta un conjunto de probetasiguales a la temperatura de austenizacin, y se mantienen all hasta quese transforman en austerita. Conseguido esto, se enfran bruscamenteen baos de sales o metal fundido hasta la temperatura deseada, quepermanecer constante mientras dure el ensayo; a intervalos de tiempodeterminados se sacan las probetas del bao y se enfran bruscamentehasta temperatura ambiente. Mediante el examen microscpico de lasmismas, se determina la cantidad de austerita transformada en funcin

del tiempo y con ello, el principio y el final de la transformacin. Seobtiene as el diagrama que nos da la cantidad de Austenitatransformada en funcin del tiempo, a temperatura constante.

Existen diversos factores que influyen sobre las curvas TTT, desplazandolas mismas hacia la derecha o hacia la izquierda en el diagrama, es

B

+P

e

e+

+P+

+B

+M

M

i i

ee

+M

M

+B B

+ CF3

+P+CF3 CF

3+P


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decir, retardando o adelantando el comienzo de la transformacinmartenstica, o desplazando hacia arriba o hacia abajo las lneas deprincipio y fin de la transformacin martenstica. Estos factores son,entre otros:

1. El contenido en Carbono de la aleacin: a mayor contenidomayor ser el desplazamiento hacia la derecha de lascurvas inicial y final de transformacin; y hacia abajo lasisotermas que indican el principio y el fin de latransformacin martenstica.

2. Temperatura de Austenizacin: cuanto mayor sea, mayorser el tamao de grano, y mayor por tanto eldesplazamiento de las curvas hacia la derecha y haciaabajo.

3. Elementos Aleantes: distinguimos entre dos tipos:

a. Ganmgenos: aquellos que se disuelven preferentementeen la Austenita como son el Nquel y el Manganeso, queexpanden por tanto el campo de existencia de laAustenita desplazando hacia abajo las isotermas.

b. Alfgenos: se disuelven preferentemente en la fase (Ferrita), son por ejemplo el Cromo, el Molibdeno, elVanadio y el Wolframio; y desplazan las isotermas haciaarriba.

c. Carburgenos: son elementos (habitualmente Alfgenos)que tienden a formar carburos. Producen una segundazona de temperaturas de transformaciones rpidas alnivel de la transformacin de la austerita en Bainita.

Todos los elementos de aleacin, excepto el cobalto, aumentan lostiempos de transformacin isoterma de la austenita.


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Existe una frmula, la Frmula de Andrews que nos da la influencia delos elementos aleantes en la temperatura Ms, en grados Celsius:

Ms(C)=500-350(%C)-40(%Mn)-35(%V)-20(%Cr)-17(%Ni)-10(%Cu)-5(%W)+15(%Co)+30(%Al)1

A partir de estos diagramas podemos determinar el tratamientobajo el cual debemos someter a un material para obtener la estructura ylas propiedades deseadas, y como deben ser los tiempos y lastemperaturas de dichos tratamientos.

Adems de las curvas TTT, podemos hablar de las curvas TTT deenfriamiento continuo, que no pueden ser deducidas a partir de lasanteriores y que presentan unos tiempos mayores debido a que en elcaso de enfriamiento continuo se pasa mayor cantidad de tiempo a altastemperaturas, mientras que en el caso isotrmico el material llegainstantneamente a la temperatura de transformacin. En estos ltimosse indica en la parte inferior una escala de dureza.

1


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Tratamiento trmico

Tratamiento trmico.

Se conoce como tratamiento trmico el proceso que comprende elcalentamiento de los metales o las aleaciones en estado slido atemperaturas definidas, mantenindolas a esa temperatura porsuficiente tiempo, seguido de un enfriamiento a las velocidadesadecuadas con el fin de mejorar sus propiedades fisicas y mecnicas,especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los materiales alos que se aplica el tratamiento trmico son, bsicamente, el acero y lafundicin, formados por hierro y carbono. Tambin se aplicantratamientos trmicos diversos a los slidos cermicos.

Propiedades mecnicas

Las caractersticas mecnicas de un material dependen tanto de sucomposicin qumica como de la estructura cristalina que tenga. Lostratamientos trmicos modifican esa estructura cristalina sin alterar lacomposicin qumica, dando a los materiales unas caractersticas

mecnicas concretas, mediante un proceso de calentamientos yenfriamientos sucesivos hasta conseguir la estructura cristalinadeseada.

Entre estas caractersticas estn:
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Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material adejarse erosionar cuando est en contacto de friccin con otromaterial.

Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber

energa sin producir fisuras (resistencia al impacto).

Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitirel proceso de mecanizado por arranque de viruta.

Dureza: Es la resistencia que ofrece un acero para dejarsepenetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) o unidades ROCKWELC (HRC), mediante el test del mismo nombre.

Mejora de las propiedades a travs del tratamiento trmico

Las propiedades mecnicas de las aleaciones de un mismo metal, y enparticular de los aceros, reside en la composicin qumica de la aleacinque los forma y el tipo de tratamiento trmico a los que se les somete.Los tratamientos trmicos modifican la estructura cristalina que formanlos aceros sin variar la composicin qumica de los mismos.

Esta propiedad de tener diferentes estructuras de grano con la mismacomposicin qumica se llama polimorfismo y es la que justifica los

trmicos. Tcnicamente el poliformismo es la capacidad de algunosmateriales de presentar distintas estructuras cristalinas, con una nicacomposicin qumica, el diamante y el grafito son polimorfismos delcarbono. La -ferrita, la austenita y la -ferrita son polimorfismos delhierro. Esta propiedad en un elemento qumico puro se denominaalotropa.

Por lo tanto las diferentes estructuras de grano pueden ser modificadas,obteniendo as aceros con nuevas propiedades mecnicas, pero siempremanteniendo la compisicin qumica. Estas propiedades varan deacuerdo al tratamiento que se le de al acero dependiendo de latemperatura hasta la cual se lo caliente y de como se enfra el mismo.La forma que tendr el grano y los microconstituyentes que compondrnal acero, sabiendo la composicin qumica del mismo (esto es porcentaje
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de Carbono y Hierro (Fe3))y la temperatura a la que se encuentra, sepuede ver en el Diagrama Hierro Carbono.

A continuacin se adjunta a modo de ejemplo una figura que muestracomo vara el grano a medida que el acero es calentado y luego

enfriado. Los microconstituyentes a los que antes se hizo referencia eneste caso son la Perlita, la Austenita y la Ferrita.

En la figura que se adjunta a continuacin se puede ver con mayorclaridad como vara el grano del latn de acuerdo a la variacin detemperatura en un tratamiento trmico.

Propiedades mecnicas del acero

El acero es una aleacin de hierro y carbono que contiene otroselementos de aleacin, los cuales le confieren propiedades mecnicas

especficas para su utilizacin en la industria metalmecnica.

Los otros principales elementos de composicin son el cromo,tungsteno, manganeso, nquel, vanadio, cobalto, molibdeno, cobre,azufre y fsforo. A estos elementos qumicos que forman parte del acerose les llama componentes, y a las distintas estructuras cristalinas ocombinacin de ellas constituyentes.

Los elementos constituyentes, segn su porcentaje, ofrecencaractersticas especficas para determinadas aplicaciones, como

herramientas, cuchillas, soportes, etctera. La diferencia entre losdiversos aceros, tal como se ha dicho depende tanto de la composicinqumica de la aleacin de los mismos, como del tipo de tratamientotrmico.

Tratamientos trmicos del acero

El tratamiento trmico en el material es uno de los pasos fundamentalespara que pueda alcanzar las propiedades mecnicas para las cuales estcreado. Este tipo de procesos consisten en el calentamiento y

enfriamiento de un metal en su estado slido para cambiar suspropiedades fsicas. Con el tratamiento trmico adecuado se puedenreducir los esfuerzos internos, el tamao del grano, incrementar latenacidad o producir una superficie dura con un interior dctil. La clavede los tratamientos trmicos consiste en las reacciones que se producenen el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no frreas, y
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ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de laspiezas, con unas pautas o tiempos establecidos.

Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que sereciba un tratamiento trmico es recomendable contar con los

diagramas de cambio de fases como el de hierro-carbono. En este tipode diagramas se especifican las temperaturas en las que suceden loscambios de fase (cambios de estructura cristalina), dependiendo de losmateriales diluidos.

Los tratamientos trmicos han adquirido gran importancia en la industriaen general, ya que con las constantes innovaciones se van requiriendometales con mayores resistencias tanto al desgaste como a la tensin.Los principales tratamientos trmicos son:

Temple: Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia delacero. Para ello, se calienta el acero a una temperaturaligeramente ms elevada que la crtica superior Ac (entre 900-950 C) y se enfra luego ms o menos rpidamente (segncaractersticas de la pieza) en un medio como agua, aceite,etctera.

Revenido: Slo se aplica a aceros previamente templados, paradisminuir ligeramente los efectos del temple, conservando partede la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue

disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, seeliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora latenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada.Se distingue bsicamente del temple en cuanto a temperaturamxima y velocidad de enfriamiento.

Recocido: Consiste bsicamente en un calentamiento hastatemperatura de austenitizacin (800-925 C) seguido de unenfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar laelasticidad, mientras que disminuye la dureza. Tambin facilita el

mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar elgrano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce eltrabajo en fro y las tensiones internas.

Normalizado: Tiene por objeto dejar un material en estado normal,es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribucin
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uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previoal temple y al revenido.

Tratamientos del acero

Los tratamientos termoqumicos son tratamientos trmicos en los que,adems de los cambios en la estructura del acero, tambin se producencambios en la composicin qumica de la capa superficial, aadiendodiferentes productos qumicos hasta una profundidad determinada.Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamientocontrolados en atmsferas especiales.

Entre los objetivos ms comunes de estos tratamientos estn aumentarla dureza superficial de las piezas dejando el ncleo ms blando y tenaz,disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la

resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar laresistencia a la corrosin.

Cementacin (C): aumenta la dureza superficial de una pieza deacero dulce, aumentando la concentracin de carbono en lasuperficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmsferaque envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. Eltratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zonaperifrica, obtenindose despus, por medio de temples yrevenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y

buena tenacidad en el ncleo. Nitruracin (N): al igual que la cementacin, aumenta la dureza

superficial, aunque lo hace en mayor medida, incorporandonitrgeno en la composicin de la superficie de la pieza. Se logracalentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 y525 C, dentro de una corriente de gas amonaco, ms nitrgeno.

Cianuracin (C+N): endurecimiento superficial de pequeas piezasde acero. Se utilizan baos con cianuro, carbonato y cianato

sdico. Se aplican temperaturas entre 760 y 950 C. Carbonitruracin (C+N): al igual que la cianuracin, introduce

carbono y nitrgeno en una capa superficial, pero conhidrocarburos como metano, etano o propano; amonaco (NH3) ymonxido de carbono (CO). En el proceso se requierentemperaturas de 650 a 850 C y es necesario realizar un temple yun revenido posterior.
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Sulfinizacin (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste poraccin del azufre. El azufre se incorpor al metal porcalentamiento a baja temperatura (565 C) en un bao de sales.

Ejemplos de tratamientos

Endurecimiento del acero

El proceso de endurecimiento del acero consiste en el calentamiento delmetal de manera uniforme a la temperatura correcta (ver figura detemperaturas para endurecido de metales) y luego enfriarlo con agua,aceite, aire o en una cmara refrigerada. El endurecimiento produce unaestructura granular fina que aumenta la resistencia a la traccin(tensin) y disminuye la ductilidad. El acero al carbono paraherramientas se puede endurecer al calentarse hasta su temperaturacrtica, la cual se adquiere aproximadamente entre los 790 y 830 C, locual se identifica cuando el metal adquiere el color rojo cereza brillante.Cuando se calienta el acero la perlita se combina con la ferrita, lo queproduce una estructura de grano fino llamada austenita. Cuando seenfra la austenita de manera brusca con agua, aceite o aire, se

transforma en martensita, material que es muy duro y frgil.

Temple y revenido: Bonificado

Despus que se ha endurecido el acero es muy quebradizo o frgil loque impide su manejo pues se rompe con el mnimo golpe debido a latensin interior generada por el proceso de endurecimiento. Paracontrarrestar la fragilidad se recomienda el temple del acero (en algunostextos a este proceso se le llama revenido y al endurecido temple). Esteproceso hace ms tenaz y menos quebradizo el acero aunque pierdealgo de dureza. El proceso consiste en limpiar la pieza con un abrasivopara luego calentarla hasta la temperatura adecuada (ver tabla), paradespus enfriarla con rapidez en el mismo medio que se utiliz paraendurecerla.
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Tabla de temperaturas para revenido de acero

endurecido

ColorGradosC

Tipos de aceros

Paja claro 220Herramientas como brocas,machuelos

Paja

mediano 240 Punzones dados y fresas

Pajaoscuro

255 Cizallas y martillos

Morado 270 rboles y cinceles para madera

Azulobscuro

300 Cuchillos y cinceles para acero

Azul claro 320 Destornilladores y resortes

Recocido

El recocido es el tratamiento trmico que, en general, tiene comofinalidad principal el ablandar el acero, regenerar la estructura de acerossobrecalentados o simplemente eliminar las tensiones internas quesiguen a un trabajo en fro. (Enfriamiento en el horno).

Recocido de Regeneracin
http://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_t%C3%A9rmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_t%C3%A9rmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_t%C3%A9rmico


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Tambin llamado normalizado, tiene como funcin regenerar laestructura del material producido por temple o forja. Se aplicageneralmente a los aceros con ms del 0.6% de C, mientras que a losaceros con menor porcentaje de C slo se les aplica para finar y ordenarsu estructura

Ejemplo:

Despus de un laminado en fro, donde el grano queda alargado ysometido a tensiones, dicho tratamiento devuelve la microestructura asu estado inicial.

Recocido de Globulizacin

Usado en aceros hipoeutectoides para ablandarlos despus de unanterior trabajo en fro. Por lo general se desea obtener globulizacin enpiezas como placas delgadas que deben tener alta embuticin y bajadureza. Los valores ms altos de embuticin por lo general estnasociados con la microestructura globulizada que solo se obtiene en unrango entre los 650 y 700 grados centgrados. Temperaturas por encimade la crtica producen formacin de austenita que durante elenfriamiento genera perlita, ocasionando un aumento en la dureza no

deseado. Por lo general piezas como las placas para botas de proteccindeben estar globulizadas para as obtener los dobleces necesarios parasu uso y evitar rompimiento o agrietamiento. Finalmente son templadaspara garantizar la dureza. Es usado para los aceros hipereutectoides, esdecir con un porcentaje mayor al 0,89 % de C, para conseguir la menordureza posible que en cualquier otro tratamiento, mejorando lamaquinabilidad de la pieza. La temperatura de recocido est entre AC3 yAC1.

Ejemplo

- El ablandamiento de aceros aleados para herramientas de ms de0.8% de C.

Recocido de Subcrtico

Para un acero al carbono hipoeutectoide: La microestructura obtenida eneste tratamiento vara segn la temperatura de recocido. Por lo general
http://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_Hierro-Carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_Hierro-Carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_Hierro-Carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_Hierro-Carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_Hierro-Carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_Hierro-Carbono


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las que no excedan los 600 grados liberarn tensiones en el material yocasionaran algn crecimiento de grano (si el material previamente nofue templado). Generalmente mostrando Ferrita-Perlita. Por encima delos 600 y bajo los 723 se habla de recocido de globulizacin puesto queno sobrepasa la temperatura crtica. En este caso no hay grano de

perlita, los carburos se esferoidizan y la matriz es totalmente ferrtica.Se usa para aceros de forja o de laminacin, para lo cual se usa unatemperatura de recocido inferior a AC1, pero muy cercana. Medianteeste procedimiento se destruyen las tensiones internas producidas porsu moldeo y mecanizacin. Comnmente es usado para aceros aleadosde gran resistencia, al Cr-Ni, Cr-Mo, etctera. Este procedimiento esmucho ms rpido y sencillo que los antes mencionados, suenfriamiento es lento.

Cementado

Artculo principal: Cementacin

Consiste en el endurecimiento de la superficie externa del acero al bajocarbono, quedando el ncleo blando y dctil. Como el carbono es el quegenera la dureza en los aceros en el mtodo de cementado se tiene laposibilidad de aumentar la cantidad de carbono en los aceros de bajocontenido de carbono antes de ser endurecido. El carbono se agrega alcalentar al acero a su temperatura crtica mientras se encuentra encontacto con un material carbonoso. Los tres mtodos de cementacin

ms comunes son: empacado para carburacin, bao lquido y gas.

Carburizacin por empaquetado

Este procedimiento consiste en meter al material de acero con bajocontenido carbnico en una caja cerrada con material carbonceo ycalentarlo hasta 900 a 927 C durante 4 a 6 horas. En este tiempo elcarbono que se encuentra en la caja penetra a la superficie de la pieza aendurecer. Cuanto ms tiempo se deje a la pieza en la caja con carbonode mayor profundidad ser la capa dura. Una vez caliente la pieza a

endurecer a la temperatura adecuada se enfra rpidamente en agua osalmuera. Para evitar deformaciones y disminuir la tensin superficial serecomienda dejar enfriar la pieza en la caja para posteriormente sacarlay volverla a calentar entre 800 y 845 C (rojo cereza) y proceder alenfriamiento por inmersin. La capa endurecida ms utilizada tiene unespesor de 0,38 mm, sin embargo se pueden tener espesores de hasta0.4 mm.
http://es.wikipedia.org/wiki/Cementaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cementaci%C3%B3n


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Carburizacin en bao lquido

El acero a cementar se sumerge en un bao de cianuro de sodio lquido.Tambin se puede utilizar cianuro de potasio pero sus vapores son muypeligrosos. Se mantiene la temperatura a 845 C durante 15 minutos a 1

hora, segn la profundidad que se requiera. A esta temperatura el aceroabsorber el carbono y el nitrgeno del cianuro. Despus se debe enfriarcon rapidez al acero en agua o salmuera. Con este procedimiento selogran capas con espesores de 0,75 mm.

Carburizacin con gas

En este procedimiento se utilizan gases carburizantes para lacementacin. La pieza de acero con bajo contenido carbnico se colocaen un tambor al que se introduce gas para carburizar como derivados de

los hidrocarburos o gas natural. El procedimiento consiste en manteneral horno, el gas y la pieza entre 900 y 927 C. despus de un tiempopredeterminado se corta el gas carburizante y se deja enfriar el horno.Luego se saca la pieza y se recalienta a 760 C y se enfra con rapidezen agua o salmuera. Con este procedimiento se logran piezas cuya capadura tiene un espesor hasta de 0,6 mm, pero por lo regular no excedende 0,7 mm.

Carburado, cianurado y nitrurado

Existen varios procedimientos de endurecimiento superficial con lautilizacin del nitrgeno y cianuro a los que por lo regular se les conocecomo carbonitrurado o cianurado. En todos estos procesos con ayuda delas sales del cianuro y del amonaco se logran superficies duras como enlos mtodos anteriores.

Tratamiento MedioTemperatura

Espesor

Dureza

Cementacin Carbn slido

Austeniti

ca

May

or

Men

or

CarboNutruracin

Gas (metano +amonaco

Austenitica

Cianuracin Bao de sales Austeniti Men May


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ca

or or


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POLIMEROS

Concepto y clasificacin.

Un polmero (del griego poly, muchos; meros, parte, segmento) es unasustancia cuyas molculas son, por lo menos aproximadamente,mltiplos de unidades de peso molecular bajo. La unidad de bajo pesomolecular es el monmero. Si el polmero es rigurosamente uniforme enpeso molecular y estructura molecular, su grado de polimerizacin esindicado por un numeral griego, segn el nmero de unidades demonmero que contiene; as, hablamos de dmeros, trmeros, tetrmero,pentmero y sucesivos. El trmino polmero designa una combinacin de

un nmero no especificado de unidades. De este modo, el triximetileno,es el trmero del formaldehdo, por ejemplo.

Si el nmero de unidades es muy grande, se usa tambin la expresingran polmero. Un polmero no tiene la necesidad de constar demolculas individuales todas del mismo peso molecular, y no esnecesario que tengan todas las mismas composiciones qumicas y lamisma estructura molecular. Hay polmeros naturales como ciertasprotenas globulares y policarbohidratos, cuyas molculas individualestienen todos los mismos pesos moleculares y la misma estructuramolecular; pero la gran mayora de los polmeros sintticos y naturalesimportantes son mezclas de componentes polimricos homlogos. Lapequea variabilidad en la composicin qumica y en la estructuramolecular es el resultado de la presencia de grupos finales, ramasocasionales, variaciones en la orientacin de unidades monmeras y lairregularidad en el orden en el que se suceden los diferentes tipos deesas unidades en los copolmeros. Estas variedades en general nosuelen afectar a las propiedades del producto final, sin embargo, se hadescubierto que en ciertos casos hubo variaciones en copolmeros y

ciertos polmeros cristalinos.

La materia esta formada por molculas que pueden ser de tamaonormal o molculas gigantes llamadas polmeros.

Los polmeros se producen por la unin de cientos de miles de molculaspequeas denominadas monmeros que forman enormes cadenas delas formas ms diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen


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ramificaciones. Algunas ms se asemejan a las escaleras de mano yotras son como redes tridimensionales.

Existen polmeros naturales de gran significacin comercial como elalgodn, formado por fibras de celulosas. La celulosa se encuentra en la

madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplean para hacer telasy papel. La seda es otro polmero natural muy apreciado y es unapoliamida semejante al nylon. La lana, protena del pelo de las ovejas, esotro ejemplo. El hule de los rboles de hevea y de los arbustos deGuayule, son tambin polmeros naturales importantes.

Sin embargo, la mayor parte de los polmeros que usamos en nuestravida diaria son materiales sintticos con propiedades y aplicacionesvariadas.

Lo que distingue a los polmeros de los materiales constitudos pormolculas de tamao normal son sus propiedades mecnicas. Engeneral, los polmeros tienen una excelente resistencia mecnica debidoa que las grandes cadenas polimricas se atraen. Las fuerzas deatraccin intermoleculares dependen de la composicin qumica delpolmero y pueden ser de varias clases.

En otros casos, pequeas cantidades de un polmero de alta calidadpuede mejorar la del otro, al grado de permitir una nueva aplicacin.

Nombre Frmula

Polietileno

Polipropileno

Poliuretano

Cloruro de polivinilo

Poli(cloruro de vinilo)

(PVC)Poliestireno

Poliacrilato de metilo

Polimetacrilato de metilo

poli(4,4-isopropilidendifenol carbonato


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(lexan)

Polioximetileno

Nylon

Poli(sulfuro de fenileno)


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MATERIALES CERMICOS

Los materiales cermicos son compuestos qumicos o solucionescomplejas, que contienen elementos metlicos y no metlicos. Tienenamplias propiedades mecnicas y fsicas. Debido a sus enlaces inicos ocovalentes, los cermicos son duros, frgiles, con un alto punto defusin, baja conductividad elctrica y trmica, buena estabilidadqumica, resistencia a la compresin.

Aplicaciones y relacin con la industria

Una de las tcnicas relacionada con esta ciencia es el moldeo delingotes.

Los avances radicales en los materiales pueden conducir a la creacinde nuevos productos o nuevas industrias, pero las industrias actualestambin necesitan cientficos de materiales para incrementar lasmejoras y localizar las posibles averas de los materiales que estn en
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uso. Las aplicaciones industriales de la ciencia de materiales incluyen laeleccin del material, su coste-beneficio para obtener dicho material, lastcnicas de procesado y las tcnicas de anlisis.

Adems de la caracterizacin del material, el cientfico o ingeniero de

materiales (aunque haya una diferencia, muchas veces el ingeniero escientfico y viceversa) tambin debe tratar la extraccin y su posteriorconversin en materiales tiles. El moldeo de lingotes, tcnicas defundido, extraccin en alto horno, extraccin electroltica, etc., son partedel conocimiento requerido en un ingeniero metalrgico.

Dejando aparte los metales, polmeros y cermicas son tambin muyimportantes en la ciencia de materiales. Los polmeros son un materialprimario usado para conformar o fabricar plsticos. Los plsticos son elproducto final despus de que varios polmeros y aditivos hayan sido

procesados y conformados en su forma final. El PVC, polietileno, etc.,son ejemplos de plsticos.

En lo que respecta a los cermicos, se puede citar la arcilla, as como sumodelado, secado y cocido para obtener un material refractario.
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RECICLEDO DE MATERIALES

La necesidad del reciclaje de materiales surge en los pases occidentalespor la apelacin de grandes cantidades de residuos.

Solo en Espaa se generan 12,5 millones de kg. de residuos, lo quesupone una media de 312 kg de basura por habitante y ao.

Los desechos o residuos se conocen como Residuos Slidos Urbanos(RSU)

ORIGEN DE LOS RESIDUOS SLIDOS URBANOS

Una clasificacin comnmente aceptada, divide los RSU en 6 diferentessecciones:

Residuos domiciliarios procedentes del consumo dmestico: En estegrupo se incluyen la materia orgnica, el papel, el plstico los metales lamadera...

Residuos domiciliarios voluminosos: Estos tambin son de consumodomestico, pero son de mayor tamao y peso, como muebles,electrodomsticos, colchones...

Residuos comerciales: Procedentes de mercados y de centros dedistribucin: Estn formados principalmente por materia orgnica.


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Residuos sanitarios: Son los procedentes de las actividades sanitariascomo de clnicas, hospitales, laboratorios. : Algodn, sangre, gasas,orina...

Residuos de construccin y demoliciones. Son los que se generan en la

construccin o demolicin de edificios. En este grupo se incluyenmateriales como cemento, PVC, madera, hierro, papel...

Residuos industriales: Dependen del tipo de actividad industrial que sedesarrolle. Pueden estar formados por aceites, grasas, cidos,disolventes, pinturas materiales radioactivos...

A todos estos hay que aadir las aguas residuales y los humos, los quese pueden determinar en tres fracciones: Agua, material combustible ymateriales inertes.

Composicin

Debido a su composicin tan variada, la seleccin de los RSU para suaprovechamiento es bastante compleja.

El primer paso para facilitar la seleccin comienza en el mbitodomstico. Los residuos deben ser separados segn su composicin ydepositados en contenedores especficos, tal como se viene haciendo yaen Espaa y en varios pases de la UE.

La clasificacin de residuos depende de la composicin de stos. Elmtodo empleado para determinar la composicin de los RSU consisteen tomar una muestra aleatoria de 5 m3 en volumen. Despus deefectuar una serie de mezclas y cuarteos, se elige una muestra devolumen inferior a 1 m3 y se analiza para averiguar su composicin.

Debido a la composicin tan variada que tienen los residuos, suseleccin para el aprovechamiento es bastante compleja.

El primer paso debe ser desde el hogar, separando los residuos encontenedores especficos segn su composicin


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Para la recogida de los RSU existen diferentes procedimientos, con el finde que estos no acaben en cualquier vertedero y creen daosmedioambientales:

Fundamentalmente de estos: agua, materia combustible y materiales

inertes.

*La cantidad de agua puede oscilar entre el 25% y el 60%.

*La de materia combustible varia entre el 15% y el 50%.

*Los materiales inertes suponen entre el 15% y el 40%.

Recogida de los residuos slidos urbanos

La recogida de los RSU es imprescindible para que stos no vayan aparar a vertederos incontrolados y provoquen problemasmedioambientales y contaminacin. Existen varios procesos:

*El deposito de las bolsas de basura en contenedores previstos por losayuntamientos, es el mtodo ms comn y conocido. Desde all, unoscamiones que disponen de mecanismos de compactacin lostransportan a los vertederos.

*Algunos edificios ms modernos tienen conductos verticales dedescarga que permiten el deposito de las bolsas de basura en loscontenedores sin tener que salir a la calle.

*En algunos lugares, se han experimentado sofisticados sistemasmediante conductos de aire a presin.


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Tratamientos

Incineracin

Los RSU se queman para eliminar sus partes combustibles. De estemodo, su volumen puede llegar a reducirse hasta en un 90%.

Las primeras plantas incineradoras se construyeron con la nicafinalidad de eliminar los residuos.

Para que el aprovechamiento energtico con fines calorficos pueda serllevado a cabo de modo eficiente, es necesario estudiar previamente lascaractersticas de los residuos.

En trminos generales, se consideran trmicamente aprovechablesaquellos RSU que cumplen las condiciones siguientes:

* Su poder calorfico inferior, es decir, las caloras que proporciona uncombustible, descontadas las que son necesarias para la vaporizacindel agua formada en la combustin, debe ser superiora 1000 kcal/kg.

*Su contenido en humedad es inferior al50 %.

*Su contenido en cenizas es inferior al60 %.


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Cuando el poder calorfico de las basuras no es suficiente para suaprovechamiento energtico, se utiliza fuelleo o gas natural para elencendido y el posterior mantenimiento de la temperatura del horno.

En el proceso, los gases de la combustin pueden provocar problemas

de contaminacin. Para reducirlos, se incorporan filtros en laschimeneas, que se retienen las partculas en suspensin.

El procedimiento tiene dos grandes ventajas: necesita poco terreno yreduce los costes de transporte, ya que las plantas incineradoras deninstalarse cerca de las grandes ciudades, que son las principalesproductoras de RSU.

Una vez quemadas las basuras basuras, queda el

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