C I E N C I A S D E LO S M AT E R I A L E S

P R O P I E D A D E S Y A P L I C A C I O N E S D E LO S A C E R O S A L C A R B O N O Y A L E A D O S

P O R :

C A M I L O T A R A Z O N A

R A FA E L C A S T E L L A N O S

E D W I N O R O Z T E G U I

M A I E R P E R E I R A

H A R O L D V A C A

D O C E N T E :

M A R Y O R I E A V E N D A Ñ O

I N G E N I E R A M E C A N I C A

I N G E N I E R I A I N D U S T R I A L

U D E S C U C U T A 2 0 1 4

Definición:

el acero al carbono, constituye el principal producto de los aceros que se

producen, estimado en un 90% de la producción total mundial.

producción del acero:

producción del acero:

características:

la composición química de los aceros al carbono es compleja,

además del hierro y el carbono que no supera el 2%, hay en la aleación

otros elementos necesarios como los son el silicio y manganeso, hay

otros que se consideran impurezas por la dificultad de excluirlos

totalmente .

el aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción y su dureza, incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad.

características:

el carbono reduce la ductilidad del acero y por tanto aumenta la fragilidad.

clasificación de los aceros según su contenido de carbono

los aceros al carbono también pueden clasificarse de la siguiente manera:

aceros de bajo contenido de carbono:

son fácilmente deformables, cortables, maleables, maquinales, soldables; en una palabra, son muy "trabajables". muy económicos.

con estos aceros se hacen gran cantidad de láminas, tornillos, remaches, bujes, puertas, ventanas, muebles, cerchas, tuberías.

acero de medio contenido de carbono:

se emplean cuando se quiere mayor resistencia, pues siguen manteniendo un buen comportamiento dúctil aunque su soldadura ya requiere cuidados especiales. puede ser forjado.

son mas frágiles que los anteriores.

con estos aceros se hacen piezas para maquinarias que requieran mejores propiedades como ejes, engranes, cañones de fusil, hachas, azadones, picos, martillos, piezas de armas, tornillería más exigente.

aceros de alto contenido de carbono

presentan alta resistencia, son muy duros pero su fragilidad es alta y

son difíciles de soldar.

muchas herramientas son de acero de alto carbono: cinceles, limas,

algunos machuelos, sierras, barras, etc. pero teniendo en cuenta que

conllevan un tratamiento térmico para modificar su fragilidad. los

rieles de ferrocarril también se fabrican con aceros de ese tipo.

aceros de ultra alto carbono

a pesar de que se han usado desde tiempos remotos sobre todo por,

los árabes (aceros de damasco) sólo se ha comprendido

recientemente su formulación. se han utilizado principalmente para la

fabricación de espadas, sables, cuchillos etc. requieren un proceso

especial.

aceros aleados

ESTRUCTURALES PARA HERRAMIENTAS ESPECIALES

ESTRUCTURALES

Son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de máquinas, tales como engranajes, ejes y palancas. Además se utilizan en las estructuras de

edificios, construcción de chasis de automóviles, puentes, barcos y semejantes. El contenido de la aleación varía desde 0,25% a un 6%.

PARA HERRAMIENTAS

Aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para cortar y modelar metales y no-metales. Por lo tanto, son materiales empleados para cortar y construir herramientas tales como taladros, escariadores,

fresas, terrajas y machos de roscar.

ESPECIALES

Los Aceros de Aleación especiales son los aceros inoxidables y aquellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12%. Estos aceros de

gran dureza y alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, se emplean en turbinas de vapor, engranajes, ejes y rodamientos.

CARACTERISTICAS

los elementos de aleación que más frecuentemente suelen utilizarse para la fabricación de aceros aleados son:

níquelmanganeso.cromo.vanadio.wolframio. molibdeno.cobalto.silicio.cobre.titanio.circonio.plomoselenio.aluminio. boro. niobio.

EFECTOS DE LA ALEACION

mayor resistencia y

dureza

mayor resistencia al

impactomayor resistencia al

desgaste

mayor resistencia y

dureza

mayor resistencia a la

corrosión

mayor resistencia a

altas temperaturas

Penetración de temple

características especiales

en elementos de máquinas y motores se llegan a alcanzar grandes durezas con gran tenacidad .

utilizando aceros aleados es posible fabricar piezas de gran espesor, con resistencias muy elevadas en el interior de las mismas.

es posible fabricar mecanismos que mantengan elevadas resistencias, aún a altas temperaturas .

CARACTERISTICAS DE ALGUNOS ALEADOS

níqueltenacidad, ductibilidad, resistencia, en aceros de bajo carbono y baja aleacion,fabricacion de acero inoxidable ( 8 al 20 %) ,altas temperaturas.

se fabrican aceros aleados, ( 0.3 al 30 % ) ,para herramientas ,aceros inoxidables, aumenta la dureza, templabilidad y menos deformaciones.

resistencia a la traccion,templabilidad,con níquel y cromo se disminuye la fragilidad.neutraliza el oxigeno y el azufre durante la fabricación en los hornos.

cromo

molibdeno

CARACTERISTICAS DE ALGUNOS ALEADOS

si los aceros no tuvieran manganeso ni molibdeno, no se podrían laminar ni forjar, porque el azufre que suele encontrarse en mayor o menor cantidad en los aceros, formaría sulfuros de hierro.

es desoxidante complementario del manganeso con objeto de evitar que aparezcan en el acero los poros y defectos internos.es magnético.

aceros para trabajos en caliente, el w mantienen la dureza de los aceros a elevada temperatura.

evita que se desafilen o ablanden las herramientas, aunque lleguen a calentarse a 500º o 600º

manganeso

silicio

wolframio

CARACTERISTICAS DE ALGUNOS ALEADOS

vanadio

se emplea principalmente para la fabricación de aceros de herramientas. es un elemento desoxidante muy fuerte y tiene una gran tendencia a formar carburos. Una característica de los aceros con vanadio, es su gran resistencia al ablandamiento

se emplea casi exclusivamente en los aceros rápidos de más alta calidad. este elemento al ser incorporado en los aceros, se combina con la ferrita, aumentando su dureza y su resistencia.

se suele añadir pequeñas cantidades de titanio a algunos aceros muy especiales para desoxidar y afinar el grano. el titanio tiene gran tendencia a formar carburos y a combinarse con el nitrógeno.

el cobre se suele emplear para mejorar la resistencia a la corrosión de ciertos aceros de 0.15 a 0.30% de carbono, que se usan para grandes construcciones metálicas. se suele emplear contenidos en cobre variables de 0.40 a 0.50%.

cobalto

titanio

cobre

clasificación de los aceros según la aisi-sae

la inmensa variedad de aceros que pueden obtenerse por los distintos porcentajes de carbono y sus aleaciones con elementos como el cromo, níquel, molibdeno, vanadio, etc.,

ha provocado la necesidad de clasificar mediante nomenclaturas especiales, que difieren según la norma o empresa que los produce para facilitar su conocimiento y designación.

clasificación de los aceros según la aisi-sae

la SAE emplea números compuestos de cuatro o cinco cifras, según los casos, cuyo ordenamiento caracteriza o individualiza un determinado acero.

1. primera cifra 1 caracteriza a los aceros al c.

2. primera cifra 2 caracteriza a los aceros al ni.

3. primera cifra 3 caracteriza a los aceros al cr-ni.

4. primera cifra 4 caracteriza a los aceros al mo.

5. primera cifra 5 caracteriza a los aceros al cr.

6.primera cifra 6 caracteriza a los aceros al cr-v.

7. primera cifra 7 caracteriza a los aceros al w (tungsteno ó

wolframio).

8. primera cifra 8 caracteriza a los aceros al ni-cr-mo.

9. primera cifra 9 caracteriza a los aceros al si-mn

clasificación de los aceros según la Aisi-sae:

clasificación de los aceros según la aisi-sae

ejemplo 1: acero sae 2340

primera cifra 2 : acero al níquel. segunda cifra 3: 3% de níquel.últimas cifras 40: 0,40% de carbono.

ejemplo 2: acero sae 3210

primera cifra 3 : segunda cifra 2: 2% de níquelúltimas cifras10: 0,10 de carbono.

ejemplo 3: acero sae 1025

aceros al cr-ni

primera cifra 1 : aleación al carbono (c) .segunda cifra 0 :ninguna aleaciónúltimas cifras: 25: 0,25 de carbono.

BIBLIOGRAFIAS Y CONSULTAS:• http://www.textoscientificos.com/quimica/acero• http://www.utp.edu.co/~publio17/ac_inox.htm• http://www.infoacero.cl/acero/que_es.htm• http://www.utp.edu.co/~publio17/aceroalC.htm• www.cad-cae.com/PDF_CAD_CAE/Aceros_para_mecanizado.pdf http://www.ahmsa.com/proceso-de-fabricacion-del-acero

GRACIAS POR SU ATENCION…!