INTRODUCCIÓN
METALURGIA DE
PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MATERIALES:
· RESISTENCIA
· DUREZA
· DUCTILIDAD
· IMPACTO
· RESISTENCIA A
· RESISTENCIA A
ÉSTAS PROPIEDADES PUEDEN VERSE AFECTADAS POR LOS TRATAMIENTOS METALÚRGICOS A LOS QUE SE SOMETE EL METAL DURANTE
ÉSTAS PROPIEDADES SON AFECTADAS POR VARIOS FACTORES METALÚRGICOS, LOS CUALES INCLUYEN:
· ADICIÓN DE ELEMENTOS ALEANTES
· TRATAMIENTOS TÉRMICOS
· TRATAMIENTOS MECÁNICOS
· PRECALENTAMIENTO
· POST-CALENTAMIENTO
· CONTROL DE TEMPERATURA ENTRE PASES
· CONTROL DE CALOR DE APORTE
· EQUILIBRIO TÉRMICO
· RELEVO DE ESFUERZOS.
DEBIDO A QUE
CATEGORÍA UNO:
CATEGORÍA DOS:
¡ EXITOS EN SUS ESTUDIOS !
LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES PUEDEN CLASIFICARSE DE
CARACTERISTICAS QUIMICAS
SON LAS QUE INFLUYEN EN LOS FENOMENOS DE CORROSION, OXIDACION Y REDUCCION.
EN CUALQUIER PROCESO DE SOLDADURA HAY QUE RECORDAR QUE EL OXIGENO ES UN ELEMENTO ALTAMENTE REACTIVO. CUANDO SE PONE EN CONTACTO CON UN METAL, ESPECIALMENTE A ELEVADAS TEMPERATURAS, SE FORMAN OXIDOS Y GASES INDESEABLES, QUE DIFICULTAN
CARACTERISTICAS FISICAS
SON LAS QUE DEFINEN EL COMPORTMIENTO DEL METAL CUANDO ESTE SE SOMETE AL CALOR NECESARIO PARA SOLDAR. PODEMOS CITAR COMO MAS IMPORTANTES
LOS METALES SÓLIDOS PASAN AL ESTADO LIQUIDO (fusión) A DIFERENTES TEMPERATURAS. CUANDO SE ENFRIAN DESDE EL ESTADO LIQUIDO, LOS ATOMOS SE ORDENAN FORMANDO DISTINTOS MODELOS DE CRISTALES (redes cristalinas).
TAMBIEN ES IMPORTANTE TENER EN CUENTA QUE ALGUNOS METALES PRESENTAN UNA ELEVADA CONDUCTIVIDAD TERMICA, MIENTRAS QUE OTROS
CARACTERISTICAS MECÁNICAS DE LOS METALES
ABRASIÓN
ES EL DESGASTE PRODUCIDO POR EL ROZAMIENTO DE UN CUERPO ( RELATIVAMENTE BLANDO ) SOBRE UNA SUPERFICIE. COMO EJEMPLO PODEMOS MENCIONAR EL ROZAMIENTO DE
EROSION
ES EL DESGASTE PRODUCIDO POR EL CHOQUE DE PARTÍCULAS RELATIVAMENTE PEQUEÑAS QUE VIAJAN EN UN FLUIDO SOBRE UNA SUPERFICIE. EJEMPLO;
EL DESGASTE PRODUCIDO SOBRE LAS HÉLICES O PALETAS DE UNA TURBINA POR
FRICCION METAL-METAL
AQUÍ NOS REFERIMOS AL DESGASTE PRODUCIDO POR EL ROZAMIENTO DE UN METAL AL DESLIZARSE SOBRE OTRO METAL.
RESISTENCIA AL IMPACTO
ES
CORROSIÓN
ES EL DESGASTE CAUSADO POR AGENTES QUÍMICOS QUE SON CAPACES DE DISOLVER UN MATERIAL. EJEMPLO:
ESTRUCTURA DE LOS METALES
CUANDO EXAMINAMOS AL MICROSCOPIO UNA PIEZA PERFECTAMENTE PULIDA, OBSERVAMOS UNOS PEQUEÑOS GRANOS. CADA UNO DE ESTOS GRANOS ESTA CONSTITUIDO POR OTRAS PARTICULAS MAS PEQUEÑAS LLAMADAS ATOMOS. (toda la materia se compone de átomos).
LOS GRANOS, O CRISTALES COMO SE LES LLAMA A MENUDO, PUEDEN PRESENTAR DISTINTAS FORMAS Y TAMAÑOS.
UNA RED CRISTALINA ES UNA REPRESENTACION VISUAL DE
EL TERCER TIPO DE RED CRISTALINA RECIBE EL NOMBRE DE SISTEMA HEXAGONAL COMPACTO Y ESTA REPRESENTADO EN
ENTRE LOS METALES QUE PRESENTAN ESTA ESTRUCTURA CRISTALINA PODEMOS CITAR EL CADMIO (Cd), EL BISMUTO (Bi), EL COBALTO (Co), EL MAGNESIO (Mg), EL TITANIO (Ti) Y EL CINC (Zn).
LOS METALES QUE CRISTALIZAN EN EL SISTEMA CUBICO DE CARAS CENTRADAS SON GENERALMENTE DUCTILES; ES DECIR SON PLASTICOS Y FACILES DE TRABAJAR.
LOS QUE CRISTALIZAN EN ELSISTEMA HEXAGONAL COMPACTO, A EXCEPCION DEL CIRCONIO (Zr) Y EL TITANIO, CARECEN DE PLASTICIDAD, POR LO QUE NO SE PUEDEN CONFORMAR EN FRIO.
LOS METALES DEL SISTEMA CUBICO CENTRADO EN EL CUERPO TIENEN MAYOR RESISTENCIA QUE LOS DEL SISTEMA CUBICO DE CARA CENTRADAS, PERO PRESENTAN UNA MENOR APTITUD PARA
CRISTALIZACION DE LOS METALES
TODOS LOS METALES SOLIDIFICAN EN FORMA DE CRISTALES. CADA METAL TIENE SU PROPIO SISTEMA DE CRISTALIZACION. EN ALGUNOS METALES SE PRODUCE UN CAMBIO DE ESTRUCTURA CRISTALINA AL VARIAR
EN EL ENFRIAMIENTO, EL METAL LIQUIDO PIERDE ENERGIA TERMICA (Calor) A TRAVES DEL AIRE Y DE LAS PAREDES DEL MOLDE. AL ALCANZAR
AL SER MAYOR EL NUMERO DE CRISTALES QUE ESTÁN CRECIENDO SIMULTANEAMENTE, DISMINUYE EL TAMAÑO DEL GRANO EN EL METAL SOLIDIFICADO.
EL TAMAÑO DE GRANO TIENE UNA GRAN INFLUENCIA SOBRE LAS PROPIEDADES DEL MATERIAL. ASÍ LOS ACEROS DE GRANO FINO TIENEN CARACTERISTICAS MECANICAS SUPERIORES A LOS DE GRANO GRUESO. SEGÚN ESTO, ES DE SUMA IMPORTANCIA QUE EL SOLDADOR TOME LAS MEDIDAS ADECUADAS PARA CONSERVAR EL TAMAÑO DEL GRANO DEL METAL BASE. LOS CALENTAMIENTOS EXCESIVOS CONDUCEN A PEQUEÑAS VELOCIDADES DE ENFRIAMIENTO, LO QUE ORIGINA UNA ESTRUCTURA DE GRANO GRUESO Y FRAGILIZA
EFECTOS DEL CALENTAMIENTO SOBRE
CUANDO EL ACERO, QUE ES UNA ALEACION DE HIERRO Y CARBONO, SE CALIENTA DESDE
ADEMAS, CUNADO EL ACERO ALCANZA SU TEMPERATURA CRITICA (temperatura por encima de la cual hay que calentar el acero para endurecerlo por temple), EL CARBURO DE HIERRO SE DESCOMPONE EN HIERRO Y CARBONO, DISTRIBUYÉNDOSE ESTE UNIFORMEMENTE EN EL HIERRO. EL PRODUCTO RESULTANTE RECIBE EL NOMBRE DE AUSTENITA.
SI SE PROSIGUE EL CALENTAMIENTO POR ENCIMA DE
CUANDO EL ACERO FUNDE,
EFECTOS DEL ENFRIAMIENTO SOBRE
SI SE ENFRIA EL METAL DESDE EL ESTADO DE FUSION HASTA
A MEDIDA QUE EL METAL SE VA ENFRIANDO, LOS CRISTALES DE HIERRO INICIAN
DENTRO DEL CAMPO DE TEMPERATURA ENTRE LAS CUALES SE PRODUCE
SI CONTINUAMOS EL ENFRIAMIENTO DEL METAL SÓLIDO,
EN
FINALMENTE, EL ACERO QUEDA CON ESTAS PROPIEDADES.
POR EL CONTRARIO, SI EL MISMO ACERO DE 0.83% DE CARBONO SE ENFRIA MAS LENTAMENTE,
INFLUENCIA DEL CARBONO
EN EL ACERO:
EL CARBONO ES EL PRINCIPAL ELEMENTO DE ALEACION EN LOS ACEROS Y DE EL DEPENDE
MIENTRAS QUE LOS ACEROS AL CARBONO ENFRIADOS BRUSCAMENTE TIENEN UNA MICRO-ESTRUCTURA MARTENSITICA DE GRAN RESISTENCIA Y DUREZA, PERO MUY FRAGIL.
A TEMPERATURA AMBIENTE, LOS ATOMOS DE UN ACERO AL CARBONO SE DISPONEN SEGÚN EL SISTEMA CUBICO CENTRADO EN EL CUERPO. ESTO SE CONOCE COMO HIERRO ALFA.
CADA GRANO DE
SI EL ACERO TIENE 0.83 % DE CARBONO, PRESENTA UNA ETRUCTURA TOTALMENTE PERLITICA, ES DECIR, TODOS LOS GRANOS SON COMO LOS DESCRITOS ANTERIORMENTE: LAMINAS DE FERRITA CON LAMINAS DE CEMENTITA. RECIBE EL NOMBRE DE ACERO EUTECTOIDE.
SI EL ACERO TIENE MENOS DE 0.83% DE CARBONO, PRESENTA UNA ESTRUCTURA FERRITICO-PERLITICA Y RECIBE EL NOMBRE DE ACERO HIPOEUTECTOIDE. EL EXAMEN DE ESTA ESTRUCTURA NOS MUESTRA GRANOS DE FERRITA Y GRANOS DE PERLITA.
CUANDO EL ACERO TIENE MAS DEL 0.83% DE CARBONO,
EN GENERAL, LOS ACEROS UTILIZADOS EN
OTROS FACTORES QUE ALTERAN
CUANDO UN METAL SE TRABAJA EN FRIO POR EJEMPLO: laminación, martilleado, trefilado etc., LOS GRANOS DE FERRITA Y DEPERLITA SE HACEN MAS PEQUEÑOS, AUMENTANDO
SI DESPUES DEL TRABAJO EN FRIO EL METAL SE CALIENTA Y SE DEJA ENFRIAR LENTAMENTE, VUELVE A AUMENTAR EL TAMAÑO DEL GRANO Y EL MATERIAL SE ABLANDA Y PIERDE RESISTENCIA.
EL TAMAÑO DE GRANO DE ALGUNOS METALES SE REDUCE Y
( proceso de temple ), EL TAMAÑO DE GRANO PERMANECE FINO. POR EL CONTRARIO SI EL MISMO ACERO SE CALIENTA POR UN LARGO PERIODO DE TIEMPO, EL TAMAÑO DE GRANO AUMENTA Y EL MATERIAL SE FRAGILIZA. ESTE PUNTO ES DE TENER MUY EN CUENTA EN
EL PROBLEMA DE LOS CAMBIOS DE STRUCTURA NO ES DEMASIADO GRAVE EN
EFECTOS DEL CALOR APLICADO DURANTE EL PROCESO DE SOLDADURA
EN SOLDADURA PUEDEN OCURRIR ENFRIAMIENTOS MUY RAPIDOS DE ALGUNAS ZONAS, LO QUE PUEDE PRODUCIR PUNTOS DUROS, LOSCUALES PUEDEN SER ORIGEN DE FISURAS O GRIETAS EN EL CORDON. ADEMAS, HAY QUE TENER EN CUENTA QUE MIENTRAS UNA ZONA DE
ESTO IMPLICA QUE MIENTRAS EN UNAS ZONA
ZONAS AFECTADAS POR EL CALOR
( ZAC )
COMO AHORA PUEDE APRECIARSE HAY UNA ZONA QUE AUNQUE NO SE FUNDIÓ SI ESTUVO EXPUESTA A ALTAS TEMPERATURAS. EN ESTA ZONA EL ACERO PUDO LLEGAR A RECRISTALIZARSE EN FORMA DE AUSTENITA Y PUEDE HABER TAMBIÉN MODIFICACIONES EN
ESA ÁREA ES LLAMADA:
“ZONA AFECTADA POR EL CALOR”.
CUANDO EL VOLTAJE Y EL AMPERAJE APLICADOS AL ELECTRODO SON MAYORES, ES MAYOR
SI TOMAMOS DOS PLANCHAS DE ACERO DE LAS MISMAS DIMENSIONES A
CUANDO SE SUELDAN ACEROS DE ALTO CNTENIDO EN CARBONO, SI NO SE TOMAN MEDIDAS PARA EVITAR LOS CAMBIOS DE ESTRUCTURA, BIEN SEA MEDIANTE CALENTAMIENTOS PREVIOS O DISMINUYENDO
SI SE SUELDA UNA PIEZA DE ACERO DE GRAN ELASTICIDAD, POR EJEMPLO UN RESORTE, EL CALOR APLICADO DURANTE
TAMBIEN HAY QUE TENER EN CUENTA QUE SI SE SUELDA UNA PIEZA ENDURECIDA POR TEMPLE,
ES EVIDENTE QUE PARA SOLDAR CUALQUIER ACERO ALEADO O DE ELEVADO CONTENIDO DE CARBONO, HAY QUE CONOCER MUY BIEN LOS EFECTOS DEL CALENTAMIENTO Y DEL ENFRIAMIENTO.
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
TRATAMIENTOS TÉRMICOS |
LOS TRATAMIENTOS TERMICOS SE APLICAN A LOS METALES Y ALEACIONES PARA ABLANDARLOS O ELEIMINAR TENSIONES INTERNAS, O PARA ENDURECERLOS TOTAL O PRCIALMENTE. Y A ESTO LLAMAMOS: RECOCIDO Y TEMPLE TOTAL O SUPERFICIALMENTE.
ES IMPORTANTE PARA EL SOLDADOR EL CONOCIMIENTO DE ESTOS PROCESOS, PUES EN MUCHOS CASOS DEBERA CONTROLAR LOS PROCESOS DE CALENTAMIENTO Y DE ENFRIAMIENTO DURANTE
RECOCIDO
ES UN TRATAMIENTO POR EL QUE SE CONSIGUE ABLANDAR EL MATERIAL CON VISTAS A FACILITAR SU MECANIZACION Y QUE TAMBIEN ELIMINA LAS TENSIONES INTERNAS QUE PUEDEN QUEDAR EN EL MATERIAL COMO CONSECUENCIA DE
PARA RECOCER UN ACERO, SE CALIENTA HASTA UNA CIERTA TEMPERATURA Y SE MANTIENE DURANTE CIERTO TIEMPO PARA CONSEGUIR QUE TODO EL CARBONO SE DISUELVA UNIFORMEMENTE EN TODA
DESPUES QUE
EL RECOCIDO PARA ELIMINAR TENSIONES INTERNAS PRODUCIDAS DURANTE EL PROCESO DE SOLDEO, CONSISTE EN CALENTAR A UNA TEMPERATURA POR DEBAJO DE
OTRO METODO PARA ELIMINAR TENSIONES CONSISTE EN EL MARTILLEADO; SIN EMBARGO, HAY QUE APLICARLO CON MUCHAS PRECAUSIONES, PUES SIEMPRE PRESENTA UN GRAN RIESGO DE FISURACION EN LAS PIEZAS.
EL RECOCIDO PARA
NORMALIZADO
DIFIERE DEL RECOCIDO ESTANDAR YA QUE CONSTA DE CALENTAMIENTOS A TEMPERATURAS MAS ELEVADAS DURANTE TIEMPOS MAS CORTOS Y EL ENFRIAMIENTO SE REALIZA AL AIRE.
TEMPLE
SE EMPLEA PARA ENDURECER UNA VEZ MECANIZADAS. SE REALIZA CALENTANDO HASTA UNA TEMPERATURA POR ENCIMA DE
SOLO LOS ACEROS DE MEDIANO O ALTO CONTENIDO EN CARBONO ENDURECEN POR ESTE PROCEDIMIENTO. LOS DE BAJO CONTENIDO EN CARBONO NO TEMPLAN.
EL ENDURECIMIENTO POR TEMPLE NO SIEMPRE ES DESEABLE. SU INTERES DEPENDE DE
DURANTE EL PROCESO DE SOLDEO EXISTE UNA MARCADA DIFERENCIA DE TEMPERATURAS ENTRE EL METAL FUNDIDO, LAS ZONAS ADYACENTES Y EL METAL BASE QUE SE ENCUENTRA FRIO. ESTE ACTÚA COMO UN MEDIO DE ENFRIAMIENTO ENERGICO DE LAS ZONAS AFECTADAS POR EL CALOR.
CUANTO MAYOR ES
ESTA ES UNA DE LAS RAZONES POR LAS CUALES LOS ACEROS DE ELEVADO CONTENIDO DE CARBONO DEBEN SOLDARSE CON MUCHAS MAS PRECAUSIONES QUE LOS ACEROS ORDINARIOS DE BAJOS CONTENIDOS EN CARBONO.
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
LOS TRATAMIENTOS DE ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL SE SUELEN APLICAR A LOS ACEROS DE BAJO CONTENIDO EN CARBONO Y CONSISTEN EN AÑADIR CARBONO, NITROGENO O UNA COMBINACION DE AMBOS A
LAS TRES TECNICAS PRINCIPALES DE ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL SE CONOCEN COMO CARBURACION, CIANURACION Y NITRURACION.
CARBURACION
CONSISTE EN CALENTAR LAS PIEZAS A TRATAR EN UN HORNO CUYA ATMOSFERA SEA RICA EN MONOXIDO DE CARBONO. OTRO METODO CONSISTE EN CALENTAR EL ACERO EN CONTACTO CON SUSTANCIAS RICAS EN CARBONO, TALES COMO CARBON VEGETAL, CARBON MINERAL, etc.
LOS MÉTODOS MODERNOS DE CARBURACION UTILIZAN
A ESTA TEMPERATURA EL ACERO SE ENCUENTRA EN FORMA AUSTENITA Y FACILMENTE ABSORBE CARBONO DE
CIANURACION
CONSISTE EN INTRODUCIR
NITRURACION
ES EL PROCEDIMIENTO QUE PERMITE CONSEGUIR CAPAS SUPERFICIALES MAS DURAS. EL ENDURECIMIENTO SE CONSIGUE POR
DEBIDO A QUE ES EL PROCEDIMIENTO QUE MENOR CALENTAMIENTO EXIGE SE EMPLEA SIEMPRE QUE SE QUIERA DUREZA SUPERFICIAL SIN PRODUCIR GRANDES DEFORMACIONES EN LASPIEZAS A TRATAR.
PROPIEDADES O RESISTENCIA MECÁNICAS DE LOS MATERIALES
LAS CARACTERISTICAS MECANICAS DE LOS MATERIALES SON UNA MEDIDA DE COMPORTAMIENTO DE LOS MISMOS BAJO DISTINTOS TIPOS DE ESFURZOS.
TAMBIEN LAS PODEMOS DEFINIR COMO
SI CONOCEMOS LAS PROPIEDADES RESISTENTES DE LOS MATERIALES PODREMOS CONSTRUIR ESTRUCTURAS SEGURAS.
DEL MISMO MODO SI UN SOLDADOR CONOCE
PODEMOS DEFINIR
TENSION
ES
DEFORMACION
ES EL CAMBIO DE DIMENSIONES O FORMA QUE EXPERIMENTA
ELASTICIDAD
ES
UNA BANDA DE GOMA ES UN BUEN EJEMPLO DE MATERIAL ELASTICO. SI
SIN EMBARGO, POR ENCIMA DE CIERTO LIMITE, SE ROMPERA.
LOS MATERIALES CON PROPIEDADES ELASTICAS SE COMPORTAN DE
LIMITE ELASTICO
ES
MODULO DE ELASTICIDAD
ES EL COCIENTE ENTRE TENSION Y DEFORMACIÓN DENTRO DEL LIMITE ELASTICO. CUANTO MENOR ES
MODULO DE ELASTICIDAD
ES EL COCIENTE ENTRE TENSION Y DEFORMACION DENTRO DEL LIMITE ELASTICO. CUANTO MENOR ES
RESISTENCIA A
ES
RESISTENCIA A COMPRESION
ES
SI NOS FIJAMOS EN EL SENTIDO DE LAS FUERZAS,
A
RESISTENCIA A FLEXION
ES
UNA TENSION DE FLEXION ES
RESISTENCIA A TORSION
ES
RESISTENCIA A CORTADURA
ES
RESISTENCIA A
NOS INDICA
RESISTENCIA AL IMPACTO
NOS INDICA
CUANTO MAYOR ES
DUCTILIDAD
NOS INDICA
LOS METALES DE GRAN DUCTILIDAD, COMO EL COBRE O ACERO SUAVE, ROMPEN PROGRESIVAMENTE A MEDIDA QUE
LOS DE PEQUEÑA DUCTILIDAD, TALES COMO
DUREZA
ES
FRAGILIDAD
TENACIDAD
SE PUEDE CONSIDERAR COMO UNA COMBINACIÓN DE RESISTENCIA Y DUCTILIDAD. UN MATERIAL TENAZ ES AQUEL QUE PUEDE ABSORVER GRANDES CANTIDADES DE ENERGIA SIN QUE SE PRODUZCA
MALEABILIDAD
ES
FLUENCIA
CONSISTE EN UN LENTO, PERO PROGRESIVO INCREMENTO DE
LAS PROPIEDADES CRIOGÉNICAS
LAS PROPIEDADES CRIOGÉNICAS DEL MATERIAL NOS INDICAN EL COMPORTAMIENTO DEL MISMO CUANDO SE SOMENTE A TENSIONES A MUY BAJAS TEMPERATURAS.
A DEMÁS DE SER SENSIBLES AL TIPO DE ESTRUCTURA CRISTALINA Y A LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN, LOS METALES TAMBIEN SON SENSIBLES A LAS ALTAS Y BAJAS TEMPERATURAS. ALGUNOS MATERIALES QUE SE COMPORTAN PERFECTAMENTE A TEMPERATURA AMBIENTE, PUEDEN FALLAR INESPERADAMENTE A BAJAS O ALTAS TEMPERATURAS.
AL DESCENDER
EL COEFICIENTE DE DILATACION
NOS INDICA
CLASIFICACION DE LOS ACEROS AL CARBONO:
LOS ACEROS AL CARBONO SON AQUELLOS EN LOS QUE EL CARBONO ES EL UNICO ELEMENTO DE ALEACIÓN. EL CONTENIDO EN ESTE ELEMENTO ES EL QUE DETERMINA
POR EL CONTRARIO, A MEDIDA QUE DISMINUYE EL CARBONO, AUMENTA
DE ACUERDO CON SU CONTENIDO DE CARBONO, LOS AEROS AL CARBONO SE CLASIFICAN EN:
ACEROS DE BAJO, MEDIO, ALTO Y MUY ALTO CONTENIDO DE CARBONO.
ACEROS DE BAJO CONTENIDO DE CARBONO
CONTIENEN ENTRE 0.05 Y 0.3% DE CARBONO. SON TENACES, DUCTILES Y FACILES DE MECANIZAR, CONFORMAR Y SOLDAR.
ACEROS DE MEDIANO CONTENIDO DE CARBONO
CONTIENEN ENTRE 0.30 Y 0.45% DE CARBONO. SON RESISTENTES Y DUROS, PERO NO SE PUEDEN TRABAJAR Y SOLDAR CON TANTA FACILIDAD COMO LOS DE BAJO CONTENIDO DE CARBONO.
ADMITEN LOS TRTAMIENTOS TÉRMICOS. PARA SOLDARLOS CON BUENOS RESULTADOS, DEBE UTILIZARCE ELECTRODOS ESPECIALES Y HAY QUE TOMAR MEDIDAS PARA EVIRTAR
ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO:
LOS PRIMEROS CONTIENEN ENTRE 0.45 Y 0.75% DE CARBONO, Y LOS SEGUNDOS, DESDE
TANTO UNOS COMO OTROS, RESPONDEN MUY BIEN A LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS.
REQUIEREN EL EMPLEO DE ELECTRODOS ESPECIALES, PRECALENTAMIENTO Y TRATAMIENTOS PARA ELIMINAR TENSIONES. NORMALMENTE NO SE PRACTICA
ACEROS ALEADOS
UN ACERO ALEADO ES AQUEL QUE CONTIENE UNO, O MÁS, ELEMENTOS DE ALEACIÓN, TALES COMO EL NIQUEL, CROMO, MANGANESO, MILIBDENO, TITANIO, COBALTO, WOLFRAMIO O VANADIO.
SE SUELEN DESIGNAR POR EL ELEMENTO DE ALEACIÓN PREDOMINANTE. EN SU MAYORÍA PUEDEN SOLDARSE SIEMPRE QUE SE EMPEE EL ELECTRODO Y TÉCNICA ADECUADA.
LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN MÁS COMUNES SON LOS SIGUIENTES:
CROMO:
LE ADICIONA AL ACERO UNA GRAN DUREZA Y RESISTENCIA AL DESGASTE, SIN AUMENTAR
MANGANESO:
MOLIBDENO:
DESPUÉS DEL CARBONO ES EL ELEMENTO QUE PRODUCE UN MAYOR EFECTO ENDURECEDOR. AL MISMO TIEMPO SE OPONE AL AUMENTO DE TAMAÑO DEL GRANO. EL RESULTADO ES UN ACERO RESISTENTE Y TENÁZ. AUNQUE EN ALGUNOS ACEROS SE EMPLEA COMO ÚNICO ELEMENTO DE ALEACIÓN, NOMALMENTE SUELE UTILIZARSE COMO COMPLEMENTO DEL NIQUEL, DEL CROMO O DE AMBOS.
NIQUEL:
AUMENTA
VANADIO:
SILICIO:
CUANDO EL ACERO ESTA EN ESTADO LÍQUIDO DURANTE UNA PRODUCCIÓN TIENE GRAN CANTIDAD DE ÓXIDO DE HIERRO, CON EL OBJETO DE DESOXIDARLO SE LE AGREGA SILICIO EL CUAL SE COMBINA MÁS FÁCILMENTE CON EL OXIGENO DEJANDO AL HIERRO LIBRE DE OXIDO. EN PROPORCIONES RELATIVAMENTE ALTAS MEJORA
WOLFRAMIO:
NORMALMENTE SE EMPLEA EN LOS ACEROS PARA HERRAMIENTAS DE CORTE. DA UNA GRAN DUREZA Y RESISTENCIA AL DESGASTE.
COBALTO:
SU PRINCIPAL FUNCIÓN ES
CÓDIGOS DE DESIGNACIÓN DE LOS ACEROS ( AISI – SAE )
EL INSTITUTO AMERICANO DEL HIERRO Y EL ACERO (ANSI) Y
EL PRIMR DIGITO INDICA EL TIPO DE ACERO, EL SEGUNDO INDICA
SI EL PRIMER DIGITO ES:
1: ES UN ACERO AL CARBONO
2: ACERO AL NIQUEL
3: ACERO AL CROMO- NIQUEL etc.
EJ: UN ACERO 2335
ES UN ACERO AL Ni, CON UN 3% DE Ni Y UN 0.35% DE CARBONO.
EN DONDE:
PREFIJOS UTILIZADOS POR
AISI EMPLEA UN PREFIJO PARA INDICAR EL PROCESO DE ELABORACION DEL ACERO:
A – ACERO ALEADO MARTIN SIEMENS
B – ACERO AL CARBONO BESSEMER ÁCIDO
C – ACERO AL CARBON MARTIN SIEMENS BÁSICO
D – ACERO AL CARBON MARTIN SIEMENS ÁCIDO
E – ACERO AL C. ALEADO EN HORNO ELECTRICO
DESIGNACIÓN BÁSICA DE LOS DISTINTOS TIPOS DE ACEROS
TIPO DE ACERO | DESIG. DE LA SERIE |
ACEROS AL CARBONO | 1XXX |
DE CONSTRUCCIÓN | 10XX |
FACIL MECANIZADO (AZUFRE) | 11XX |
FACIL MECA (AZUFRE FOSFO) | 12XX |
| |
ACEROS AL MANGANESO | 13XX |
ALTO CONT DE MANGANESO | 15XX |
TIPO DE ACERO | DESIG. DE LA SERIE | ||
ACEROS AL NIQUEL | 2XX | ||
3.50 % NIQUEL | 23XX | ||
5.00 % NIQUEL | 25XX | ||
| | ||
ACEROS AL CROMO NIQUEL | 3XXX | ||
1.25 % Ni 0.60 % Cr | 31XX | ||
1.75 % Ni 1.00 % Cr | 32XX | ||
3.5 % Ni 1.5 % Cr | 33XX | ||
TIPO ACERO | DESIG. DE LA SERIE | ||
ACEROS RESISTENTES A | 30XXX | ||
| | ||
ACEROS AL MOLIBDENO | 4XXX | ||
CARBONO – MOLIBDENO | 40XX | ||
CROMO – MOLIBDENO | 41XX | ||
CRMO – Ni - MOLIBDENO | 43XX | ||
NIQUEL - MOLIBDENO | 46XX 48XX | ||
ACEROS AL CROMO | 5XX | ||
BAJO CONTENIDO DE CROMO | 51XX | ||
MEDIO CONTENIDO DE CROMO | 52XX | ||
RESISTENTES A | 51XXX | ||
TIPO DE ACERO | DESIG. DE LA SERIE | ||
ACEROS AL CROMO VANADIO | 6XXX | ||
1 % DE CROMO | 61XX | ||
| | ||
ACEROS AL Cr – Ni - Mo | 86XX 87XX | ||
ACEROS AL MANGANESO SILICIO | 92XX | ||
| | ||
ACEROS AL Ni – Cr – Mo | 93XX | ||
| | ||
ACEROS AL Mn-Ni-Cr-Mo | 94XX | ||
| | ||
ACEROS AL Ni-Cr-Mo | 97XX | ||
| | ||
ACEROS AL Ni-Cr-Mo | 98XX | ||
| | ||
ACEROS AL 0.0005 % DE BORO COMO MINIMO | XXBXX | ||
| |
EJEMPLO DE
VEAMOS A CONTINUACIÓN COMO SE DESIGNAN LOS ACEROS AISI, CON SU PREFIJO Y SUS RESPECTIVOS DIGITOS.
C – 1078:
ACERO AL CARBONO, OBTENIDO POR EL PROCEDIMIENTO MARTIN SIEMENS ÁCIDO, CON
E – 50100:
ACERO AL CROMO, CON
E – 2512:
ACERO AL NIQUEL, CON
1XXX | Aceros al carbono. | |||||
13XX | Aceros al manganeso. | |||||
2XXX | Aceros a níquel. | |||||
23XX | Aceros con 3.5% de níquel | |||||
25XX | Aceros con 5.00% de níquel | |||||
3XXX | Aceros con cromo y níquel | |||||
31XX | Aceros con 1.25 de níquel y 0.60% de cromo | |||||
32XX | Aceros con 1.75% de níquel y 1.00% de cromo | |||||
33XX | Aceros con 3.50% de níquel y 1.5% de cromo | |||||
34XX | Aceros con 3.00% de níquel y 0.80% de cromo | |||||
40XX | Aceros con 0.25% de molibdeno | |||||
41XX | Aceros con 0.9% de cromo y 0.29% de molibdeno | |||||
43XX | Aceros con 0.8% de cromo y 1.8% de níquel y 0.5% de molibdeno | |||||
46XX-48XX | Aceros con níquel y molibdeno | |||||
50XX | Aceros con cromo | |||||
51XX | Aceros con 0.9% de cromo | |||||
52XX | Aceros con mediano contenido de cromo | |||||
| | Aceros con cromo y vanadio. |
| |||
| 61XX | Aceros con 0.9% de cromo y 0.15% de venadio |
| |||
| 7XXX | Aceros de tungsteno |
| |||
| 9XXX | Aceros con silicio y manganeso |
| |||
AWS – FOURTH EDITION – WELDING HANDBOOK
PARA
EL MANGANESO DEBE ESTAR ENTRE 0.75 Y 1.0%
EL SILICIO DEBE ESTAR ENTRE 0.20 Y 0.35%
EL FÓSFORO PUEDE SER COMO MÁX. 0.040%
EL AZUFRE PUEDE SER COMO MÁX. 0.040%
EL ASTM – A 202 SE REFIERE A LOS ACEROS ALEADOS CON CROMO – MANGANESO Y SILICIO DE PLANCHAS DE ACEROS USADOS EN CALDERAS Y OTROS RECIPIENTES DE PRESIÓN.
CARBONO | 0.17% MÁXIMO. |
MANGANESO | |
SILICIO | |
CROMO | |
FÓSFORO | 0.035% MÁXIMO. |
AZUFRE | 0.04% MÁXIMO. |
ACEROS DE ALTA ALEACIÓN
LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN TIENEN
ELEMENTOS TALES COMO EL MANGANESO, NÍQUEL Y SILICIO AGREGADOS AL ACERO, HACEN QUE
A LOS ACEROS QUE TIENEN
TAMBIÉN HAY ELEMENTOS DE ALEACIÓN QUE AUMENTAN
EL MÁS IMPORTANTE DE ESTOS ELEMENTOS ES EL CROMO.
LOS ACEROS EN QUE LOS CRISTALES DE FERRITA PERMANECEN SIN TRANSFORMARSE HASTA
EL CROMO ES EL PRINCIPAL ELEMENTO DE ALEACIÓN EN EL ACERO YA QUE LE DA LAS CARACTERÍSTICAS DE INOXIDABLE, CAPAZ DE RESISTIR
EL CROMO TIENE ALTA AFINIDAD POR EL OXIGENO A
SI A ESTOS ACEROS AL CROMO SE LES AGREGA NÍQUEL, SE PUEDEN PRODUCIR ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS A TODAS LAS TEMPERATURAS.
NOTA: EL NÍQUEL ES FUERTE FORMADOR DE AUSTENITA DÁNDOLE AL ACERO RESISTENCIA A LAS ALTAS TEMPERATURAS Y A
EL CARBONO SE MANTIENE EN PROPORCIONES MUY BAJAS EN LOS ACEROS ALEADOS AL CROMO NÍQUEL, MIENTRAS QUE EL MOLIBDENO SE AÑADE PARA MEJORAR
LOS ACEROS AUSTENITICOS NO SON MAGNÉTICOS, SON RESISTENTES Y DÚCTILES A TEMPERATURAS MUY BAJAS, COMO TAMBIÉN A TEMPERATURAS ELEVADAS.
ACEROS AL CARBONO | ACEROS DE BAJA ALEACION | ACEROS DE ALTA ALEACION |
BAJO CARBONO | CON CROMO | FERRITICOS |
ACEROS DULCES | CON NIQUEL | AUSTENITICOS |
MEDIO CARBONO | CON MANGANESO | MARTENSÍTICOS |
ALTO CARBONO | CON MOLIBDENO | |
| CON CROMO – NÍQUEL | |
| CROMO-MOLIBDENO | |
| CROMO-NIQUEL-MOLIBDE | |
| NIQUEL – MOLIBDENO | |
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS
LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ACEROS AL CARBONO Y LOS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS SON BASTANTE DIFERENTES, Y ESTO REQUIERE UNA REVISIÓN DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA.
EN LAS
PROPIEDADES FÍSICAS, SE INCLUYEN EL PUNTO DE FUSIÓN, EXPANSIÓN TÉRMICA, CONDUCTIVIDAD TÉRMICA, Y OTROS QUE NO CAMBIAN SIGNIFICATIVAMENTE CON EL TRATAMIENTO TÉRMICO O MECÁNICO.
EL PUNTO DE FUSIÓN DE LOS GRADOS AUSTENÍTICOS ES MENOR, ASÍ QUE SE REQUIERE MENOS CALOR PARA LOGRAR
LOS ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS TAMBIÉN TIENEN COEFICIENTES DE EXPANSIÓN TÉRMICA APROXIMADAMENTE 50% MÁS GRANDES QUE LOS ACEROS AL CARBONO, LO CUAL REQUIERE MÁS ATENCIÓN EN EL CONTROL DE
LOS ACEROS INOXIDABLES QUE CONTIENEN NÍQUEL SON INDISPENSABLES EN
ESTOS ACEROS SE USAN EN LUGAR DE LOS ACEROS CONVENCIONALES POR SUS EXCELENTES PROPIEDADES TALES COMO: RESISTENCIA A
LOS ACEROS INOXIDABLES SON UNA EXCELENTE ELECCIÓN PARA
FACTORES QUE AFECTAN
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