1. Materiales ferrosos - PPT

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TECNOLOGA DE MATERIALES

2do SEMESTRE

2012


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MATERIALES FERROSOS


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HISTORIA DEL ACERO

No se conoce conexactitud la fecha en quese descubri la tcnicade fundir mineral de hierropara producir un metalsusceptible de serutilizado. Los primerosutensilios de hierrodescubiertos por losarquelogos en Egiptodatan del ao 3000 a.C

Se sabe que antes de esa poca se empleaban adornos dehierro. Los griegos ya conocan hacia el 1000 a.C. la tcnica, decierta complejidad, para endurecer armas de hierromediante tratamiento trmico


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Materiales ferrosos

Cubilote

ConvertidorAlto Horno

Lingotes o palanquillas

FUNDICIONES

Aceros


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Obtencin del ARRABIO


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Son materiales bsicamentehechos de hierro y divididosen :

- Aceros corrientes- Aceros aleados

- Aceros inoxidables

- Hierro fundido


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Pellets o proceso de peletizacin.- Es el proceso por elcual el mineral de hierro se concentra en un valor mayor encontenido de hierro. La calcinacin y aglomeracin que seobtiene con el agregado de aditivos.


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Coque y caliza.-El coque y la caliza se obtiene de canteras, elcoque es obtenido del carbn bituminoso, es el combustibleesencial en el alto horno.

La caliza es el fundente y tiene la funcin de formar la escoria

carbn Horno dedestilacin seca

coque


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Zonas del Alto Horno

Zona de precalentamiento .- Adems de vapor de agua seproduce azufre.

Zona de reduccin .- El mineral es reducido a oxido de hierro.

Zona de carburacin .- El hierro absorbe el carbono, silicio, etc.

Zona de fusin .- El mineral se funde completamente. Lasimpurezas se combinan con la cal para formar la escoria.


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CRISOL

ETALAJE

VIENTRE

CUBA

TRAGANTE

AIRE

CALIENTE

REDUCCIN

DIRECTA

REDUCCIN

INDIRECTA

ESCORIA

ARRABI

O

SECADO

1 900 C

200 C

1 200 C

600 C

1 500 C

FORMACIN GAS

REDUCTOR


ALTO HORNO


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Cul es la composicin qumica delarrabio?


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Desde la dcada de 1960 funcionan varios minihornos que emplean electricidad para produciracero a partir de material de chatarra. Sin

embargo, las grandes instalaciones de altos hornoscontinan siendo esenciales para producir acero apartir de mineral de hierro

HISTORIA DEL ACERO


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Obtencin del ACERO


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Obtencin del ACERO


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En las plantas siderrgicas, va horno elctrico(como el caso de aceros arequipa), la materiaprima es la chatarra de acero o hierro esponja.


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Horno De Induccin

Posee una bobina por donde pasa corriente alterna. El calentamiento se produce por el paso de corrientes parsitas

por los materiales a fundir.

Se le utiliza para fabricar aceros dealta aleacin, por ejemplo los

aceros inoxidables.


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EL ACERO

El acero est compuesto bsicamente de hierro ycarbono cuya proporcin le da ciertas caractersticasy lo clasifica.

Hierro dulce ........ con carbono hasta 0,03% de C

Acero .......... de 0,03 hasta 1,76 % C

Fundicin ........ 1,76 hasta 6,67 % C


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Cules son los mtodos paraobtener el acero en el Per?


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SOLIDIFICACIN Y PROCESOS HASTA LLEGAR ALPRODUCTO TERMINADO


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Qu Es El Procedimiento DeColada?

Es una operacin por el cual los metales al estadode fusin se llevados a moldes o en su defectoprocesado en una lnea continua.

Hay dos tipos de colada:

Colada en lingotes o bloques

Colada continua o de cuerda


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Fabricacin del acero

Video: Cmo se obtienen las barras de acero:http://profecarolinaquinodoz.com/principal/?tag=obtencion-del-hierro
http://profecarolinaquinodoz.com/principal/?tag=obtencion-del-hierrohttp://profecarolinaquinodoz.com/principal/?tag=obtencion-del-hierrohttp://profecarolinaquinodoz.com/principal/?tag=obtencion-del-hierrohttp://profecarolinaquinodoz.com/principal/?tag=obtencion-del-hierrohttp://profecarolinaquinodoz.com/principal/?tag=obtencion-del-hierrohttp://profecarolinaquinodoz.com/principal/?tag=obtencion-del-hierro


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Fabricacin del acero


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Transformacin De Metales En ProductosSemiacabados

ACERO SIN CALMAR:

Al solidificarse el acero se desprenden gases de xidode carbono (C + FeO Fe + CO ). Estos gases seen forma de burbujas ascienden originando fuertemovimiento del acero an en estado lquido, con loque el C, P y S son comprimidos hacia el interior. Elacero se descompone. Este proceso se llamasedimentacin.


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Problemas Que Se Presentan EnAcero Sin Calmar

Acumulacin de P: fragilidad en fro.

Acumulacin de S: fragilidad en caliente.

Acumulacin de W, Ti, Mo: produce puntos duros,los cuales generan entallas que ocasionan la rotura

de piezas.


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Tipos de Sulfuros

Problemas Que Se Presentan EnAcero Sin Calmar


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En Qu Se Emplean Estos AcerosSin Calmar?

Estos aceros seemplean:

Bandas

Chapa fina

Alambre


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ACERO COLADO Calmado (DESOXIDADO)

Es un acero desoxidado en un grado tal que se elimina elriesgo de cualquier desprendimiento gaseoso durante lasolidificacin.

Para calmar el acero se aade un reductor: Si, Al, Mn, Ti, a

la masa fundida, en el cucharn de colada, con lo que elFeO cede su oxgeno para formar los productos dedesoxidacin SiO2, Al2O3, MnO, TiO2 a los que noreduce el carbono a la temperatura de la colada. Se evita

as el desprendimiento gaseoso.


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El mtodo principal de trabajar el acero se conocecomo laminado en caliente. En este proceso, ellingote colado se calienta al rojo vivo en un hornodenominado foso de termo difusin y a

continuacin se hace pasar entre una serie derodillos metlicos colocados en pares que loaplastan hasta darle la forma y tamao deseados.La distancia entre los rodillos va disminuyendo amedida que se reduce el espesor del acero

PROCESOS DE ACABADO


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PROCESOS DE ACABADO


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Laminacin en caliente

Refinacin de los granos gruesos.Mejora dureza, resistencia y ductilidad.Elimina porosidad.

Quiebre de las inclusiones.

PROCESOS DE ACABADO

Oxidacin/escamacin de la superficie. Baja tolerancia dimensional


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Laminacin en fro

PROCESOS DE ACABADO

Aumenta la dureza.Aumenta la resistencia.Precisin dimensional. Superficie lisa y brillante.

Alta distorsin estructura granular.Altas tensiones internas.Baja ductilidad.


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Tubos

Los tubos ms baratos se forman doblando una tira planade acero caliente en forma cilndrica y soldando losbordes para cerrar el tubo. En los tubos ms pequeos,los bordes de la tira suelen superponerse y se pasanentre un par de rodillos curvados segn el dimetro

externo del tubo. La presin de los rodillos es suficientepara soldar los bordes. Los tubos sin soldaduras sefabrican a partir de barras slidas hacindolas pasarentre un par de rodillos inclinados entre los que estsituada una barra metlica con punta que perfora lasbarras y forma el interior del tubo mientras los rodillosforman el exterior


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Tubos de Acero


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Planchas de acero

APLICACIONES DEL ACERO


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Los rodillos de Flutted sonmanufacturados para los

marcos del anillo, Hecho delacero y de la precisin dealeacin calificado dirigidospara una fuerza mejor


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BARRAS REDONDAS, ROLADAS EN FRIO BARRAS HEXAGONALES ESTIRADAS EN FRIO

TUBOS REDONDOS SIN COSTURA, ESTIRADOSEN FRIO

ANGULOS ESTIRADOS AL FRIO ETC.


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Principales productores de acero enel mundo y ultimas noticias.


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Acero: mayores pases productores

(Fuente: World Steel Dynamics. En millones de toneladasmtricas. Ao 2000)

Pas Produccin

China 127,2Corea del Sur 43,1Japn 106,4Ucrania 31,4EE.UU. 101,5Brasil 27,9Rusia 59,1India 26,9

Alemania 46,4Italia 26,7


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Las normas ms conocidas son: La norma AISI-SAE (Americana)

La norma DIN (Alemana)

La norma JIS JAPON La norma BS INGLATERRA

La norma AFNOR FRANCIA

La norma ITINTEC PERU (NTP)INDECOPI

NORMAS DE LOS ACEROS


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O C S O S


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NORMALIZACIN SAE O AISILa norma AISI SAE (American Iron and Steel Institute of Automotive Engineers).

Acero para maquinarias

De construccin Resulfurizados yrefosforizados

Resulfurizado

Aceros aleadosAceros al carbono

Acero paraherramientas

Acero inoxidables

Acero

C O Q


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ACERO PARA MAQUINARIA

10xx Aceros corrientes. 11xx Aceros resulfurizados (para maquinado). 12xx Aceros resulfurizados y refosforizados. 13xx Aceros al manganeso. 2xxx Aceros al nquel.

3xxx Aceros al cromo-nquel. 4xxx, 8xxx, 98xx Aceros al molibdeno - Al molibdeno nquel o

al molibdeno cromo-nquel. 5xxx, 5xxxx Aceros al cromo. 6xxx Aceros al cromo vanadio. 92xx Aceros al manganeso- silicio.


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ACEROS PARA HERRAMIENTAS

TEMPLADO AL AGUA W2 - W7

RESISTENTE AL IMPACTO S1 - S5

PARA TRABAJO EN FRIO

Templado en aceite O1- O7 Templado al aire A2 - A7 Alto carbono. Alto cromo D1- D7

PARA TRABAJO EN CALIENTE

Base de cromo H10-H19 Base de tungsteno H20-H39 Base de molibdeno H40-H59


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DE ALTA VELOCIDAD Base de tungsteno (Wolframio) T1 -T15

Base de molibdeno M1- M36

PARA USOS ESPECIALES Carbono Tungsteno F1 - F3

De baja aleacin L1 - L7

Para moldeo, bajo carbono P1 - P19

Para moldeo, otros tipos P20 -P39


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Aceros Inoxidables

Son identificados solamente con los siguientescdigos: 2XX

3XX

4XX

5XX

Ejemplo: 304, 316, 420, etc

LA NORMA DIN (DEUTSCHE


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LA NORMA DIN (DEUTSCHEINDUSTRIE NORMEN

Segn esta norma la designacin completa de unacero debe constar de las siguientes partes:

La parte de la fabricacin: Indica el grado dedesoxidacin

La parte de la composicin: Indicacomponentes, usos y propiedades

La parte del tratamiento: Indica proceso

posterior a la colada


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Bsicos

Acero noaleado

DIN

Acero aleado

Bajaaleacin

Altaaleacin

FinosDe calidad


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Aceros no aleados

Nombre abreviado delos materiales frreos

TratamientoParte de lacomposicin

Parte delfabricante


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Subdivisin de los aceros no aleados

Aceros deconstruccin engeneral . St..

De calidadC...

Aceros finos deconstruccinCk, Cf, Cm, Cq

Aceros noaleados


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Parte defabricacin

Propiedadesde utilizacin

Letracaracterstica

ndice declase

Grupo decalidad


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NORMALIZACIN DE ACEROS- DIN

Respecto a la parte de la fabricacin U acero colado no calmado

R acero colado calmado

RR acero colado calmado especialmente


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Las propiedades de utilizacin

Q Adecuado para conformado

Z Adecuado para estirado

P Adecuado para el estampado K Adecuado para laminacin

Ro Adecuado para la fabricacin de tubos.

S Especial para soldar

TT Tenaz a bajas temperaturas

W Resistente al calor

A Resistente al envejecimiento



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Letra caracterstica:

St :Aceros de construccin en general C : Aceros de calidad

Detrs de la C se ponen las siguiente letras, paralos aceros finos de calidad:

k con bajo contenido de P y S.

f templable a la llama y por induccin.

m con indicacin del contenido mximo y mnimo

de azufre, q para cementacin y bonificacin, adecuado

para recalcado en fro.



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Acero No Aleado

Aceros de calidad no aleado

C 55Indice de carbono

55/100 = 0,55% C

Aceros fino no aleado,con bajo contenidode P y S.

Ck 45

C = 45/100= 0,45%

Aceros de const. General

Grupo de calidadSt 37 2

Resistencia a latraccin: 360 N/mm2

Aceros de const. General

ElasticidadSt E36

Lmite de elasticidad350 N/mm2


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ACEROS ALEADOS

Los aceros aleados se designan segn sucomposicin qumica y se distinguen 2 tipos:

Aceros de baja aleacin: En los cuales la suma de los componentes aleados

es menor de 5% en masa.

Porcentaje = nmero caracterstico de laaleacin/ multiplicador



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Multiplicadores para los materiales de adicin4 10 100

Cromo Cr Aluminio Al Carbono C

Cobalto Co Cobre Cu Fsforo P

Manganeso Mn Molibdeno Mo Azufre S

Nquel Ni Tantalio Ta Nitrgeno N

Silicio Si Titanio Ti

Tungsteno W Vanadio V



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Aceros de Alta Aleacin: En los cuales la suma de los componentes

aleados supera el 5% en masa. La designacinempieza con la X.

Para los aceros de alta aleacin, los nmerosdetrs de los smbolos qumicos indican elporcentaje de elementos aleados, segn la

relacin:



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X 210 Cr W12

OTROS ACEROS: Prueb. De tracc a DP Steel

http://www.youtube.com/watch?v=jHGI2tpNRug
http://www.youtube.com/watch?v=jHGI2tpNRughttp://www.youtube.com/watch?v=jHGI2tpNRug

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