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Clasificación aleaciones ferrosas y fundiciones Las aleaciones ferrosas tienen al hierro como su principal metal de aleación. Los aceros que son aleaciones ferrosas son las más importantes principalmente por su costo relativamente bajo y la variedad de aplicaciones por sus propiedades mecánicas. Las propiedades mecánicas de los aceros al carbono pueden variar considerablemente por trabajo en frio y recocido. En aceros y fundiciones El principal aleante de las aleaciones ferrosas es el carbono. Por lo que se clasifican según el contenido en carbono. Los aceros tienen entre 0.05 y un 2% de contenido en C. mientras que las fundiciones tienen entre un 2% y un 4.5%. A su vez que los aceros se clasifican en aceros de baja aleación o de alta aleación según el contenido en otros aleantes (Cr, Ni, Co, W, Mo). Los de alta aleación tienen más de un 5% entre otros aleantes y los de baja aleación menos de un 5%. Los aceros de alta aleación son: 1. Los inoxidables, que contienen un 11% de contenido en Cr que facilita que el Fe no se oxide. También pueden contener Ni o Co. 2. Acero de herramientas que contienen W, Mo, Cr. Aleantes muy duros que permiten cortar, mecanizar o dar forma a otro material. 3. Superaleaciones, que contienen muchos metales diferentes: Fe, Ni, Co, Cr. Los aceros de baja aleación se clasifican en función del porcentaje en C: 1. Bajo en C, si tienen menos de un 0.25% 2. Medio en C, si tiene entre un 0.25 y un 0.6% de C 3. Alto en C, si tienen entre un 0.6 y un 1.4% Por otro lado, las fundiciones se clasifican en fundición del porcentaje de C y de Si: 1. 2. 3. 4.

Fundición gris, tienen entre 2.5 y 4% de C y entre un 1 y un 3% de Si. Función dúctil o esferoidal que es la función gris pero con Mg o Ca. Fundición blanca, tiene menos de un 2.5% de C y menos de un 1% de Si. Fundición maleable, que se obtiene modificando la fundición blanca por tratamiento térmico.

Fundición blanca Las fundiciones blancas no contienen grafito libre, mientras que el carbono se presenta combinado como F2C sus características son: 

Excepcional dureza y resistencia a la abrasión

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Gran rigidez y fragilidad Pobre resistencia al choque Dificultad para lograr uniformidad de estructura metalográfica según espesor.

Fundición gris Es la que más se usa en la industria. Su estructura está formada por una matriz metálica conteniendo grafito precipitado en forma de láminas de diversos tamaños y grosores o formas variadas como rosetas. Sus principales características son:    

Excelente colabilidad Buena resistencia al desgaste Excelente respuesta a los tratamientos térmicos de endurecimiento superficial Poca resistencia metálica

Este tipo de fundición de hierro la mayor parte del carbono está en estado primario o en grafito. En este tipo de fundición se hace influencia de los siguientes elementos:    

Silicio Azufre Fosforo Grafito

Fundición maleable Las piezas se cuelan en fundición blanca y subconsecuentemente se les realiza un tratamiento térmico destinado a descomponer la cementita para realizar la segregación de nódulos de grafito irregular. Se distinguen dos clases:   



Maleable de corazón blanco: consiste en una descarburación acentuada. Maleable de corazón negro: en ella hay dos clases Ferritica: consiste en convertir todo el carbono presente en la fundición blanca el carbono revenido en forma irregular (grafito y ferrita) sus características son : Dureza Brinell entre 110 y 145 Resistencia a la atracción entre 340 y 400 Mpa Perilitica: si una cantidad de carbono se retiene como carburo combinado finamente distribuido resulta una estructura totalmente diferente a la ferretica, la resistencia y la dureza se incrementan, sus características son: Dureza Brindell entre 163 y 269 Resistencia a la atracción entre 450 y 830 Mpa

Fundiciones especiales

Los aleantes se añaden para mejorar determinadas propiedades específicas como la resistencia al desgaste o a la temperatura de cada fundición. El efecto general es el acelerar o retardar la grafititacion los más comunes son: Cromo Níquel, Cobre Molibdeno y Vanadio. Otros tipos de fundiciones son:     

Fundición gris austenitica: para resistir altas temperaturas y atmosferas corrosivas. Fundición gris o blanca martensitica: para resistencia al desgaste o altas presiones de contacto y resistencia a la abrasión. Fundición gris acicular: para resistencia a los esfuerzos alternados. Fundición gris a alto silicio: resistencia a la oxidación a altas temperaturas y a la corrosión de los ácidos H2SO4 y HNO3 Fundición blanca al alto cromo: resistencia excepcional a los ácidos H2SO4 y HNO3

TRABAJO DE METALES NO FERROSOS

Metales no ferrosos

Aunque los metales no ferrosos son los más utilizados, el resto de los metales (los no ferrosos) son cada día más imprescindibles y tienen una gran importancia en la fabricación de gran cantidad de productos, por propiedades como, en ocasiones:   

El bajo peso especifico La resistencia a la oxidación condiciones ambientales normales La fácil manipulación y mecanizado

Las aleaciones de productos no ferrosos no tienen una gran cantidad de aplicaciones:    

Monedas (fabricadas con aleaciones de cobre, níquel y aluminio) Filamentos de bombillas (de wolframio) Material de soldadura de componentes electrónicos (estaño-plomo) Recubrimientos (cromo, níquel, cinc)

Clasificación Se pueden clasificar en tres grupos: a. Metales no ferrosos pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor a 5gr/cm3. Se encuentran en este grupo el cobre, el estaño, el plomo, el cinc, el níquel, el cromo y el cobalto. b. Metales no ferrosos ligeros: tienen una densidad comprendida entre 2 y 5 gr/cm3. Los más utilizados son el aluminio y el titanio. c. Metales no ferrosos ultraligeros: su densidad es menor a 5gr/cm3. Se encuentra en este grupo el berilio y el magnesio, aunque el primero de ellos raramente se encuentra en estado puro, sino como elemento de aleación. Todos estos metales no ferrosos, en estado puro, son blandos y poseen una resistencia mecánica bastante reducida. Para mejorar sus propiedades, los metales puros suelen alearse con otros… COBRE Las propiedades de este metal son:       

Es uno de los metales no ferrosos de mayor utilización. Tiene color rojo-pardo. Su conductividad eléctrica es elevada. Su conductividad térmica también es elevada. Es un metal bastante pesado, su densidad es 9.5gr/cm3. Resiste muy bien la corrosión y la oxidación. Es muy dúctil y maleable.

Obtención del cobre Los minerales más utilizados para obtener cobre son sulfuros de cobre, especialmente la calcopirita. También existen minerales de óxido de cobre, destacando la malaquita y la cuprita. Los minerales de cobre suelen ir acompañados también de hierro. Existen dos métodos de obtención del cobre La vía húmeda La vía seca

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a. Vía húmeda. Se emplea solamente cuando el contenido de cobre en el mineral es muy reducido (menos de un 10%). Consiste en triturar todo el mineral y añadirle ácido sulfúrico y aplicar a la mezcla el proceso de electrolisis (es decir, aplicar una corriente continua introduciendo dos electrodos en la mezcla). b. Vía seca. Se emplea solamente cuando el contenido de cobre supera el 10%. Consta de las siguientes fases Aleaciones del cobre -

Bronces: son aleaciones de cobre y estaño; y en ocasiones, de otros elementos. Es mucho más duro resistente que el cobre. Latones: son aleaciones de cobre y cinc. Cuproaluminio: son aleaciones de cobre ya aluminio. Son muy resistentes a la oxidación y la corrosión.

Aplicaciones del cobre Su principal aplicación es como conductor eléctrico. Pues su ductilidad le permite transfórmalo en cables de cualquier diámetro. Por su alta resistencia a la oxidación se emplea en instalaciones de fontanería, tuberías y calderas.

ALUMINIO Las propiedades de este metal son: -

En un metal muy ligero (2.75gr/cm3) y muy resistente a la oxidación. Es un buen conductor eléctrico y del calor. Es muy dúctil y maleable.

Aleaciones del aluminio El aluminio suele alearse con otros metales para mejorar sus propiedades mecánicas.

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Con cobre: es el duraluminio. Es el aluminio de alta dureza y buena maquinabilidad, además de ser ligero Con cinc: es un aluminio duro y resistente a la corrosión.

Aplicaciones -

Por ser ligero se emplea en la industria aeronáutica y automovilística. Por ser buen conductor eléctrico, se utiliza en conducciones aéreas de alta tensión. Por su resistencia a la corrosión: se emplea para fabricar depósitos para bebidas, baterías de cocina.

ESTAÑO Es un metal de color blanco grisáceo parecido al de la plata, es suave, dúctil, y maleable pero muy poco resistente a la atracción, o sea casi carece de tenacidad, el metal al ser doblado produce un crujido debido a la dislocación de sus cristales. Se usa para la soldadura blanda, aleado con plomo. Además se utiliza para recubrir las latas de acero ya que no es tóxico ni corrosivo. Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentífricos (SnF2) y pigmentos.

MAGNESIO Es un metal de color blanco plateado brillante, es laminable entre 350ºC y 400ºC, es soluble con los ácidos diluidos exceptuando al ácido fluorhídrico, se alea con mayoría de los metales exceptuando el hierro y el cromo, los metales con los metales con los que más se une como elemento aleado son el aluminio, cobre, Cadmio, zinc y manganeso. Como metal puro no se encuentra en la naturaleza. Una vez producido a partir de las sales de magnesio, este metal alcalino-térreo es utilizado como un elemento de aleación.

NÍQUEL El níquel es un metal blanco ligeramente pálido y brillante, es duro y muy tenaz cuando contiene una pequeña cantidad del Carbono, se vuelve maleable dejándose laminar, pequeños porcentajes de magnesio, en muy resistente a la corrosión atmosférica, y

aliado a hierro le imparte gran resistencia a la oxidación. Estas aleaciones se usan para fabricar monedas, joyas, y artículos tales como válvulas e intercambiadores de calor. La mayor parte del níquel se usa para fabricar acero inoxidable. Además puede combinarse con otros elementos, como por ejemplo Cloro, Azufre y Oxígeno para formar compuestos de níquel. Muchos compuestos de níquel se disuelven fácilmente en agua y son de color verde. Los compuestos de níquel se usan en niquelado, para colorear cerámicas, para fabricar baterías y como catalizadores, que son sustancias que aceleran las reacciones químicas.

PLOMO El plomo es un metal de color gris azulado muy brillante, dentro del metales comunes es el más pesado, su elevada plasticidad le permite ser trabajado fácilmente en frío, este metal jamás debe de estar en contacto con las bebidas y alimentos. Es un metal gris azulado, blando y pesado, se corta fácilmente con un cuchillo. Se lamina y estira por extrusión, pero pequeñas cantidades de Arsénico, Antimonio, cobre y metales alcalinos térreos aumentan su dureza. Su resistencia a la corrosión atmosférica, y al ataque de los ácidos hace que sea muy útil.

ZINC Es un metal de color blanco azulino, funde a 419ºC e hierve a 907ºC, el zinc a temperatura ambiente es frágil, y resistente a la corrosión en condiciones normales, pero cuando se une el contacto con el aire húmedo se opaca al formarse una película bicarbonatos básicos de zinc. A veces clasificado como metal de transición aunque estrictamente no lo sea, ya que tanto el metal como su especie dispositiva presentan el conjunto orbital completo. Este elemento presenta cierto parecido con el magnesio, y con el cadmio de su grupo, pero del Mercurio se aparta mucho por las singulares propiedades físicas y químicas de éste (contracción lantánida y potentes efectos relativistas sobre orbitales de enlace).

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

TAREAS MEDIO CURSO

Nombre: Zambrano Jimenez Luis Felipe Matricula: 1631947 Carrera: IMA Profesor: Dr. José Angel Cabral Miramontes Materia: Ciencia de los Materiales Hora: m4-m6

Fecha: 20/09/2016...