Investigación N°1 Ciencia DE LOS Materiales PDF

Preview

Summary

investigación 1...

Description

UNIVERSIDAD TECNOLOGÍA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL DEPARTAMENTO DE CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES INVESTIGACIÓN #1 CIENCIA DE LOS MATERIALES I Estudiante Cédula Fecha de entrega: 21 de septiembre de 2020 Grupo: 1CL122.

Profesor: Plinio R. Hines.

INVESTIGACION EN GRUPO DE 3 ESTUDIANTES COMO MAXIMO.  Sea claro y ordenado.  Utilice tamaño de páginas de 8 ½” x 11”.  Subir en el espacio habilitado para la entrega de esta investigación.  Las tareas tardías serán penalizadas con una pérdida de 25 puntos por tareas tardías

1. ¿Cuáles son las normas y especificaciones americanas para materiales? Recalque la nomenclatura utilizada por cada norma y especificación, presente dichas nomenclaturas en un cuadro donde se especifique el material, el código según la norma, composición química y aplicación del material. Nomenclatura

ASTM

ASTM

ASTM

Nomenclatura

ASTM – American Society of Testing Materials Código según la Composición Química norma

A36

A1115

A 1 60 – 84

Existen dos versiones que definen el acero con bajo contenido de carbono, entre 0.04% (0.05%) y 0.25% y a otra entre 0.04% (0.05%) y 0.29%. C 0.74 – 0.84 Mn 0.8 – 1.1 P 0.0350 S 0.04 Si 0.1 – 0.5 C 0.55 – 0.68 Mn 0.6 – 0.9 P 0.04 máx. S 0.05 máx. Si 0.10 – 0.5

AISI – American Iron and Steel Institute Código según la Composición Química

Aplicación del material Construcción: moldeado en perfiles y láminas, usadas en edificio e instalaciones industriales; cables para puentes colgantes, atirantados y concreto reforzado. Para uso en ferroviarias.

líneas

Para uso en líneas ferroviarias incluyendo la aplicación de exportación.

Aplicación del

norma

AISI

AISI

AISI

AISI

Nomenclatura

NBR

NBR

material

3215

3: acero al Níquel – Cromo 2: contenido del 1.6% de Níquel, 1.5% de Cromo 15: contenido del 0.15% de Carbono

El acero es adecuado para la fabricación de moldes plásticos grandes y medianos, requiere cierta resistencia.

1045

C 0.43 – 0.50 Mn 0.60 – 0.90 P 0.04 máx. S 0.05 máx. Si 0.20 – 0.40

Utilizado para fabricar piezas de máquinas con requisitos de alta resistencia. Tales como engranajes, ejes, pasadores de pistón.

1020

1: para indicar que se trata de un acero corriente y ordinario 0: no aleado 20: para indicar un contenido máx. de Carbono del 0.20%

1010

Carbono 0.08 – 0.13 Manganeso 0.3 – 0.6 Silicio 0.1 máx. Azufre 0.05 máx. Fósforo 0.04 máx.

NBR – Norma Brasileira Código según la Composición Química norma C 0.15 Mn 2 P 0.2 S 0.15 303 Si 1 Ni 8 – 10 Cr 17 – 19 Mo 0.6 C 0.15 Mn 2 P 0.0450 302 S 0.03 Si 1 Ni 8 – 10 Cr 17 – 19

Utilizado para soldar.

Es utilizado también en elementos de maquinaria de gran tenacidad, estampadas en frío o plegadas, herrajes, clavos, remaches. Aplicación del material Bobinas de tratamiento térmico de solución de alambrón de acero inoxidable austenítico.

Se emplea en productos planos de acero inoxidable para aplicación estructural.

2. ¿Cuáles son las normas y especificaciones utilizadas en Europa y Asia para materiales? Recalque la nomenclatura utilizada por cada norma y especificación, presente dichas nomenclaturas en un cuadro donde se especifique el material, el código según la norma, composición química y aplicación del material.

EUROPA: NOMENCLATURA

CÓDIGO

UNE

001K

UNE

04

UNE

1.0254

EN

002K

EN

1 C 40

ASIA:

COMPOSICIÓN QUIMICA Ag, As 0.005 Bi 0.05 Cd 0.0010 Cu 0.003 Ni 0.001 Sb 0.8-0.9 Sn 0.01 Te 0.002 Zn 0.0005 C 0.58 Mn 0.25min P 0.06 S 0.15 C 0.16 Mn 1.2 P. S 0.025 Si 0.35 Ni, Cr 0.30 Mo 0.08 Cu 0.30 V 0.02 Ti 0.04 Nb 0.010 Ag, As 0.0050 máx Bi 0.05 Cd 0.0010 Cu 0.003 Ni 0.0010 Sb 0.5-0.8 Sn 0.005 máx Te 0.002 máx Zn 0.0005

APLICACIÓN DEL MATERIAL Se utilizan para vainas y manguitos de cables eléctricos.

C 0.37-0.44 Mn 0.5-0.8 S, P 0.045 máx Cr, Ni, Si 0.40 máx Mo 0.10 Cr+Mo+Ni 0.63 máx

Se utiliza para aceros para temple y revenido.

Confección de roscas de paso grueso. Tubos de acero soldados para usos a presión

Lingotes de aleaciones de plomo para vainas y manguitos protectores de cables eléctricos.

NOMENCLATURA

CÓDIGO

JIS

SUS 304

JIS

G 7701 (2000)

CNS

222.1 S,P

CNS

201

COMPOSICIÓN QUIMICA 18% de Cr y 8% de Ni

C 0.95-1.05 Mn 0.35-0.65 P 0.03 máx S 0.03 máx Si 0.10-0.40 Cr 4.50-5.50 Mo 0.90-1.40 V 0.25-0.45 Cu 9.2-10.7 Fe 1.2 máx Mg 0.2-0.35 Mn 0.5 máx Ni 0.5 máx Other total 0.35 máx Si 2 máx Ti 0.25 Zn 0.8 máx C 0.15 máx Mn 2.5-7.5 P 0.06 máx S 0.03 máx Si 1 máx Si 1 máx Cr 16-18 N 0.25 máx

APLICACIÓN DEL MATERIAL Lo utilizan en campos médicos como instrumentos quirúrgicos, instrumentos de prueba y campos de alimento. Utilizado para hacer herramientas

Se presenta en lingotes de aluminio y de aleación para fundiciones.

Presente en la creación de alambres de acero inoxidable.

3. ¿Investigue que aporte brindan los diferentes elementos incorporado a un material? Ejemplo: El acero AISI SAE 10XX es un tipo de acero al carbono que una su composición química %Fe, %C, %Si y %Mn; en cambio el acero AISI SAE 41XX posee una composición química %Fe, %C, %Si, %Cr, %Mo y %Mn. Acero AISI SAE 10XX Aceros al carbono: La denominación que emplea la normativa SAE para los aceros al carbono es según el siguiente esquema: SAE 10XX, donde XX indica el contenido de Carbono (C). Ejemplos: SAE 1010 (con un contenido en carbono entre 0,08 - 0,13 %C) SAE 1040 (0,3 - 0,43 %C) Los demás elementos que puedan estar presentes no están en porcentajes de aleación al ser pequeño su valor. Así, los porcentajes máximos para los elementos que a continuación se indican son: Contenido P máx = 0,04% Contenido S máx = 0,05% Contenido Mn = 0,30 - 0,60% para aceros de bajo carbono (0,60%C) y aceros al C para cementación.

Por otro lado, dentro de los aceros al carbono, según su contenido, se pueden diferenciar los siguientes grupos: • Aceros de muy bajo % de carbono (desde SAE 1005 a 1015) Estos aceros son usados para piezas que van a estar sometidas a un conformado en frío. Los aceros no calmados se utilizan para embutidos profundos por sus buenas cualidades de deformación y terminación superficial. Los calmados son más utilizados cuando van a ser sometido a procesos de forjados o de tratamientos térmicos. Son adecuados para soldadura y para brazing. Su maquinabilidad se mejora mediante el estirado en frío. Son susceptibles al crecimiento del grano, y a fragilidad y rugosidad superficial si después del conformado en frío se los calienta por encima de 600ºC. • Aceros de bajo % de carbono (desde SAE 1016 a 1030) Este grupo tiene mayor resistencia y dureza, pero menor capacidad de deformación. Son los comúnmente llamados aceros de cementación. Los calmados se utilizan para forjas. El comportamiento al temple de estos tipos de aceros depende del % de C y Mn. Así los que presentan mayores porcentajes de C tienen mayor templabilidad en el núcleo, y los de más alto % de Mn, se endurecen más principalmente en el núcleo y en la capa. Son aptos para soldadura y brazing. La maquinabilidad de estos aceros mejora con el forjado o normalizado, y disminuye con el recocido. • Aceros de medio % de carbono (desde SAE 1035 a 1053) Estos aceros son seleccionados en usos donde se necesitan propiedades mecánicas más elevadas y frecuentemente llevan tratamiento térmico de endurecimiento. Se utilizan en amplia variedad de piezas sometidas a cargas dinámicas, como ejes y árboles de transmisión. Los contenidos de C y Mn son variables y dependen de una serie de factores, como las propiedades mecánicas o la templabilidad que se requiera. Los de menor % de carbono se utilizan para piezas deformadas en frío, aunque los estampados se encuentran limitados a plaqueados o doblados suaves, y generalmente llevan un recocido o normalizado previo. Todos estos aceros se pueden aplicar para fabricar piezas forjadas y su selección depende del tamaño y propiedades mecánicas después del tratamiento térmico. Los de mayor % de C, deben ser normalizados después de forjados para mejorar su maquinabilidad. Son también ampliamente usados para piezas maquinadas, partiendo de barras laminadas. Dependiendo del nivel de propiedades necesarias, pueden ser o no tratadas térmicamente. Estos tipos de aceros pueden soldarse pero deben tenerse precauciones especiales para evitar fisuras debido al rápido calentamiento y posterior enfriamiento. • Aceros de alto % de carbono (desde SAE 1055 a 1095) Se usan en aplicaciones en las que es necesario incrementar la resistencia al desgaste y conseguir altos niveles de dureza en el material que no pueden lograrse con aceros de menor contenido de C. En general no se utilizan conformados en frío, salvo plaqueados o el enrollado de resortes. Prácticamente todas las piezas con acero de este tipo son tratadas térmicamente antes de usar, debiéndose tener especial cuidado en estos procesos para evitar distorsiones y fisuras. Acero AISI SAE 41XX: El acero 41XX (aceros al cromo-molibdeno), es una familia de aceros microaleados (o en inglés, highstrength low-alloy (HSLA) steel) de alta resistencia y de baja aleación, según lo especificado por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE Internacional). Sus elementos aleación incluyen el cromo y molibdeno, (Cr [0.40-1.20 %], Mo [0.08-0.25 %])[1] y como resultado de estos materiales se refiere a menudo como acero CRMO o Chromoly (CrMo o CroMo).

Tienen una fuerza excelente al cociente de peso, son fáciles de soldar y son considerablemente más fuerte y más duro que el estándar 1020 de acero. No es tan ligero como una aleación de aluminio, pero tiene la ventaja de una alta resistencia a la tracción y alta ductilidad. 4130 Es un acero con buena penetración de temple y con buenas características de estabilidad hasta temperaturas de más o menos 400 °C. Tiene una elevada resistencia al deslizamiento en caliente y no presenta fragilidad de revenido. Por lo general se hace a una velocidad de avance de 0,3 m/min. Se utiliza para producir aviones ultraligeros, cuadros de bicicletas y barras de seguridad para autos de carrera. 4140 Es un acero de buena penetración de temple y con buenas características de estabilidad en caliente hasta 400 °C. Sin fragilidad de revenido, muy versátil y apto para esfuerzos de fatiga y torsión. Piezas templadas a inducción pueden dar una dureza de 57-59 Rockwell C. Tiene amplia aplicación en construcción de vehículos por ejemplo para cigüeñales, ejes de cardán, bielas, pernos, ejes de contramarcha, ejes de bombas y engranajes. Muy utilizado en piezas forjadas como herramientas, llaves de mano, destornilladores, etc. Se usa también para espárragos y tornillos de la construcción de plantas que trabajen a temperatura entre 150 °C y 300 °C, como calderas, turbinas de vapor, plantas químicas, etc. 4150 Sirve para los mismos usos del 4140 cuando se requieren durezas superiores. Piezas templadas a inducción de 4150 pueden dar una dureza superficial de 60-62 HRC.

Tabla resumen de distintos tipos de acero y su cotenido aproximado de elementos principales de aleación, según AISI:...