Materiales de la Ingeniería

Materiales de la Ingeniería

1. Aceros

   • Aleacion de hierro-carbono
     • Carbono entre 0.02% y 2.11%
     • Algunas veces Manganeso, Cromo, Níquel y Molibdeno
   • Métodos para obtener acero:
     • Horno de oxígeno básico (BOF)
       • Produce alrededor del 70% de acero de EE.UU
     • Horno de arco eléctrico
       • Produce el 30%
   • Aceros al carbón simple
     • AISI-SAE
       • Sistema numérico de cuatro digitos
         • 10xx
     • Aceros al bajo carbono: menos del 0.20% de C
       • Aplicaciones: piezas automotrices de lámina
       • Placas de acero para la fabricación
       • vías férreas
     • Aceros al medio carbono: 0.20% y 0.50% de C
       • Piezas de motores: cigueñales
       • Rodillos de transmisión
     • Aceros al alto carbono: superiores a 0.50% de C
       • Aplicaciones: Resortes
       • Hojas de corte
   • Aceros bajos de aleación
     • Propiedades mecánicas superiores a las de los simples al carbono
       • Más resistencia, dureza
       • Resistencia al desgaste, tenacidad
       • Dureza en caliente
     • Contienen elementos adicionales al hierro y carbono
       • Cromo
         • Mejora la resistencia, dureza en caliente
         • Mejora la resistencia a la corrosión
       • Manganeso
         • Mejora la resistencia y dureza del acero
         • Mejora la templabilidad
       • Molibdeno
         • Incrementa la tenacidad y dureza en caliente
         • Mejora la templabilidad
       • Níquel
         • Mejora la resistencia y tenacidad
       • Vanadio
         • Inhibe el crecimiento de granos
   • Aceros inoxidables
     • Elemento principal: Cr en 15%
     • Inoxidables austenìticos
       • 18% Cr y 8% Ni
       • No son magnéticos
       • Equipos de procesamiento quimico ylimentos
     • Inoxidables ferrìticos
       • 15-29% Cr, 0% Ni
       • Son magnéticos y menos dúctiles
       • Utensilios de cocina
     • Inoxidables martensíticos
       • 18% Cr, 0% Ni
       • Son fuertes, duros, no tan resistentes a la corrosión.
       • Instrumentos quirúrgicos
     • Inoxidables dúplex
       • Mezcla de austenita y ferrita
   • Aceros para herramientas
     • Herramientas de cortes industrailes, troqueles y moldes
     • Dureza mejorada, distorsión reducida, dureza en caliente, formación de carburos y tenacidad mejorada
     • De alta velocidad
     • Para trabajos en caliente
     • Para trabajos en frío
     • De endurecimiento por agua
     • Aceros para moldes
     • Resistentes a los golpes

2. Hierros Colados

   • aleación de hierro con 2.1 a 4% de C, 3% de Si
   • Colado gris
     • 2.5 - 4% C y d 1-3% de Si.
     • Ductilidad baja
     • Bloques y cárteres de motores
     • Resistencia a la compresión
   • Hierro ductil
     • Hierro más ductil y fuerte
     • Composición como el gris con tratamiento químico antes de vaciarlo.
   • Hierro Blanco
     • Menos carbono y silicio que el gris
     • Se forma por un enfriamiento rápido del metal fundido
     • zapatas de los frenos de un ferrocarril
   • Hierro maleable
   • Hierros de aleaciones fundidas
     • Tipos tratables térmicamente
     • Tipos resistentes a la corrosión
     • Tipos resistentes al calor

3. Aleaciones

   • Metal compuesto
     • Soluciones sólidas
       • Fase unica
         • Masa homogénea de material
       • Solvente metaálico
       • Soluto metálico o no metálico
       • Solución sustitucional
       • Solución intersticial
     • Fases intermedias
       • Tiene límites de solubilidad
       • Compuestos metal- no metal
         • Fe3C
       • Compuestos meta-metal
         • Mg2Pb

4. Super-aleaciones

   • Encuadra a los materiales ferrosos y no ferrosos
   • Aleaciones de alto rendimiento
   • Lo que las distingue es:
     • Resistencia a la tensión
     • Dureza en caliente
     • Resistencia al agrietamiento
     • Resistencia a la corrosión a temperaturas altas
   • Se emplean en:
     • Sistemas de turbinas de gas
     • Motores a reacción
     • Turbinas de vapor
     • Plantas de energía nuclear
   • Aleaciones basadas en el hierro
     • Composición 50% hierro
   • Aleaciones basadas en el níquel
     • Metales principales Níquel, Cr, Co
   • Aleaciones basadas en el cobalto
     • Alrededor de 40% Co, Cr 20%

5. Metales no ferrosos

   • Incluyen elementos y aleaciones métalicas que no se basan en el hierro.
   • Aluminio
     • Conductividad elèctrica
     • Resistencia a la corrosión
     • Metal muy ductil
     • Metal ligero
     • Mineral principal: Bauxita
     • Aleación de forma forjada y fundida
   • Cobre
     • Color rojizo o rosa
     • Resistividad eléctrica baja
     • Conductor térmico excelente
     • Bronce es una aleación del cobre y estaño
     • El latón es aleación de cobre y zinc
   • Magnesio
     • Aleación de forma forjada y fundida
     • Fácil de maquinar
     • Se oxida con rapidez
     • Código de 3 a 5 digítos
       • las primeras letras identifican a los elementos
       • seguido de un numero de dos digitos, que indican las cantidades
       • El ultimo símbolo indica la variación de la composición
   • Níquel
     • Es magnético
     • Muy resistente a la corrosión
   • Titanio
     • Minerales principales: rutilo y ilmenita
   • Zinc
     • punto de fusión bajo
     • Mineral principal: esfalerita

6. Aleaciones ferrosas

   • Se basan en aleaciones de hierro y carbono
   • Se producen típicamente de dos formas
     • Refinando el mineral de hierro
     • Reciclando chatarra de acero
   • Accros inoxidables
   • Hierros fundidos