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• Javier Suarez

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL EN PROCESOS DE AUTOMATIZACIÓN PERÍODO ACADÉMICO: OCTUBRE /2016 – MARZO/2017

TRABAJO FINAL I.

PORTADA UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial “Proyecto Académico de Fin de Semestre”

Título: Carrera: Área Académica: Línea de Investigación: Ciclo Académico y Paralelo: Alumnos participantes: Módulo y Docente:

II. 1. 2.

Clasificación de los aceros y hierros fundidos. Industrial en procesos de Automatización. Mecánica. Industrial y manufactura. Octubre 2016 – Marzo 2017, Tercero “A” Lascano Christian. Suarez Oliver Tecnología de los materiales. Ing. Tigre Franklin

INFORME DEL PROYECTO PP YY

2.1 Título Clasificación del acero: Aceros comerciales, Aceros al carbono, Aceros inoxidables, Aceros para herramientas, Hierros Fundidos.

2.2 Objetivos 

 

Indagar acerca de la clasificación de los aceros siendo estos aceros comerciales, aceros al carbono, aceros inoxidables, aceros para herramientas. Identificar características de los distintos tipos de aceros y hierros fundidos investigados previamente. Indicar las aplicaciones de cada uno de ellos y sus adelantos tecnológicos.

2.3 Resumen El presente trabajo trata sobre la clasificación del acero, desde que es, hasta sus características ya que este material es usado en la construcción y no se encuentran en la naturaleza en estado puro y por lo que para su empleo hay que someterlos a una serie de operaciones metalúrgicas cuyo fin es separar el metal de las impurezas u otros minerales que lo acompañen. El acero, como material indispensable de refuerzo en las construcciones, es una aleación de hierro y carbono. Una de sus características es admitir el temple, con lo que aumenta su dureza y su flexibilidad. El hierro en estado puro no posee la resistencia y dureza necesarias para las aplicaciones de uso común. Sin embargo, cuando se combina con pequeñas cantidades de carbono se obtiene un metal denominado acero, cuyas propiedades varían en función de su contenido en carbono y de otros elementos en aleación. Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución,

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la mayoría de los aceros son una mezcla de tres sustancias: Ferrita, Perlita y Cementita. El acero se fabrica partiendo de la fundición o hierro colado, éste es muy impuro, pues contiene excesiva cantidad de carbono, silicio, fósforo y azufre, elementos que perjudican considerablemente la resistencia del acero y reducen el campo de sus aplicaciones. También podemos observar las aleaciones, sus propiedades mecánicas, ventajas, desventajas, principales características, clasificación de los aceros como aceros comerciales, aceros al carbono, aceros inoxidables, aceros para herramientas, Hierros Fundidos, etc. El 90% de los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen una cantidad diversa de carbono, menos de un 1,65% de manganeso, un 0,6% de silicio y un 0,6% de cobre. Con este tipo de acero se fabrican maquinas, carrocerías de automóvil, estructuras de construcción, pasadores, etc. 2.4 Palabras clave:  Aceros  Carbono  Inoxidables  Herramientas

2.5 Introducción Durante la historia el hombre ha tratado de mejorar sus materias primas para sus construcciones, añadiendo materiales orgánicos como inorgánicos, para obtener así los resultados ideales para sus diversas obras. Dado el caso de que los materiales más usados en la construcción no se encuentran en la naturaleza en estado puro, por lo que para su empleo hay que someterlos a una serie de operaciones metalúrgicas cuyo fin es separar el metal de las impurezas u otros minerales que lo acompañen. Pero esto no basta para alcanzar las condiciones óptimas, entonces para que los metales tengan buenos resultados, se someten a ciertos tratamientos con el fin de hacer una aleación que reúna una serie de propiedades que los hagan aptos para adoptar sus formas futuras y ser capaces de soportar los esfuerzos a los que van a estar sometidos [1]. El acero, como material indispensable de refuerzo en las construcciones, es una aleación de hierro y carbono, en proporciones variables, y pueden llegar hasta el 2% de carbono, con el fin de mejorar algunas de sus propiedades, puede contener también otros elementos. En las décadas recientes, los ingenieros han estado pidiendo continuamente aceros cada vez más sofisticados, con propiedades de resistencia a la corrosión, aceros más soldables y otros requisitos. La investigación llevada a cabo por la industria del acero durante este periodo ha conducido a la obtención de varios grupos de nuevos aceros que satisfacen muchos de los requisitos y existe ahora una amplia variedad cubierta gracias a las normas y especificaciones actuales [1].

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2.6 Materiales y Metodología

Aceros Los aceros son las aleaciones más utilizadas en la industria: construcción de maquinaria, herramientas, edificios y obras públicas, habiendo contribuido al alto nivel de desarrollo tecnológico de las sociedades industrializadas. Debido a la multitud de tipos de acero con composiciones muy diversas, estos reciben denominaciones específicas en virtud, ya sea de los elementos que predominan en su composición, de su susceptibilidad a ciertos tratamientos, de alguna característica potenciada e incluso en función de su uso [2]. Es una aleación o combinación de hierro y carbono, es básicamente hierro altamente refinado, su fabricación comienza con la reducción del hierro, el hierro puro es uno de los elementos del acero. Hemos clasificado al acero de la siguiente manera:       

aceros al carbono aceros aleados aceros de baja aleación y alta resistencia aceros resistentes al calor y a la presión aceros inoxidables aceros para herramientas aceros rápidos

Aceros comerciales

Aceros al carbono En la composición química de los aceros al carbono, además de hierro y carbono que generalmente no supera el 1%, hay otros elementos necesarios para su producción, como silicio y manganeso, y otros que se consideran impurezas por la dificultad de excluirlos totalmente –azufre, fósforo, oxígeno, hidrógeno-. Estas impurezas existen en porcentajes máximos admisibles. Los aceros con mucho azufre y fósforo son más frágiles y sometidos a choque pueden colapsar. Cuando el porcentaje de azufre es alto puede causar poros en la soldadura. Aunque el Azufre (S) y el Fósforo (P) se consideran elementos perjudiciales que reducen la ductibilidad y tenacidad del acero, haciéndolo quebradizo, su presencia es positiva para mejorar la maquinabilidad en los procesos de mecanizado. De acuerdo a los porcentajes de carbono se pueden clasificar:  de 0,05% a 0,15% se llama acero muy dulce  de 0,25% a 0,40% acero dulce o de bajo carbono  de 0,55% a 0,65% acero de alto carbono  de 0,65% a 0,75% acero para resortes  de 0,80 a 0,90% acero perlítico  de 1,1% a 1,3% acero muy duro

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El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia mecánica y dureza, incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad. Por tanto, los de bajo C son relativamente blandos y poco resistentes, pero con extraordinaria ductilidad y tenacidad. Son de fácil mecanizado, soldables y baratos. Entre los aceros con estas características encontramos, por ejemplo, al SAE 1010, con numerosas aplicaciones en la industria: elementos de maquinaria de gran tenacidad, piezas embutidas, estampadas en frio o plegadas, herrajes, clavos, bulones, remaches, etc. También se usan en piezas de mediana y baja responsabilidad. Los aceros medios en carbono - entre 0,25% y 0,60% - son más resistentes, pero menos dúctiles y maleables. Pueden ser tratados térmicamente mediante temple y revenido para mejorar las propiedades mecánicas. El SAE 1045, por ejemplo, en estado templado tiene buena dureza y tenacidad, siendo muy utilizado en piezas que requieran de estas características: manivelas, chavetas, ejes, cigüeñales, bielas, pistones, engranajes, cilindros, espárragos, etc. Los aceros altos en carbono son más duros, resistentes y menos dúctiles que el resto de los aceros al carbono. Casi siempre se utilizan con tratamientos de templado y revenido que lo hacen muy resistentes al desgaste y capaces de adquirir la forma de herramienta de corte. Generalmente contienen Cr, V, W y Mo, los cuales dan carburos muy duros. Se utilizan como herramientas de corte, matrices para fabricar herramientas de herrería y carpintería, cuchillos, navajas, hojas de sierra, brocas para cemento, corta tubos, troqueles, herramientas de torno, muelles e hilos e alta resistencia. Un disco de arado, por ejemplo, debido a su requerimiento de alta dureza se fabrica con este tipo de acero [3]. El SAE 1095 es el acero al carbono de mayor resistencia, usado para la fabricación de resortes de todos los tipos, entre otros usos. Según determinada bibliografía, dentro de esta categoría se ubican también a los aceros re sulfurados. Son aceros al C a los cuales se le incrementa el porcentaje de azufre (en comparación a los de la serie 1000). Esta adición de azufre ocasiona algún sacrificio en las propiedades de soldabilidad, forja y conformación en frío a cambio de excelentes condiciones de maquinabilidad. Así, un SAE 1120 tiene una maquinabilidad del 100% y un SAE 1020 del 60%, si bien los porcentajes de carbono y de otros elementos prácticamente no difieren. Numeración de los aceros 10XX donde XX es el contenido de C SAE 1010 (0,07—0,13 %C) SAE 1040 (O,3~—0,43 %C)

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Los demás elementos presentes no están en porcentajes de aleación:    

Fosforo (P) máx = 0,04% Azufre (S) máx = 0,05% Mn = 0,30%—0,60% para aceros de bajo carbono (0,60%C) y aceros al C para cementación.

Aceros de muy bajo % de carbono (desde SAE 1005 a 1015) Se seleccionan en piezas cuyo requisito primario es el 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 se necesita forjarlos o llevan tratamientos térmicos. Son adecuados para soldadura y para brazing (Soldadura fuerte). Su maquinabilidad se mejora mediante el estirado en frío. Son susceptibles al crecimiento del grano, y a fragilidad y rugosidad superficial si después del formado 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, disminuyendo su deformabilidad. Son los comúnmente llamados aceros de cementación. Los calmados se utilizan para forjas. Su respuesta al temple depende del % de C y Mn; los de mayor contenido tienen mayor respuesta de núcleo. Los de más alto % de Mn, se endurecen más convenientemente 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. El contenido de C y Mn, depende de una serie de factores. Por ejemplo, cuando se desea incrementar las propiedades mecánicas, la sección o la templabilidad, normalmente se incrementa el % de C, de Mn o de ambos. 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.

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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. Pueden soldarse pero deben tenerse precauciones especiales para evitar fisuras debido al rápido calentamiento y enfriamiento [3].

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 altas durezas que no pueden lograrse con aceros de menor contenido de C. En general no se utilizan trabajados en frío, salvo plaqueados o el enrollado de resortes. Prácticamente todas las piezas son tratadas térmicamente antes de usar, debiéndose tener especial cuidado en estos procesos para evitar distorsiones y fisuras. Aceros de media aleación Aceros al Mn 15XX El porcentaje de Mn varía entre 1,20 y 1,65, según el %C. Ejemplo:  

SAE 1524 1,20—1,50 %Mn para construcción de engranajes SAE 1542 1,35—1,65 %Mn para temple

Aceros inoxidables Son principalmente una aleación de Hierro-Carbono-Cromo, identificada con la serie 400 de la norma SAE. También pueden contener Níquel, y estos pertenecen a la serie 300. El Níquel mejora propiedades mecánicas (a temperatura elevada), plasticidad, tenacidad y se logra facilidad de soldadura. Además, el agregado de Níquel hace que se obtenga el acero austenítico a temperatura ambiente.

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Los inoxidables pueden diferenciarse según son: Ferríticos Tiene solamente Cr y bajo porcentaje de C, el más usado es el 430 porque es muy dúctil y tiene buena característica de forma (partes arquitectónicas). Numeración AISI 514XX 515XX Poseen bajo % de C y alto Cr (10-27 %)de manera de reducir el campo γ y mantener la estructura ferrítica aún a altas temperaturas.

Martensíticos Este tipo contiene mayor porcentaje de C (mayor dureza) y también son magnéticos, la diferencia es que son templables. Ejemplos:   

410 (Cuchillería) 420 (discos de freno, material quirúrgico) 431 (válvulas).

Numeración AISI 514XX Contienen 11 a 18 % Cr; son templables; para durezas más elevadas se aumenta el % Cr (formación de carburos de Cr). Se usan para cuchillería; tienen excelente resistencia a la corrosión. Austeníticos Tienen más de 7% de Ni, y no son magnéticos. Los más usados, son el 304 (muy utilizado en la industria alimenticia) llamado tradicionalmente 188 porque tiene 18 de Cr y 8 de Ni, y el 316 (se usa en productos que tienen ácidos) por su alta resistencia a la corrosión, este tiene además un pequeño porcentaje de molibdeno. De esta clase existe una serie 200 que tiene propiedades semejantes. También existen los aceros dúplex, son no templables y presenta estructura de ferrita y austenita.

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Numeración AISI 302XX

303XX

17-19 % Cr

8-13 % Cr

4-8 % Ni

8-14 % Ni

donde XX no es el porcentaje de C

6-8 % Mn

No son duros ni templables, poseen una alta capacidad de deformarse plásticamente. El más ampliamente utilizado es el 304. A esta categoría pertenecen los aceros refractarios (elevada resistencia a altas tempera-turas). Ejemplo: 30330 (35% Ni, 15% Cr)

Aceros para herramientas Como se prevé estos aceros se usan para fabricar cepillos, sierras, fresas, machos, cuchillas. Son básicamente Fe-C-W, y ofrecen características de tenacidad, resistencia al desgaste y dureza. W: Templables al agua: no contienen elementos aleantes y son de alto % de carbono (0,75 a 1.00%). Son los más económicos y se utilizan Principalmente en mechas. En general tienen limitación en cuanto al diámetro, debido a su especificación de templabilidad.

Para trabajo en frio: 0: Sólo son aptos para trabajo en frío pues al aumentar la temperatura disminuye la dureza. A: Templados al aire. No soportan temple en aceite pues se figurarían; se usan para formas intrincadas (matrices) pues el alto contenido de cromo otorga temple homogéneo. D: Alta aleación. Contienen alto % de carbono para formar carburos de Cr (1,101,80 %C). Gran resistencia al desgaste. Para trabajo en caliente: H Aceros rápidos:  

T en base a tungsteno M en base a molibdeno

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Los tres mantienen su dureza al rojo (importante en cuchillas); tienen carburos estables a alta temperatura; el Cr aumenta la templabilidad ya que se encuentra disuelto; el tungsteno y el molibdeno son los formadores de carburos. El más divulgado es el conocido como T18-4—1, que indica contenidos de W, Cr y Mo respectivamente. S: Aceros para herramientas que trabajan al choque. Fácilmente templables en aceite. No se pueden usar en grandes secciones o formas intrincadas. Según normas SAE se clasifican: W1-W7: Con alto porcentaje de C (1%). Son para trabajo en frío, templados al agua. S1-S7: Para herramientas resistentes al choque. 0,5% C, con Mo y Cr O1-O7: Para trabajo en frío, templado al aceite. Contienen alto porcentaje de C (1,2%) y también Cr y Mo. M1-M36: Para alta velocidad, aleados con Mo. A1-A10: Tienen mucho C (1,7%). Son templados al aire, y para hacer trabajos en frío. Se los llama indeformables, se usa por ejemplo en una guillotina. H10-H19: Para trabajo en caliente, son aleaciones con Cr-Mo o Cr-W que forman carburos de W y Mo, y le da mucha dureza. P1-P6: Son de bajo porcentaje de C (0,1%), como el 1010 pero tienen Cr que le da resistencia a la corrosión [2].

Hierros fundidos Los Hierros Fundidos son materiales Ferrosos (Fe) cuyo porcentaje de Carbono es superior al 2.2% y sus propiedades mecánicas y tecnológicas son poco aceptables en la Industria. Son básicamente aleaciones de hierro- carbono. En relación con el diagrama hierro carbono los HF contienen más cantidad de carbono que la necesaria para saturar austenita a T° eutectica. Contienen entre 2,1 y 6.67% de carbono [4]. Los hierros fundidos difieren de los aceros en: 1. Mayor contenido de carbono. 2. En su estructura pueden aparecer ledeburita, grafito, perlita, ferrita. 3. Menor punto de fusión lo que provoca mayor fluidez. 4. Poca capacidad de deformación plástica. 5. Mayor contenido de silicio, manganeso, fósforo, azufre. Como el alto contenido de C tiende a hacer muy frágil al hierro fundido. La mayoría de los tipos manufacturados están en el intervalo de 2.5 a 5 % de carbono, además, contienen silicio del 2 al 4%, manganeso hasta 1%, bajo azufre y bajo fósforo [1].

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Aunque los hierros fundidos son frágiles y tienen menores propiedades de resistencia que la mayoría de los aceros, son baratos y pueden fundirse más fácilmente mostrando también las ventajas siguientes [5]:     

Son mucho menos maquinables que los aceros debido a su extrema dureza y fragilidad. Se pueden fabricar piezas de diferente tamaño y complejidad. Se pueden fabricar con relativa facilidad piezas de grandes dimensiones y también piezas pequeñas y complicadas, en las que se puede lograr gran precisión de formas y medidas. Absorben las vibraciones mecánicas y actúan como autolubricantes. Son resistentes al choque térmico, a la corrosión y de buena resistencia al desgaste.

Su resistencia a la compresión es muy elevada (50 a 100 kg/mm²), y su resistencia a la tracción puede variar en general de 12 a 90 kg/mm². Tienen buena resistencia al desgaste y absorben muy bien las vibraciones a las que se encuentren sometidos [5].

Fig. 1 Tensión de fluencia y Capacidades de amortiguación.

Clasificación del hierro fundido    

El contenido de carbono El contenido de elementos aleantes e impurezas La rapidez de enfriamiento, durante y después de la solidificación y El tratamiento térmico posterior

Estas variables controlan la fundición, o sea la condición del carbono y también su forma física. El carbono puede estar combinado en forma de carburo de hierro (Fe3C) o existir como carbono libre en forma de grafito.

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Grafito: Es el Carbono en estado libre (puro).

Fig. 2 Propiedades del grafito.

Carburo de Hierro: Es el Carbono combinado con el Hierro.

Fig. 3 Propiedades de la Cementita.

Clasificación de los hierros fundidos a) Hierro fundido blanco. El carbono se encuentra en gran porcentaje, formando una red de Fe3C. Son aquellas en las que todo el carbono se encuentra combinado bajo la forma de cementita. Todas ellas son aleaciones hipoeutécticas y las transformaciones que tienen lugar durante su enfriamiento son análogas a las de la aleación de 2,5 % de carbono. La figura muestra la microestructura típica de las fundiciones blancas, la cual está formada por dendritas de austenita transformada (perlita), en una matriz blanca de cementita.

Fig. 4 Fundición blanca.

Estas fundiciones se caracterizan por su dureza y resistencia al desgaste, siendo sumamente quebradiza y difícil de mecanizar. Esta fragilidad y falta de maquinabilidad limita la utilización industrial de las fundiciones "totalmente blancas", quedando reducido su empleo a aquellos casos en que no se quiera ductilidad.

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b) Hierro fundido gris. El carbono se encuentra libre en la matriz, en forma de hojuelas de grafito La mayoría de las fundiciones grises son aleaciones hipoeutécticas que contienen entre 2,5 y 4% de carbono. El proceso de grafitización se realiza con mayor facilidad si el contenido de carbono, las temperaturas son elevadas y si la cantidad de elementos grafitizantes presentes, especialmente el silicio, es la adecuada. El grafito adopta la forma de numerosas laminillas curvadas, que son las que proporcionan a la fundición gris su característica fractura grisácea o negruzca. El hierro gris se utiliza bastante en aplicaciones como bases o pedestales para máquinas, herramientas, bastidores para maquinaria pesada, y bloques de cilindros para motores de vehículos, discos de frenos, herramientas agrícolas entre otras.

Tabla 1. Clasificación de las fundiciones grises según la norma ASTM A48-41.

Fig. 5 Fundición gris.

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c) Hierro dúctil o nodular. El carbono se encuentra libre en forma de nódulos o esferas Al encontrarse el carbono en forma esferoidal, la continuidad de la matriz se interrumpe mucho menos que cuando se encuentra en forma laminar; esto da lugar a una resistencia a la tracción y tenacidad mayor que en la fundición gris ordinaria. La fundición nodular se diferencia de la fundición maleable en que normalmente se obtiene directamente en bruto de fusión sin necesidad de tratamiento térmico posterior. Además los nódulos presentan una forma más esférica que los aglomerados de grafito, más o menos irregulares, que aparecen en la fundición maleable. El contenido total en carbono de la fundición nodular es igual al de la fundición gris.

Fig. 6 Fundición nodular

d) Hierro maleable. El grafito se encuentra en forma de terrones o nódulos informes (carbono recocido) La tendencia que presenta la cementita a dejar en libertad carbono, constituye la base de la fabricación de la fundición maleable. La reacción de descomposición se ve favorecida por las altas temperaturas, por la presencia de impurezas sólidas no metálicas, por contenidos de carbono más elevados y por la existencia de elementos que ayudan a la descomposición del Fe3C. La maleabilización tiene por objeto transformar todo el carbono que en forma combinada contiene la fundición blanca, en nódulos irregulares de carbono de revenido (grafito) y en ferrita. Industrialmente este proceso se realiza en dos etapas conocidas como primera y segunda fase de recocido.

Fig. 7 Fundición maleable.

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e) Hierros enfriados rápidamente. En los cuales una capa superficial de hierro fundido blanco esta combinada con una inferior de hierro gris. f) Fundiciones aleadas: Se caracterizan por presentar elementos maleantes como el cromo, níquel, manganeso, silicio, aluminio, cobre, titanio, molibdeno, vanadio los cuales influyen en la microestructura y propiedades de las mismas [6] [7]. Sus propiedades fundamentales son:    

Resistencia a la formación de cascarilla. Resistencia a la abrasión. Resistencia a algunos ácidos. Termorresistencia.

Procesos de fundición Los procesos de fundición se pueden clasificar según el tipo de molde que utilicen: moldes permanentes o moldes desechables. Los procesos de molde desechable implican que para sacar la pieza fundida se debe destruir el molde que la contiene, haciendo de este un proceso con velocidades de producción bajas. Gran parte del tiempo de fabricación se destina a realizar el molde y el tiempo de fundición es relativamente bajo en comparación con el de moldeo. En los procesos de fundición en molde permanente, el molde está fabricado en un material duro como el metal o la cerámica que permite usarlo repetidas veces; el poder reutilizar el molde permite que el tiempo de producción sea más bajo que en los procesos de molde desechable [4].

Clasificación de los hierros de acuerdo a su proceso de moldeo 

Fundición en arena, utiliza a la arena como elemento fundamental para fabricar los moldes.



Fundición en coquilla, los moldes son de acero o fundición gris, de usos múltiples, hasta que se deterioran.



Fundición revestida, utilizan como modelo un material puede ser de cera, plástico, revestidos de algún material refractario. El modelo se evacua especialmente mediante calor.



Fundición en moldes cerámicos, utiliza una pasta para moldear, la que endurece después que se ha extraído el modelo.



Fundición centrífuga, utiliza la fuerza centrífuga del metal líquido para incorporarlo al interior del molde. El movimiento de rotación del molde puede ser alrededor de un eje horizontal o vertical [3].

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Numeración de los hierros fundidos La clasificación establecida por el Instituto del Hierro y el Acero de las fundiciones utilizadas en la industria es la siguiente: Serie F-800 Fundiciones:     

Grupo F-810 Fundiciones grises. Grupo F-830 Fundiciones maleables. Grupo F-840 Fundiciones maleables perlíticas. Grupo F-860 Fundiciones nodulares. Grupo F-870 Fundiciones especiales

Fig. 8 Tipos de Hierros Fundidos.

Fig. 9 Hierros Fundidos Comerciales.

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2.7 Resultados y Discusión La industria de la producción de hierro fundido es una de las principales a nivel internacional. Anualmente son producidas piezas que son ensambladas y empleadas como componentes de equipos y maquinarias. La producción de hierro fundido es el triple al resto de las producciones de metales ferrosos y no ferrosos juntos, superado solo por la producción de acero laminado según datos obtenidos. Los hierros fundidos, como los aceros, son básicamente aleaciones de hierro y carbono [3]. La ductilidad del hierro fundido es muy baja y no puede laminarse, estirarse o trabajarse en frío o en caliente. Pero, se pueden vaciar de un horno de cubilote como el mostrado en la figura, para obtener piezas de muy diferente tamaño y complejidad siendo poco soldables pero sí maquinables, siendo relativamente duras y resistentes a la corrosión y al desgaste. Como la fundición de piezas es el único proceso aplicable a estas aleaciones se conocen como hierros fundidos, fundiciones de hierro o, hierros colados [3].

Fig. 10 El horno de cubilote y sus partes a) envoltura cilíndrica b) revestimiento interno c) Chimenea d) boca de carga e) Cámara de aire f) Toberas g) piquera de escoria h) Puerta lateral de encendido i) canal de colada j) Solera k) Plancha l) columnas de apoyo.

Aunque los hierros fundidos son frágiles y tienen menores propiedades de resistencia que la mayoría de los aceros, son baratos y pueden fundirse más fácilmente mostrando también las ventajas siguientes:     

Son más fáciles de maquinar que los aceros. Se pueden fabricar piezas de diferente tamaño y complejidad. En su fabricación no se necesitan equipos ni hornos muy costosos. Absorben las vibraciones mecánicas y actúan como autolubricantes. Son resistentes al choque térmico, a la corrosión y de buena resistencia al desgaste.

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2.8 Conclusiones    

La variedad de aceros es muy extensa dependiendo del método de fabricación y la cantidad de carbono que contengan. El uso del acero en la construcción es muy importante, ya que este es usado como refuerzo estructural. La industria sobre el acero es muy extensa y a la vez es de mucha calidad, por eso es uno de los sectores que predomina en el mundo, principalmente en los países desarrollados y subdesarrollados. El acero tiene mayor importancia en la industria que el hierro fundido, pero los dos son indispensables por sus diferentes usos.

2.9 Referencias bibliográficas [1] A. Moffit, LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO, INDUSTRIAS BASADAS EN RECURSOS NATURALES. [2] I. G. CASTRO, ACEROS, DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA, 2009. [3] U. C. d. d. d. Física., Metalografía y tratamiento térmico de las fundiciones., Universidad Central de Las Villas. Santa Clara. , 1983. [4] G. CASTRO, Fundiciones., Departamento de Ingeniería Mecánica F.I.U.B.A., 2009.. [5] M. en I. Felipe Díaz del Castillo Rodríguez, HIERROS FUNDIDOS, CUAUTITLÁN IZCALLI : FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN, LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DE MATERIALES , 2007. [6] D. R. Askeland, Ciencia e ingeniería de los materiales, Ed. Internacional Thomson. México. 3° edición. [7] W. SMITH, Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales., Madrid.: Mac Graw Hill., 1992. [8] C. A. Keyser, Ciencia de materiales para Ingeniería, Ed. Limusa. México. 1992.

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL EN PROCESOS DE AUTOMATIZACIÓN PERÍODO ACADÉMICO: OCTUBRE /2016 – MARZO/2017

2.10. Fotografías y gráficos

Fig. 11 Diagrama Fe-C

Fig. 12 Productos del Acero.