• Categories
• Acero inoxidable
• Polímeros
• Tratamiento térmico
• Aluminio
• Hierro

Citation preview

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE

“CHIMBORAZO”

Facultad de Mecánica. Escuela: Ing. Automotriz. Séptimo “A”.

Procesos de manufactura. Metales y alecciones ferrosas / no ferrosas, Polímeros y Cerámicos. Realizado por:           

Albán Gustavo. Cruz Diego. Chimbo Darwin. Loza Alejandro. Manotoa William. Mera Eduardo. Pila German. Ríos Jairo. Sánchez Lenin. Tello Luis. Villegas Ronald.

Integrantes: Albán Gustavo. Cruz Diego. Chimbo Darwin. Loza Alejandro. Manotoa William. Mera Eduardo. Pila German. Ríos Jairo. Sánchez Lenin. Tello Luis. Villegas Ronald.

INTRODUCION Son varios puntos a abordar en la investigación. Es muy importante saber cuáles son los metales y aleaciones más utilizados en la industria, asimismo veremos su utilización y como estos son clasificados, además de su aplicación

RESUMEN Los metales y las aleaciones básicamente constituyen el desarrollo de la industria así como de la vida cotidiana, porque una conlleva a la otra. La industria se actualiza para mejorar la calidad o la comodidad del ser humano. Este tema es muy extenso si se explicara y definiera con detalles. Por lo que se mostro lo más importante. Dentro de lo cual observamos que para seguir avanzando profesionalmente e industrialmente se tiene que utilizar metales y aleaciones como las mencionadas en el desarrollo del texto. De la misma forma se pueden modificar para lograr un mejor resultado. También aunque nos han ayudado también nos ha afectado, por ejemplo, en la manufactura de automóviles, ahora estos son de aleación más delgada y son más livianos eso es bueno por lo mecánico y lo lujoso, también están diseñados con sistemas de seguridad pero debido al tipo de material que se utiliza es de destrucción fácil.

METALES Y ALEACIONES FERROSAS: PRODUCCIÓN, PROPIEDADES GENERALES Y APLICACIONES. Las aleaciones ferrosas se encuentran entre los más útiles de todos los metales. Contienen hierro como metal base y sus categorías generales son aceros al carbono y aleados, aceros inoxidables, aceros para matrices y herramientas, hierro y acero fundido. Estas producen: * Lámina de acero para automóviles, artículos domésticos y contenidos. * Placas para calderas, embarcaciones y puentes

* Miembros estructurales como vigas I, varillas, ejes, cigüeñales y rieles para ferrocarril. * Sujetadores como pernos, remaches y tuercas. Los aceros al carbono son los menos costosos de todos los aceros estructurales. Las herramientas ferrosas primitivas aparecieron por primera vez entre los años 4000 y 3000 a.C. El uso de hierro y acero ha sido uno de los desarrollos más importantes.

PRODUCCIÓN DE HIERRO Y ACERO: Materias Primas: Los tres materiales básicos en la fabricación de hierro y acero son:    

Los minerales de hierro La piedra caliza El coque Los minerales de hierro:

Los principales minerales de hierro son:  La Taconita: una roca negra similar al sílex  La hematita: un mineral de óxido de hierro  La limonita: un óxido de hierro que contiene agua. Al triturar el mineral en finas partículas, se retiran impurezas y se le da forma a los pellets Pellets son aproximadamente 65% hierro puro y tiene un diamante de 25mm (1 pulgada). *El coque: Se obtiene de grados especializados del carbón bituminoso; carbón suave y lleno en hidrocarburos volátiles y materia alquitranada. Esta es calentada en hornos de hasta 1150°C. Tiene funciones como:  Generar el nivel de calor requerido para que ocurran las reacciones químicas.  Producir monóxido de carbono que se usa para reducir el oxido del hierro. Los productos derivados del coque se utilizan para la producción de plástico y compuestos químicos. *Piedra caliza:

Su función es retirar las impurezas del hierro fundido. La piedra caliza se combina con las impurezas y forman una escoria. La escoria se utiliza en la fábrica de cemento, fertilizante, vidrio, materiales de construcción, aislamiento de lana mineral y para relleno de caminos.

Fabricación del hierro: Con los tres materiales descritos anterior mente se da un proceso llamado cargar el horno, y se transportan a la parte superior del horno al cual se le llama alto horno. Aunque en este pueden ocurrir muchas reacciones, la reacción básica es la del oxigeno con el carbono para producir monóxido de carbono, una vez reaccionada con el oxigeno de hierro esta lo reduce a hierro. Este horno tiene que estar precalentado porque el coque no produce temperaturas tan altas para que ocurra esta reacción. El metal se acumula en el fondo de el alto horno y las impurezas flotan arriba de el. Al intervalo de 4 a 5 horas se produce sangra. El metal fundido en esta etapa se llama arrabio o hierro cochino, o simplemente metal caliente. La característica del hierro cochino consiste en: -4% de C. -1.5% de Si -1% de Mn. -0.04% de S -0.4% de P. El metal solidificado (arrabio) se utiliza después para fabricar hierro y acero.

Proceso de aceración: El proceso de fabricación consiste fundamentalmente en refinar el arrabio reduciendo el porcentaje de magnesio, silicio, carbono y otros elementos de la composición del producto con la adición de varios elementos. El metal fundido en el alto horno pasa a uno de tres tipos de horno: -Hogar abierto: Se caracteriza porque abre directamente a las flamas que funden el metal -electrónico: en este tipo de aparatos se genera temperaturas altas como 1925°C. Para cantidades menores, los hornos eléctricos pueden ser de tipo de inducción. Este horno también se utiliza para refundir el metal para fundición. -básico de oxigeno: es el proceso de fabricación de acero más rápido. El proceso de BOF (llamado en ingles) es capaz de refinar 250 toneladas de acero en un tiempo de 30 a 50 minutos.

-Horno de vacío: También se puede fundir acero en hornos de inducción de los que se ha retirado el aire, similares al mostrado. Este produce acero de alta calidad porque retira impurezas gaseosas del metal fundido.

Fundición de lingotes: Consiste en formar el metal fundido en formas sólidas. Hoy este proceso se remplaza en gran medida por la colada continua, que mejora la eficiencia al eliminar la necesidad de los lingotes. Los lingotes se fabrican de hierro de cubilote o hierro de alto horno con 3.5% de C. Los lingotes pueden ser de sección transversal cuadrada, rectangular o redonda y sus pesos van desde unos cuantos kilos hasta 40 toneladas. Durante la solidificación de un lingote ocurren ciertas reacciones, que influyen de modo importante en la calidad de acero producido. El oxigeno expulsado se combina con el carbono para producir monóxido de carbono, que provoca porosidad en un lingote solidificado. Según la cantidad de gas desarrollado durante la solidificación se pueden producir tres tipos de lingotes de acero: 1. Acero calmado: Este es un acero totalmente desoxidado. Quiere decir que se retira el oxígeno eliminado la porosidad. Este se hace reaccionar con elementos como aluminio, silicio, magnesio, vanadio. Estos tienen afinidad con el oxigeno formando oxido metálico. Si se utiliza aluminio al producto se le llama acero calmado en aluminio 2. Acero semicalmado: también llamado acero parcialmente desoxidado. Contiene algunas porosidades aunque muy poco, o casi ningún, rechupe. El resultado de este es que se reduce el desperdicio. 3. Acero efervescente: en general tiene un contenido bajo en carbono ,los gases desarrollados se claman parcialmente mediante la adición de otros elementos, como el aluminio. Los gases producen sopladura a lo largo del lingote, de aquí el nombre efervescente. Estos no tiene ningún rechupe y poseen buen acabado superficial. 3. Colada continúa: Esta produce metal de mejor calidad a costo reducido. El metal fundido en la olla se limpia y luego se iguala a la temperatura soplando gas nitrógeno a través de el durante 5 o 10 minutos. Luego se vierte en el recipiente de colada, donde se retira las impurezas. En la fundición de cintas se producen placas o tiras delgadas a partir del metal fundido. En efecto, la fundición de cinta elimina la operación de laminado en caliente en la producción de cintas o placas de metal. En la instalaciones modernas se pueden obtener espesores finales de 2mm a 6mm (0.08pulgadas a

0.25 pulg.) para aceros al carbono, inoxidables y eléctricos, así como en otros metales. (1)

DEFINICION DE ALEACIONES.

Se trata de una mezcla sólida homogénea de dos o más metales, o de uno o más metales con algunos elementos no metálicos. Se puede observar que las aleaciones están constituidas por elementos metálicos en estado elemental (estado de oxidación nulo), por ejemplo Fe, Al, Cu, Pb. Pueden contener algunos elementos no metálicos por ejemplo P, C, Si, S, As. Para su fabricación en general se mezclan los elementos llevándolos a temperaturas tales que sus componentes se fundan. Sustancia compuesta por dos o más metales. Las aleaciones, al igual que los metales puros, poseen brillo metálico y conducen bien el calor y la electricidad, aunque por lo general no tan bien como los metales por los que están formadas. Las sustancias que contienen un metal y ciertos no metales, particularmente las que contienen carbono, también se llaman aleaciones. La más importante entre estas últimas es el acero. El acero de carbono simple contiene aproximadamente un 0,5% de manganeso, hasta un 0,8% de carbono, y el resto de hierro (2)

CLASIFICACIÓNES  Composición: Esta clasificación tiene en cuenta cual es el elemento que se halla en mayor proporción (aleaciones ferrosas, aleaciones base cobre, etc.). Cuando los aleantes no tienen carácter metálico suelen hallarse en muy pequeña proporción, mientras que si únicamente se mezclan metales, los aleantes pueden aparecer en proporciones similares al metal base.  Número de elementos: Atendiendo a este criterio se pueden distinguir aleaciones binarias como el cuproníquel, ternarias (alpaca)... hay aleaciones en las que intervienen un elevado número de elementos químicos, si bien en pequeñas cantidades.  ACEROS SIMPLES: Los aceros simples, se denominan también aceros al carbono porque no contienen ningún otro componente excepto a nivel de impurezas. Cuando se añaden intencionadamente otros componentes para modificar alguna propiedad se habla de aceros aleados. Estos aceros simples tienen poca resistencia a la corrosión y a la oxidación, son difíciles de templar sin que se produzcan pequeñas fracturas y además resisten mal los impactos. Los aceros simples se pueden definir así. Aleación hierro con carbono con un contenido de éste último en el rango de 0.02 hasta el 2% con pequeñas cantidades de otros elementos que se consideran como impurezas tales como P, S, Mn, Cu, Si, etc. Los aceros simples se clasifican de acuerdo a su contenido de carbono en:

  

Aceros de bajo carbono Aceros de medio carbono y Aceros de alto carbono

Cada uno de los grupos anteriores tiene características bien definidas como se muestra a continuación: Aceros de bajo carbono (0.02