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Metalurgia: Propiedades y clasificación de los principales metales Curso virtual de formación complementaria 2019

MIGUEL ÁNGEL ORTIZ CHAPARRO C.C. 1032501099

ACTIVIDAD 4 - EVIDENCIA 2 METALES FERROSOS, ACERO Y FUNDICIONES

Como actividad a desarrollar, se propone dar solución a la situación planteada a continuación: La empresa “Oxígenos de Colombia” envasa gases comprimidos, uno de sus productos es el oxígeno, el cual es un gas incoloro, insípido, poco soluble en agua y altamente corrosivo. Constituye aproximadamente el 21% del aire atmosférico y se obtiene industrialmente por destilación fraccionada del aire líquido. El oxígeno puede suministrarse tanto en estado gaseoso a alta presión, como en estado líquido (oxígeno líquido) a baja temperatura, gas licúa a –183 ºC a 1 atm. Con la información suministrada, la empresa requiere fabricar un cilindro en una aleación de acero, ¿Qué tipo de acero recomienda para su fabricación? Argumente la selección del metal escogido, especifique pros y contras, teniendo como base, el beneficio directo para la empresa. Lo primero que se debe tener en cuenta es la naturaleza altamente corrosiva del producto a envasar, razón por la cual se debe optar por un acero con resistencia a la corrosión, más específicamente a aquella causada por las reacciones de oxidación que utilizan el oxígeno libre envasado como reactivo, en otras palabras, lo que se necesita primordialmente es un acero inoxidable. De igual manera, se debe tener en cuenta que el envasado del oxígeno en estado gaseoso requiere materiales que soporten los esfuerzos generados por la presión propia del gas sin llevar a una deformación o rompimiento del cilindro por lo que se necesitaría un acero con elevada resistencia mecánica pero que a su vez sea fácilmente manipulable a elevadas temperaturas, de tal manera que la fabricación de los cilindros no implique sobrecostos por excesivo procesamiento y manipulación de la materia prima. Por las razones expuestas anteriormente es que se propone como posible acero para la fabricación del cilindro un acero inoxidable, posiblemente hecho a partir de una aleación compuesta principalmente por níquel y cromo, este último en proporciones mayores al 12%. El contenido de níquel ayudaría a tener una resistencia considerable y una elevada tenacidad, razón por la cual el acero podría absorber una elevada energía de deformación, como la generada por la presión interna del cilindro (oxígeno gaseoso) antes de presentar una dislocación. Por su parte, el cromo tendría inferencia principalmente en la resistencia a la corrosión y a la oxidación, requerimiento esencial para el material, de igual manera permitiría tener una mejor resistencia al desgaste además de un ligero aumento en el endurecimiento, cualidades necesarias debido al elevado transporte que pueden sufrir los cilindros durante la fase de distribución y venta. Cabe mencionar que se sugiere la presencia de pequeñas cantidades de fósforo y azufre en la aleación teniendo en cuenta que estos se utilizan para mejorar la maquinabilidad de los

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materiales, lo que sería fundamental si se pretende moldear el material a gran escala para la producción de los cilindros. Pros: Material inoxidable con elevada resistencia a la deformación el cual sería fácilmente maquinizable, haciendo rentable una producción a gran escala. Contras: La especificidad en la aleación y las cantidades adicionales de elementos como el fósforo y el azufre pueden elevar los costos de producción y hacer que esta no sea rentable si se maneja en escalas de pequeña envergadura. De igual manera es importante tener en cuenta que si bien muchos elementos aleantes son muy buenos otorgando resistencia mecánica a los materiales a elevadas temperaturas, el control de dicha resistencia a bajas temperaturas (oxígeno líquido) es más difícil de controlar, por lo menos químicamente, lo que tornaría el proceso de fabricación del material un poco más complejo.