Aceros

1. Comportamiento
Mecánicos de los
Aceros al Carbono

2. Equipo 4
 * José Julián Mosqueda Mora
 * Pablo Antonio Saucedo Morado
 * Israel de Jesús Jimenez Chávez
 * Juan Antonio Campos Gómez
 * Héctor Martin Rodríguez Pérez
 * Juan Miguel Mendoza Ortega

3. Martensiticos
 Son la primera rama de los aceros inoxidables, llamados
simplemente al Cromo y fueron los primeros desarrollados
industrialmente (aplicados en cuchillería). Tienen un contenido de
Carbono relativamente alto de 0.2 a 1.2% y de Cromo de 12 a 18%.

4.  Todos los aceros inoxidables martensíticos pueden ser templados y
revenidos y la dureza alcanzada dependerá del contenido de
carbono de la aleación. En aceros de bajo carbono la dureza
máxima es de 45 HRC y en los aceros de alto contenido de carbono
la dureza puede alcanzar valores próximos a 60 HRC. Al igual que los
aceros al carbono, estas aleaciones son susceptibles a la fragilidad
de revenido cuando son tratados térmicamente después del temple
en el rango de 450 a 540° C

5.  Los tipos más comunes son el AISI 410, 420 y 431
Las propiedades básicas son:
 *Elevada dureza (se puede incrementar por tratamiento térmico)
 *Gran facilidad de maquinado
 *Resistencia a la corrosión moderada.
 *Resistencia mecánica
 * Se endurecen y son magnéticos
Principales aplicaciones: Ejes, flechas, instrumental quirúrgico y cuchillería

6.  Aceros clásicos de este grupo son los llamados aceros de temple al aire, como los
cromo-níquel (C= 0,35 %; Cr = 1 %; Ni = 4 %), o cromo-níquel-molibdeno
empleados para la construcción de engranes, y los aceros al cromo inoxidables
de C = 0,30 %; Cr =13 %. En estos aceros en el enfriamiento al aire desde elevada
temperatura (1.050°-800°), la austenita se transforma en la zona de 20°-350°.

7. Aceros Inoxidables Ferríticos
 Este tipo de aleaciones tienen contenidos de Cr entre 12 y 29% y
muy bajos contenidos de Ni (<2%) Reciben su nombre debido a
que su microestructura está constituida completamente por ferrita
pero el contenido de Carbono es bajo <0.2%.

8.  Este tipo de aceros inoxidables son los más económicos debido a su
bajo contenido de Ni. Sin embargo, las ventajas económicas que
se derivan de ello no se pueden aprovechar del todo en estas
aleaciones debido principalmente a los problemas tecnológicos
asociados a la elevada tendencia a precipitación de fases
secundaria (dificultad de elaborar productos de gran espesor y
problemas de soldabilidad).

9.  El acero inoxidable tipo AISI 430 es el más representativo de este
grupo, tiene aproximadamente 17% Cr y es considerado como una
aleación multipróposito para aplicaciones en las cuales las
exigencias de resistencia a la corrosión, especialmente en las
uniones soldadas, no sean importantes. El acero inoxidable del tipo
AISI 444 (18% Cr 2% Mo) posee una mejor resistencia a la corrosión
por picaduras y por resquicios, equivalente al acero inoxidable
austenítico del tipo AISI 316.

10.  Los tipos más comunes son el AISI 430, 409 y 434
 Las propiedades básicas son:
 - son resistentes a la corrosión y oxidación a temperaturas elevadas
 -La dureza no es muy alta y no pueden incrementarla por tratamiento térmico.
 - tienen una buena ductilidad
 - son magnéticos

Principales aplicaciones: Equipo y utensilios domésticos y en aplicaciones
arquitectónicas y decorativas.

11. PERLITICOS
 Son hierros nodulares con grafito tipo I y II, en una matriz
perlítica/ferrítica. Esta matriz perlítica/ferrítica ofrece propiedades
mecánicas superiores, buen acabado superficial y buen
endurecimiento, lo que permite aplicaciones para partes que
requieran alto límite de resistencia a la tracción y resistencia al
desgaste.

12.  Los aceros al carbono, pertenecen también a este grupo los aceros
de baja y media aleación. Se caracterizan porque en el
enfriamiento al aire desde elevada temperatura (750°-900°). El
temple de estos aceros suele hacerse con enfriamiento en agua o
en aceite, según el espesor

13.  La microestructura típica de VERSA-BAR FE-55006 está compuesta
de grafito esferoidal, forma I y II, tamaño 5-8 según la norma ASTM
A247. La matriz es perlítica/ferrítica con aproximadamente un 50%
de ferrita y un 5% máximo de carburos dispersos.

14.  Aplicaciones y usos
Posee óptima templabilidad y elevadas propiedades mecánicas,
límite de resistencia a la tracción y alargamiento similar a la de los
aceros SAE 1040/1045.
 Esto hace que la clase sea una buena elección para aplicaciones
de componentes de máquinas que exijan resistencia al desgaste y
tratamientos térmicos superficiales.
 Algunos ejemplos: engranajes, pernos para eje, vástagos de pistón,
tuercas, cuerpos moledores, cojinetes, asientos de válvulas, etc.

15. Los Aceros Inoxidables
Austeníticos.
 Los más utilizados por su amplia variedad de propiedades, se
obtienen agregando Níquel a la aleación, por lo que la estructura
cristalina del material se transforma en austenita y de aquí
adquieren el nombre. El contenido de Cromo varía de 16 a 28%, el
de Níquel de 3.5 a 22% y el de Molibdeno 1.5 a 6%

16.  Son aleaciones no magnéticas endurecibles por conformado en
frío (en cuyo caso es posible que se vuelvan ligeramente
magnéticas) pero no por tratamiento térmico. Su microestructura
está constituida fundamentalmente por granos de austenita

17.  El acero inoxidable del tipo AISI 304 (19% Cr – 10% Ni) es el más
representativo de este grupo de aleaciones. Posee una buena
resistencia a la corrosión atmosférica y se lo emplea en forma
significativa en la industria química, alimentaria y médica.
 Cuando las condiciones de servicio exigen una mayor resistencia a
la corrosión por picaduras se emplea el acero inoxidable del tipo
AISI 316 ( (17% Cr – 12% Ni – 2% Mo) que es empleado mayormente
en procesos industriales como la elaboración del papel y en la
industria alimentaria.

18.  Los tipos más comunes son el AISI 304, 304L, 316, 316L, 310 y 317.
Las propiedades básicas son:
 *Excelente resistencia a la corrosión
 *Excelente factor de higiene – limpieza
 *Fáciles de transformar
 *Excelente soldabilidad (mejor que los ferríticos)
 *No se endurecen por tratamiento térmico
 *Se pueden utilizar tanto a temperaturas criogénicas como a elevadas
temperaturas.

19. Aceros Inoxidables Dúplex
 Aceros inoxidables, prácticamente desconocidos en nuestro
medio, no son precisamente nuevas aleaciones, pues fueron
producidas por primera vez hace ya más de 60 años. Sin embargo,
los primeros aceros inoxidables dúplex presentaron una serie de
inconvenientes, como una elevada susceptibilidad a la
precipitación de fases secundarias (como la fase sigma), baja
tenacidad, baja resistencia a la corrosión y poca soldabilidad.

20.  Como su nombre lo indica, los aceros inoxidables dúplex están
constituidos microestructuralmente por dos fases: ferrita y austenita.
 Estos materiales tienen la ventaja adicional de tener una elevada
resistencia mecánica alcanzando valores de limite elástico entre
700-900 Mpa (el doble de límite elástico que los aceros inoxidables
austeníticos) lo que puede representar en muchos casos un ahorro
significativo en costos de material.

21.  Un ejemplo de ello es la aplicación de estos materiales en la
fabricación de tanques de almacenamiento para buques de
carga, donde el acero inoxidable dúplex 2205 ha mostrado tener
una resistencia superior al acero inoxidable austenítico 317 LN y ha
permitido un ahorro significativo en peso de la estructura.

23. Dureza
 Se llama dureza al grado de resistencia al rayado que ofrece un
material. La dureza es una condición de la superficie del material y
no representa ninguna propiedad fundamental de la materia. Se
evalúa convencionalmente por dos procedimientos. El más usado
en metales es la resistencia a la penetración de una herramienta
de determinada geometría.

24.  Los métodos existentes para la medición de la dureza se distinguen
básicamente por la forma de la herramienta empleada
(penetrador), por las condiciones de aplicación de la carga y por
la propia forma de calcular (definir) la dureza. La elección del
método para determinar la dureza depende de factores tales
como tipo, dimensiones de la muestra y espesor de la misma.

25. Dureza Vickers (HV)
 Este método es muy difundido ya que permite medir dureza en
prácticamente todos los materiales metálicos independientemente
del estado en que se encuentren y de su espesor.

26.  El procedimiento emplea un penetrador de diamante en forma de
pirámide de base cuadrada. Tal penetrador es aplicado
perpendicularmente a la superficie cuya dureza se desea medir,
bajo la acción de una carga P. Esta carga es mantenida durante
un cierto tiempo, después del cual es retirada y medida la
diagonal d de la impresión que quedó sobre la superficie de la
muestra.

27. Dureza Rockwell (HR-)
 La medición de dureza por el método Rockwell ganó amplia
aceptación en razón de la facilidad de realización y el pequeño
tamaño de la impresión producida durante el ensayo.
 El método se basa en la medición de la profundidad de
penetración de una determinada herramienta bajo la acción de
una carga prefijada.
 El número de dureza Rockwell (HR) se mide en unidades
convencionales y es igual al tamaño de la penetración sobre
cargas determinadas

28. Dureza Brinell (HB)
 Este ensayo se utiliza en materiales blandos (de baja dureza) y
muestras delgadas. El indentador o penetrador usado es una bola
de acero templado de diferentes diámetros. Para los materiales
más duros se usan bolas de carburo de tungsteno. En el ensayo
típico se suele utilizar una bola de acero de 10 a 12 milímetros de
diámetro, con una fuerza de 3.000 kilogramos fuerza

29.  Las medidas de dureza Brinell son muy sensibles al estado de
preparación de la superficie, pero a cambio resulta en un proceso
barato, y la desventaja del tamaño de su huella se convierte en
una ventaja para la medición de materiales heterogéneos, como
la fundición, siendo el método recomendado para hacer
mediciones de dureza de las fundiciones

30. Dureza Knoop (HK)
 Es una prueba de microdureza, un examen realizado para
determinar la dureza mecánica especialmente de materiales muy
quebradizos o láminas finas, donde solo se pueden hacer
hendiduras pequeña
 El test consiste en presionar en un punto con un diamante piramidal
sobre la superficie pulida del material a probar con una fuerza
conocida, para un tiempo de empuje determinado, y la hendidura
resultante se mide usando un microscopio.

31. Modulo de poisson
El coeficiente de Poisson es la relación de deformación longitudinal
con la transversal.
Por ejemplo, cuando “jalas” un elemento, este se alarga pero a su vez
se hace más delgado.
De la misma forma cuando lo “comprimes” se acorta, pero se hace
más grueso. Esa relación es el coeficiente de Poisson.

32. Modulo de Young
 Diagrama tensión - deformación.
El módulo de Young viene
representado por la tangente a la
curva en cada punto. Para
materiales como el acero resulta
aproximadamente constante
dentro del límite elástico.

33.  El módulo de Young o módulo de elasticidad longitudinal es un
parámetro que caracteriza el comportamiento de un material
elástico, según la dirección en la que se aplica una fuerza. Este
comportamiento fue observado y estudiado por el científico
inglés Thomas Young.

38. CONCLUSION
 comportamiento mecánico de un material refleja la relación entre
la fuerza aplicada y la respuesta del material, o sea, deformación
que experimenta.
 En otras palabras el comportamiento mecánico de un material es
la relación entre su respuesta o deformación ante una fuerza
aplicada, dicha fuerza suele ser de tracción, comprensión, torsión
etc.