UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION FACULTAD DE INGENIERIA QUMICA Y METALURGICA E.A.P: ING. METALURGICA
INFLUENCIA DE LOS EN UNA CURSO: ELEMENTOS HORNOS METALURGICOS PROFESOR: ING. JAIME LA CRUZ BERNAL ALEACIÓN CICLO: ALUMNO:
VIII RODRIGUEZ MELGAREJO EDWIN
HORNOS METALÚRGICOS
INTRODUCCION Se da el nombre de aceros aleados a los aceros que además de los cinco elementos: carbono, silicio, manganeso, fósforo y azufre, también contienen cantidades relativamente importantes de otros elementos como molibdeno, cromo, níquel, etc., que sirven para mejorar algunas de sus características fundamentales. También pueden considerarse aceros aleados, a los aceros con mayor proporción que los porcentajes normales de los aceros al carbono de los cuatro elementos diferente del carbono que antes hemos citado y cuyos límites superiores suelen ser los siguientes: Si = 0,50%, Mn = 0,90%, P = 0,10%, S = 0,10% Los elementos de aleación más frecuentes que se utilizan para la fabricación de aceros aleados son: níquel, manganeso, cromo, vanadio, wolframio, molibdeno, cobalto, silicio, cobre, titanio, zirconio, plomo, selenio, niobio, aluminio y boro. Utilizando aceros aleados se puede lograr: · Piezas de gran espesor con elevadas resistencias en su interior · Grandes durezas con tenacidad · Mantener una resistencia elevada a grandes temperaturas · Aceros inoxidables · Aceros resistentes a la acción de agentes corrosivos · Herramientas que realicen trabajos muy forzados y que no pierdan dureza al calentarse Esto nos muestra que la influencia que ejercen los elementos de aleación en los aceros es muy variada, lo cual nos permite obtener ciertas características que no se pueden obtener con los aceros ordinarios al carbono
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INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN ELEMENTO
CARBONO(C)
INFLUENCIA Es elemento de aleación más efectivo, eficiente y de bajo costo. Es el elemento responsable de dar la dureza y alta resistencia del acero.
HIERRO (Fe)
Incrementa mecánica.
la
resistencia
•
Evita el crecimiento del grano en los tratamientos térmicos, lo que sirve para producir en ellos un aumento de tenacidad y resistencia al impacto.
•
El níquel además hace descender los puntos críticos y por ello los tratamientos pueden hacerse a temperaturas ligeramente más bajas que la que corresponde a los aceros ordinarios.
•
El Níquel se utiliza mucho en los aceros inoxidables, para aumentar la resistencia a la corrosión.
•
El Níquel ofrece propiedades únicas para soldar Fundición.
•
El cromo sirve para aumentar la dureza y la resistencia a la tracción de los aceros, mejora la templabilidad, impide las deformaciones en el temple, aumenta la resistencia al
NÍQUEL (Ni)
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desgaste. •
Aumenta la resistencia a altas temperaturas y evita la corrosión.
•
El Cromo es un elemento principal de aleación en aceros inoxidables (con concentraciones superiores al 12%), y debido a su capacidad de formar carburos se utiliza en revestimientos o recubrimientos duros de gran resistencia al desgaste, como émbolos, ejes, etc.
•
se añade como elemento de adición para neutralizar la perniciosa influencia del azufre y del oxígeno, que siempre suelen contener los aceros cuando se encuentran en estado líquido en los hornos durante los procesos de fabricación.
•
Incrementa las propiedades mecánicas y reduce la calidad de embutición.
CROMO (Cr)
MANGANESO (Mn)
Es usado principalmente como desoxidante en la elaboración de acero. ALUMINIO (Al)
Reduce el crecimiento de grano al formar óxidos y nitruros. En los aceros, el silicio sirve para aumentar ligeramente la templabilidad y elevar sensiblemente el límite elástico.
SILICIO (Si)
Se usa como desoxidante.
elemento
Aumenta la resistencia de los PAG. 4
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aceros bajos en carbono sin reducir su tenacidad. Es un elemento habitual del acero y aumenta mucho la profundidad de endurecimiento de acero, así como su tenacidad.
MOLIBDENO (Mo)
Los aceros inoxidables ausenticos contienen molibdeno para mejorar la resistencia a la corrosión. Es el más efectivo para mejorar la resistencia del acero a bajas temperaturas, reduciendo la perdida de resistencia por templado. Es un elemento perjudicial en las aleaciones de acero. Sin embargo, en ocasiones se agrega hasta 0.25% para mejorar su maquinabilidad.
ASUFRE (S)
Los aceros altos en azufre son difíciles de soldar, pueden causar porosidad en las soldaduras. Es un elemento perjudicial en las aleaciones de acero, ya que reduce la ductibilidad y la resistencia al impacto.
FOSFORO (P)
En algunos tipos de acero se agrega para aumentar su resistencia a la tensión y mejorar la maquinabilidad.
Disminuye la capacidad de endurecimiento. COBALTO (Co)
Disminuye la templabilidad.
Mejora la dureza en caliente.
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TITANIO (Ti)
Se utiliza para estabilizar y desoxidar acero, aunque debido a sus propiedades pocas veces se usa en soldadura. Aumenta mecánica.
la
resistencia
Posee una enérgica acción desoxidante y forma carburos complejos con el hierro, que proporcionan al acero una buena resistencia a la fatiga, tracción y poder cortante en los aceros para herramientas.
VANADIO (V)
Facilita la formación de grano pequeño y reduce la perdida de resistencia durante el templado, aumentando por lo tanto la capacidad de endurecimiento.
en muy pequeñas cantidades (del 0,001 al 0,0015%) logra aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero está totalmente desoxidado, pues se combina con el carbono para formar carburos proporcionando un revestimiento duro y mejorando la templabilidad. BORO (B)
mejoran notablemente la templabilidad, siendo en este aspecto el más efectivo de los elementos aleados y el de mayor poder templante de todos.
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COBRE (Cu)
EL cobre se suele emplear para mejorar la resistencia a la corrosión de ciertos aceros de 0,15 a 0,30% de carbono, que se usan para grandes construcciones metálicas. Incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia a la corrosión.
ESTAÑO (Sn)
es el elemento que se utiliza para recubrir láminas muy delgadas de acero que conforman la hojalata. El wolframio es un elemento muy utilizado para la fabricación de aceros para herramientas
WOLFRAMIO (W)
Sirve para aumentar la dureza a elevadas temperaturas y evitan que se desafilen o ablanden las herramientas. También se usa para la fabricación de aceros para imanes.
PLOMO (Pb)
el plomo no se combina con el acero, se encuentra en él en forma de pequeñísimos glóbulos, como si estuviese emulsionado, lo que favorece la fácil mecanización por arranque de viruta, (torneado, cepillado, taladrado, etc.) ya que el plomo es un buen lubricante de corte, el porcentaje oscila entre 0,15% y 0,30%debiendo limitarse el contenido de carbono a valores inferiores al 0,5% debido a que dificulta el templado y disminuye la tenacidad en caliente.
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Se añade a algunos aceros para mejorar mucho la maquinabilidad. Es elemento clave producir chapa de galvanizado.
ZINC (Zn)
para acero
Reduce la resistencia a la corrosión. MAGNESIO (Mg)
Tiene alta resistencia tras el conformado en frío.
NITROGENO (N)
Puede agregarse a algunos tipos de acero, para promover la formación de austenita. Aumenta el límite elástico y la carga de rotura por afino de granos en la formación de carburos, nitruros y carbonitruros.
NIOBIO (Nb)
ACEROS AL MANGANESO Se trata de un acero austenítico al manganeso que contiene cerca de 1,2% C y 12% Mn, combina alta dureza y ductilidad con una gran capacidad de endurecimiento por deformación y buena resistencia al desgaste. Es considerado un material de ingeniería. Este material posee una incomparable capacidad de endurecimiento por deformación plástica y por ello es utilizado en aplicaciones donde se requiere resistencia al impacto y contra la abrasión. Acero al carbo mangane no so Composi ción (%)
silicio
1.10 – 0.6 1.20 1.0
mang aneso – 11 14
Cromo
- 0.5 2.0
Níquel
– 0.5 max.
Molibd eno
Fosfor o
azufre
cobre
0.50 max.
0.05 max.
0.05 max.
0.5 max.
Propiedades del acero alto en manganeso Ductilidad
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El acero es dúctil, pero la ductilidad se incrementa por la adición de manganeso. La ductilidad es una medida de la facilidad de formación de una sustancia en el alambre y se utiliza para medir la tracción, estiramiento, o fuerza. La ductilidad óptima del acero se obtiene por la adición de manganeso al 3 u 8 por ciento.
Dureza El manganeso aumenta la dureza natural del acero. La dureza mide cuánto cambia de forma el metal cuando se pone bajo presión. Cualquier lugar en donde el acero se encuentre normal, el manganeso se puede utilizar para mejorar su durabilidad. Fragilidad Otros elementos pueden ser añadidos al acero para aumentar su dureza, pero muchos de estos elementos aumentan al mismo tiempo la fragilidad. La fragilidad de un material se refiere a su verosimilitud a agrietarse, en lugar de deformarse, bajo presión. El manganeso no aumenta la fragilidad del acero. Tratamiento térmico El acero alto en manganeso permite que el metal se extienda a altas temperaturas sin dividirse. Esta es la razón por la cual una pequeña cantidad de manganeso se añade a la mayoría de los aceros. ELEMENTO
CARACTERISTICA •
Es el responsable de la dureza del acero y la resistencia.
•
Mejora las características mecánicas (Límite elástico, carga de rotura, dureza) del acero.
•
Aumenta la resistencia de los aceros bajos en carbono sin reducir su tenacidad.
•
Incrementa la ductibilidad del acero.
•
El manganeso aumenta la dureza natural del acero.
•
Favorece Templabilidad.
•
El
CARBONO
SILICIO
MANGANESO
manganeso
no
aumenta
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la
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fragilidad del acero. •
Aumenta la resistencia a altas temperaturas y evita la corrosión.
•
El cromo sirve para aumentar la dureza y la resistencia a la tracción de los aceros.
•
aumenta la resistencia al desgaste.
•
aumento de tenacidad y resistencia al impacto.
•
aumenta la resistencia a la corrosión.
•
mejora la resistencia del acero a bajas temperaturas.
•
mejora la resistencia a la corrosión.
•
aumento de tenacidad.
•
reduce la ductibilidad y la resistencia al impacto.
•
aumentar su resistencia a la tensión y mejorar la maquinabilidad.
AZUFRE
•
mejora la maquinabilidad del acero.
COBRE
•
Incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia a la corrosión.
CROMO
NIQUEL
MOLIBDENO
FOSFORO
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CONCLUSION Llegamos a la conclusión de que cada uno de los elementos aporta ciertas características a la aleación. Cada elemento mejora, aumenta o disminuye las propiedades de la aleación, por ejemplo: el carbono brinda la dureza del acero pero, si añadimos mucho carbono al acero, aumentamos también su fragilidad. Por eso es necesario tener un rango exacto para así conseguir la aleación necesitada.
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BIBLIOGRAFIA • • •
http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/080/h tm/acero.htm, Acero y los sismos. NC 04-10:72, Ensayo de dureza Brinell en materiales metálicos, Cuba, 1972. http://www.arqhys.com/arquitectura/acero-composicion.html
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