MATERIALES TERIALES DE INGENIERIA] [MA
de Febrero de 2017
INTRODUCCIÓN
La nor norma ma AIS AISI/SA I/SAE E (tam (también bién conocida conocida por SAE SAE-AIS -AISI) I) es una cla clasifi sificac cación ión de aceros y aleaciones de materiales no ferrosos. Es la más comn en los Estados !nidos.. !nidos AISI es el acrónimo en in"lés de American Iron and Steel Institute (Institut (Instituto o american amer icano o del #ierro #ierro y y el acero acero)$ )$ mientras %ue SAE es el acrónimo en in"lés de Society of Automoti&e En"ineers (Sociedad de In"enieros Automotores). En '' ''$$ la SAE promo&ió una reunión de product productores ores y consumidores de aceros dond do nde e se es esta tabl blec eció ió un una a no nome menc ncla latu tura ra y co comp mpos osic ició ión n de lo los s ac acer eros os %u %ue e posteriormente AISI e*pandió. En este sistema los aceros se clasifican con cuatro d+"itos. El primero especifica la aleación alea ción prin principa cipal$ l$ el se" se"und undo o indi indica ca el porc porcent enta,e a,e apr apro*im o*imado ado del elem elemento ento principal y con los dos ltimos d+"itos se conoce la cantidad de carbono presente en la aleación
Dr. Pedro Córdova Mendoza
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CLASIFICACION DE LOS ACEROS SEGÚN LA NORMA SAE SAE clasifica los aceros en al carbono$ de media aleación$ aleados$ ino*idables$ de alta resistencia$ de #erramientas$ etc.
I.- ACEROS AL CARBONO Aceros de muy b!o " de crbo#o $desde SAE %&&' %&%'( Se seleccionan en pieas cuyo re%uisito primario es el conformado en fr+o. Los aceros no calmados se utilian para embutidos profundos por sus buenas cualidades de deformación y terminación superficial. Los calmados son más utiliados cuando se necesita for,arlos o lle&an tratamientos térmicos. Son adecuados para soldadura y para brain". Su ma%uinabilidad se me,ora mediante el estirado en fr+o. Son susceptibles al crecimiento del "rano$ y a fra"ilidad y ru"osidad superficial si después del formado en fr+o se los calienta por encima de 0012.
Aceros de b!o " de crbo#o $desde SAE %&%) %&*&( Este "rupo tiene mayor resistencia y durea$ disminuyendo su deformabilidad. Son los comnmente llamados aceros de cementación. Los calmados se utilian para for,as. Su respuesta al temple depende del 3 de 2 y 4n5 los de mayor contenido tienen mayor respuesta de ncleo. Los de más alto 3 de 4n$ se endurecen más con&enientemente en el ncleo y en la capa. Son aptos para soldadura y brain". La ma%uinabilidad de estos aceros me,ora con el for,ado o normaliado$ y disminuye con el recocido.
Aceros de med+o " de crbo#o $desde SAE %&*' %&'*( Estos aceros son seleccionados en usos donde se necesitan propiedades mecánicas más ele&adas y frecuentemente lle&an tratamiento térmico de endurecimiento. Se utilian en amplia &ariedad de pieas sometidas a car"as dinámicas. El contenido de 2 y 4n$ depende de una serie de factores. 6or e,emplo$ cuando se desea incrementar las propiedades mecánicas$ la sección o la templabilidad$ normalmente se incrementa el 3 de 2$ de 4n o de ambos. Los de menor 3 de carbono se utilian para pieas deformadas en fr+o$ aun%ue los Dr. Pedro Córdova Mendoza
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estampados se encuentran limitados a pla%ueados o doblados sua&es$ y "eneralmente lle&an un recocido o normaliado pre&io. 7odos estos aceros se pueden aplicar para fabricar pieas for,adas y su selección depende del tama8o y propiedades mecánicas después del tratamiento térmico. Los de mayor 3 de 2$ deben ser normaliados después de for,ados para me,orar su ma%uinabilidad. Son también ampliamente usados para pieas ma%uinadas$ partiendo de barras laminadas. 9ependiendo del ni&el de propiedades necesarias$ pueden ser o no tratadas térmicamente. 6ueden soldarse pero deben tenerse precauciones especiales para e&itar fisuras debido al rápido calentamiento y enfriamiento.
Aceros de ,o " de crbo#o $desde SAE %&'' %&'( Se usan en aplicaciones en las %ue es necesario incrementar la resistencia al des"aste y altas dureas %ue no pueden lo"rarse con aceros de menor contenido de 2. En "eneral no se utilian traba,ados en fr+o$ sal&o pla%ueados o el enrollado de resortes. 6rácticamente todas las pieas son tratadas térmicamente antes de usar$ debiéndose tener especial cuidado en estos procesos para e&itar distorsiones y fisuras. Aceros de media aleación.
II.- ACEROS AL M# El porcenta,e de 4n &ar+a entre '$0 y '$:$ se"n el 32. E,.
SAE ':; '$0<'$:0 34n para construcción de en"rana,es SAE ':; '$=:<'$: 34n para temple
III.- ACEROS DE F/CIL MA0UINABILIDAD O ACEROS RESULFURADOS Son aceros de alta ma%uinabilidad5 la presencia de "ran cantidad de sulfuros "enera &iruta pe%ue8a y$ al poseer los sulfuros alta plasticidad$ actan como lubricantes internos. >o son aptos para soldar$ tratamientos térmicos$ ni for,a debido a su ba,o punto de fusión. 6ueden di&idirse en tres "rupos
GRU1O I $SAE %%%&2 %%%%2 %%%32 %%%*2 %3L%*2 %3L%42 y %3%'( Son aceros efer&escentes de ba,o 3 de carbono$ con e*celentes condiciones de ma%uinado. 7ienen el mayor contenido de aufre5 los '00 incorporan el fósforo y Dr. Pedro Córdova Mendoza
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los L contienen plomo. Estos tres elementos influyen por diferentes raones$ en promo&er la rotura de la &iruta durante el corte con la consi"uiente disminución en el des"aste de la #erramienta. 2uando se los cementa$ para lo"rar una me,or respuesta al tratamiento$ deben estar calmados.
GRU1O II $SAE %%&52 %%&2 %%%)2 %%%62 %%%5 y %%%( Son de ba,o 3 de carbono y poseen una buena combinación de ma%uinabilidad y respuesta al tratamiento térmico. 6or ello$ tienen menor contenido de fósforo$ y al"unos de aufre$ con un incremento del 3 de 4n$ para aumentar la templabilidad permitiendo temples en aceite.
GRU1O III $SAE %%*32 %%*62 %%*2 %%4&2 %%4%2 %%442 %%4'2 %%4) y %%'%( Estos aceros de medio 3 de carbono combinan su buena ma%uinabilidad con su respuesta al temple en aceite.
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MARCO TEÓRICO SAE %&3& Forms y co,or
Esdo de Sum+#+sro ?or,ado Laminado con tolerancia 9I> '0'= 7refilado con tolerancia IS@ - #''
Com7os+c+8# 9u:m+c $" e# 7eso( "C
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De#s+dd; .B "/cmC (0.B; lb/inC)
1ro7+eddes Mec<#+cs m:#+ms es+mds se=># SAE ?%*6 7ipo de proceso y acabado
Desistencia L+mite de a la tracción ?luencia 6SI
46a 6SI
Delación de Alar"amiento Reducc+8#de 9urea ma%uinabilidad %3%3 en $"( área $"( $@B(
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Trm+e#os Trm+cos recome#ddos $,ores e# C( T Cr:+c Tem7,do Ree#+do 7roH.
Recoc+do For!do Norm,+do
''00':0
B0 - 00
Ab,#d.
Re=e#erc+8#
B:0 F B0 Enfriar al aire
B:0 F B0 Enfriar en #orno
Ac%
Ac*
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B;0
2ementar ':0 - :0 :
Crcer:s+cs Acero de ba,o contenido de carbono$ de fácil mecaniado y buena soldabilidad. 9e ba,a durea para usos con&encionales de ba,a e*i"encia 2uando se re%uiere una superficie muy dura pero un centro tena$ este acero cementado cumple perfectamente. Estirado en fr+o me,ora sus &alores de resistencia mecánica y su ma%uinabilidad.
A7,+cc+o#es Gases de matrices$ soportes$ en"rana,es$ flan"es$ pernos de ancla,e$ e,es$ cadenas$ bu,es$ torniller+a corriente y pasadores de ba,a resistencia. 6or su ductilidad es ideal para procesos de transformación en fr+o como doblar$ estampar$ recalcar$ entre otros.
SAE %&4& E,eme#os 9ue ,o com7o#e# El '0;0 es un acero de medio carbono compuesto de un porcenta,e de 0$= a 0$;; de carbono$ de 0$ a 0$ por ciento de man"aneso$ un má*imo de un 0$0; por ciento de fósforo y un má*imo de 0$0: de aufre$ de acuerdo con la #o,a de datos de 4etal Suppliers @nline (Suministros de metal en l+nea). El resto es #ierro. El acero '0;0 a &eces contiene 0$' a 0$=: por ciento de silicona$ de acuerdo con Interlloy$ un especialista en in"enier+a de producción y #erramientas de acero con sede en Australia. El acero '0;0 debe ser precalentado de =00 a :00 "rados ? (';B$B a 00 "rados 2) antes de ser soldado y se recalienta entre '.'00 y '.00 "rados ? (:=$== a ;B$B "rados 2) después de la soldadura$ aconse,a All 4etals ?or"e Hroup (Hrupo de todos los metales y for,a). 9e lo contrario$ la ona cerca de la misma puede desarrollar "rietas o &ol&erse frá"il y causar %ue las partes fallen durante su uso.
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Desistencia a la tracción La resistencia a la tracción es la car"a má*ima %ue un material soporta antes de romperse$ e*plica Instron$ un laboratorio de pruebas de materiales. Las ltimas pruebas de resistencia a la tracción es un ensayo de destrucción. El propósito es encontrar el punto en el %ue un material producirá un error al apoyar una car"a dada o mantener una fuera en con,unto. El acero '0;0 soportará 0.000 libras (;0.B= ") de fuera por pul"ada ($: cm) cuadrada antes de %ue falle$ si se trata de laminado en caliente$ de acuerdo con En"ineers Ed"$ un sitio Jeb para los dise8adores de productos$ in"enieros y profesionales de la fabricación. Esta fuera se reduce a B:.:00 psi cuando el acero se #a normaliado$ o #a re"resado a lo más similar posible al estado en %ue se encontraba cuando se produ,o. La resistencia a la tracción disminuye an más$ a .:0$ cuando se #a recocido$ o lle&ada a su punto más sua&e mientras se enfr+a.
9uctilidad La ductilidad es la capacidad de un material para cambiar de forma ba,o tensión y la fuera sin romper$ de acuerdo con En"ineers Ed"e. 7ambién es una medida para saber #asta %ué punto un material se estira o propa"a sobre una fuera antes de %ue se a"riete o se separe. 4ientras más dctil es un metal$ más fácil es de deformar y reformar sin aplicar calor. Los fabricantes de automó&iles toman &enta,a de la ductilidad del acero cuando construyen lo %ue se llama Konas de deformaciónK. Estas son partes de un coc#e %ue son intencionalmente dise8adas para arru"arse por la fuera$ absorbiendo el impacto y pre&iniendo de lesiones al conductor y los pasa,eros.
A,ec+o#es de cero 2omnmente conocidos como aceros especiales$ son aceros al carbono$ aleados con otros metales o metaloides$ resultantes de la bs%ueda del me,oramiento de sus caracter+sticas. Los elementos a8adidos corrientemente son el n+%uel$ el cromo$ &anadio$ molibdeno$ ma"nesio$ silicio$ tun"steno$ cobalto$ aluminio$ etc.
Aceros , #:9ue, Son aceros ino*idables y ma"néticos. El n+%uel aumenta la car"a de rotura$ el l+mite de elasticidad$ el alar"amiento y la resistencia al c#o%ue o resiliencia$ a la par %ue disminuye las dilataciones por efecto del calor. 2uando contienen del '0 al ':3 de n+%uel se templan aun si se los enfr+a lentamente.
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Aceros , cromo El cromo comunica durea y una mayor penetración del temple$ por lo %ue pueden ser templados al aceite. Los aceros con '$': a '$=03 de carbono y con 0$B0 a '3 de cromo son utiliados para la fabricación de láminas debido a su "ran durea$ y en pe%ue8a escala los %ue tienen 0$= a 0$;3 de carbono y '3 de cromo.
Aceros , cromo-#:9ue, 9e uso más corriente %ue el primero$ se usan en la proporción de carbono #asta 0$'03$ cromo 0$03 y n+%uel =35 o carbono #asta ':3$ cromo '3 y n+%uel ;3$ como aceros de cementación. Los aceros para temple en aceite se emplean con di&ersas proporciones5 uno de uso corriente ser+a el %ue tiene carbono 0$=0$ cromo 0$3 y n+%uel =3.
Aceros , cromo-mo,+bde#o Son aceros más fáciles de traba,ar %ue los otros con las má%uinas #erramientas. El molibdeno comunica una "ran penetración del temple en los aceros5 se emplean cada &e más en construcción$ tendiendo a la sustitución del acero al n+%uel. 9e los tipos más corrientes tenemos los de carbono 0$'03 $ cromo '3 y molibdeno 0$3 y el de carbono 0$=3$ cromo '3 y molibdeno 0$35 entre estos dos e,emplos #ay muc#os otros cuya composición &ar+a se"n su empleo.
Aceros , cromo-#:9ue, mo,+bde#o Son aceros de muy buena caracter+stica mecánica. !n e,emplo de muc#a aplicación es el %ue tiene carbono 0$':3 a 0$3$ cromo ' a '$:3$ n+%uel ;3 y molibdeno 0$:3.
Aceros +#oH+db,es Los aceros ino*idables son los resistentes a la acción de los a"entes atmosféricos y %u+micos. Los primeros %ue se fabricaron fueron para la cuc#iller+a$ con la proporción de '= a ';3 de cromo. @tros aceros fueron destinados a la fabricación de aparatos de ciru"+a$ con la proporción de 'B a 03 de cromo y B a '03 de n+%uel5 son también resistentes a la acción del a"ua de mar. !n acero de "ran resistencia a la o*idación en caliente es el %ue tiene 0 a =03 de cromo y :3 de aluminio.
Aceros #+corros+os Estos son aceros soldados de alta resistencia y ba,o tenor de sus componentes de aleación carbono$ silicio$ aufre$ man"aneso$ fósforo$ n+%uel o &anadio$ cromo y cobre. A la intemperie se cubren de un ó*ido %ue impide la corrosión interior$ lo %ue permite se los pueda utiliar sin otra protección. 2omo resultado de ensayos efectuados por al"o más de
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die a8os$ se #a establecido %ue su resistencia a los a"entes atmosféricos es de cuatro a oc#o &eces mayor %ue los del acero comn al carbón.
BIBLIOGRAFJA
#ttp//JJJ.ar%#ys.com/construccion/acero-aleaciones.#tml
#ttps//JJJ."oo"le.com.pe/%MacerosNyNaleaciones
#ttp//JJJ.e#oJenespanol.com/si"nifica-sae-#erramientas-automo&iles#ec#osO'';;'/
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INDICE
IntroducciónP.PPPPPPPPPPPPPPPP. pa". '
2lasificación Se"n la >orma SAEPPPPPPP.. pa". F ;
4arco 7eórico PPPPPPPPPPPPPPPP. pa". : F
Giblio"raf+aPPPPPPPPPPPPPPPPPPpa" '0
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