tecnologia de los materiales acero (1)

Tecnologia De los

Materiales

Prof. Ing. Roberto Bozzolo

El ACERO

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HISTORIA

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El hierro abunda en la corteza terrestre (5%) pero no se lo encuentra libre sino en forma de óxidos:

Hierro

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Hematita: óxido férrico: Fe2O3.

Limonita: también óxido férrico pero hidratado, de color amarillo pardusco. La proporción de óxido y agua no es constante, la relación es 1:2 en promedio. Su fórmula molecular es: Fe2O3 ,

2 H2O.

Magnetita: es un mineral negruzco, con propiedades magnéticas; por eso se la llama “piedra imán”. Está compuesta por el óxido mixto de hierro u óxido ferroso – férrico: Fe3O4.

Pirita: disulfuro ferroso: S2Fe, amarilla y

brillante. Prof. Ing. Roberto Bozzolo

Ganga silícea: en esta ganga hay arena (dióxido de silicio S02) y arcillas

(silicatos variados).

Ganga calcárea: está compuesta de piedras calizas (carbonato de calcio CO3Ca).

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Comúnmente se entiende por acero la aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2% en peso de la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores que el 2% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al ser quebradizas y no poderse forjar —como los aceros—, se moldean.

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El acero es casi tres veces más pesado que el aluminio (7,85/2,7).

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HORNO BESSEMER

PARA OBTENCION DEL ACERO

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El hierro para uso industrial fue descubierto hacia el año 1500 A.C., en Medzamor, cerca de Erevan, capital de Armenia y del monte Ararat. La tecnología del hierro se mantuvo mucho tiempo en secreto, difundiéndose extensamente hacia el año 1200 A. C. Prof. Ing. Roberto Bozzolo

OBTENCION DEL HIERRO

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ALTOS HORNOS

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ESQUEMA DE PRODUCCION DEL ARRABIO

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.El método de la extracción del mineral de hierro depende

del yacimiento en que se encuentra

Extracción del Mineral de Hierro

Si se encuentra en un yacimiento a cielo abierto la extracción es fácil, basta con fragmentar la capa de tierra que lo cubre

Si se encuentra en un yacimiento profundo, la extracción se hace más compleja, pues se necesita construir túneles para llegar donde se encuentra el mineral y

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El mineral de hierro extraído, trae consigo impurezas (tierra, restos fósiles), denominadas "ganga”

Deben ser extraídos para mejorar la calidad del mineral y poder

ingresarlo al alto horno

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Obtención del Coque

El coque se obtiene a través de la destilación de las hullas grasas . Para su obtención se utilizan hornos de diferentes tipos: hornos de coque, de colmena, de coquización modernos.

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.El Alto Horno es una instalación de eje vertical de, entre 30 hasta 80m. y sección circular de, entre 10 y 20m. Está revestido por ladrillos refractarios, llegando a medir, sus paredes, un diámetro variable a lo largo del horno y hasta 2m.; por cajas de refrigeración. Está forrado con una plancha de acero en sus partes más expuestas al calor, como el crisol y el etalaje. Posee una estructura metálica de sostén (13) para la cuba, lo que hace que se pueda rehacer todo el revestimiento del etalaje, en caso necesario. Es importante destacar que el Alto horno debe estar construido sobre una base de hormigón resistente.El Alto Horno trabaja de forma continua durante varios años, y solo se apaga para realizar mantenimientos. Para calentar un Alto Horno por primera vez se necesita grandes cantidades de carbón y combustibleProf. Ing. Roberto Bozzolo

El PROCESO DE OBTENCION DEL ARRABIO

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Tecnología de los Materiales

ALEACIÓN

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DEFINICIÓNProducto homogéneo, de propiedades metálicas,

compuesto de dos o más elementos

Propiedades Proporcionar un endurecimiento por solución

sólida en la ferrita.

Mejorar la resistencia a la corrosión.

Mejorar la templabilidad.

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Aceros aleados Son aceros que además de los componentes básicos del acero: carbono,

manganeso, fosforo, silicio forman aleaciones con otros elementos como el cromo, níquel, molibdeno, etc. que tienen como objetivo mejorar algunas de sus

características fundamentales especialmente la resistencia mecánica y a la dureza del acero.

alcanzar grandes durezas con gran tenacidad. Es posible fabricar mecanismos que mantengan elevadas resistencias, aún a altas temperaturas. Es posible

preparar troqueles de formas muy complicadas que no se deformen ni agrieten en el temple, etc.

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Clasificación Micro aleados; contienen pequeñas

cantidades de elementos capaces de formar Carburos, Nitruros, etc

–Niobio (Nb), Ti tanio (Ti), Vanadio (V) Aceros Aleados; contienen cantidades más

significativas de elementos aleantes, para aplicaciones específicas

–Cromo (Cr), Molibdeno (Mo), Niquel (Ni), Vanadio (V), y mayor cantidad de

Manganeso (Mn) y Silicio (Si)

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El acero - incidencia de los elementos de aleación

◦CARBONO Elemento de mayor influencia en la soldabilidad de los aceros

Cuando %C

Aumenta Disminuye• El límite elástico

• La carga de rotura

• La dureza

• Ductilidad

• Tenacidad

• Soldabilidad

• Facilidad de mecanizado

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◦AZUFRE En general, elemento perjudicial. Conviene mantenerlo por debajo del 0,05%

Cuando %S

Aumenta Disminuye

• Facilidad para la mecanización• Ductilidad

• Soldabilidad

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◦FOSFORO En general, elemento perjudicial. Conviene mantenerlo por debajo de 0,05%. Valores superiores producen “Fragilización en Frío”

Cuando %P

Aumenta Disminuye

• Facilidad de mecanizado

• Resistencia a la tracción

• Ductilidad

• Soldabilidad

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◦MANGANESO (Mn) Tiene mayor afinidad que el Fe para combinarse con el O2

,S y C. Se emplea como desoxidante y desulfuraste

Cuando %Mn aumenta

Aumenta Disminuye• Resistencia a la tracción

• Dureza

• Ductilidad (Mn<1,5%)

• Resiliencia

• Soldabilidad (Mn<1,5%)

• Ductilidad (Mn>2%)

• Soldabilidad (Mn>2%)

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◦SILICIO (Si) Su mayor importancia, es ser un gran agente desoxidante, para controlar el contenido de Oxígeno en el acero

Cuando % Si aumenta

Aumenta Disminuye• Resistencia a la tracción

• Dureza

• Elasticidad

• Facilidad de mecanizado

• Soldabilidad (Si>0,65%)

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