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PRUEBAS MECANICAS
Son aleaciones de hierro y carbono con un contenido de este último en el rango de 2 hasta 6.7 % con cantidades adicionales de silicio o manganeso. Su principal diferencia con los aceros es que no se les puede dar forma mediante deformación plástica ni en frío ni en caliente.
Sus principales características son las siguientes:
- Buena resistencia a la compresión, pero no a a la tensión
- Son maquinables
- Absorben vibraciones
- Buena resistencia bajo cargas variables
- Son baratos
Los más resistentes son los hierros nodulares pero al mismo tiempo son los más caros ya que se precisa de un mayor control en su composición química. Los más usados son los hierros fundidos grises.
Las principales aplicaciones de los hierros fundidos son:
- Carcasas para bombas y transmisiones
- Bases y marcos para máquinas herramientas
- Engranes
- Flechas
- Partes automotrices, etc.
Donde el carbono se encuentra en forma de rosetas de grafito
El carbono se encuentra en forma de nódulos de grafito
El carbono de encuentra en forma de hojuelas de grafito
El carbono se encuentra en forma de carburo de hierro
Son otro grupo importante de aceros y como su nombre lo indica se utilizan
fundamentalmente para la fabricación de herramientas que se utilizan para darle forma a otros materiales. Los principales elementos de aleación de los aceros para herramienta son : carbono, tungsteno, molibdeno, manganeso, vanadio, niquel, cobalto etc.
Los aceros para herramienta deben mostrar las siguientes cualidades:
- Deben poseer una alta dureza y resistencia al desgaste.
- También deben mostrar una excelente templabilidad
- Deben sufrir una deformación mínima durante el tratamiento térmico.
- Deben retener su dureza a altas temperaturas (dureza al rojo)
A. DE PROPOSITO GENERAL
que se identifican con las letras L y F.
A. PARA MOLDES
que se identifican con la letra P
A. RAPIDOS-ALTA VELOCIDAD
que pueden ser al tungsteno y al molibdeno, idéntificandose los primeros con la letra W y los segundos con la letra M
A. TRABAJOS EN CALIENTE
que se se identifican con la letra H
A. RESISTENTES AL IMPACTO
identificables con la letra S.
A. TRABAJOS EN FRIO
Los cuales a su vez se dividen en:
- Aceros templables en agua y que se identifican con la letra W
- Aceros templables en aceite identificables con la letra O
- Los aceros templables al aire que se identifican con la letra A
- Los aceros de alto cromo- alto carbono que se utilizan para la fabricación de troqueles que se identifican con la letra D.
Son básicamente aleaciones Fe-Cr ó Fe-Cr-Ni con un contenido de al menos 10 % de cromo y el menor contenido posible de carbono y que poseen una buena resistencia a la corrosión y a la oxidación conferida por una capa de óxido de cromo que se forma sobre su superficie y que origina la pasivación de ésta.
Las principales aplicaciones de los aceros inoxidables son:
- Tuberías
- Recipientes de proceso
- Válvulas
- Cuchillería
- Resortes
- Artículos de ornato, etc.
A.I AUSTENITICOS
Aceros inoxidables Austeníticos
- Poseen entre el 15 y 25 % de cromo
- También contienen niquel en un rango de 7 al 15 %.
- Y el contenido de carbono no debe exceder de 0.08 %
- Son no magnéticos
- No son tratables térmicamente
- Son endurecibles mediante trabajo en frío
- Son caros
- Se identifican mediante un 3 seguido de 2 digitos, y los que contienen manganeso mediante un 2 seguido de 2 digitos.
A.I FERRITICOS
Aceros Inoxidables Ferríticos
- Poseen un contenido de cromo entre el 15 y 25 %.
- El contenido de carbono no debe exceder de 0.1 %.
- Poseen buena resistencia a la corrosión y a la oxidación
- No son tratables térmicamente
- Endurecibles mediante trabajo en frío
- Son magnéticos.
- Según AISI- NOM se identifican mediante un 4 seguido de 2 digitos.
A.I MARTENSITICOS
Aceros Inoxidables Martensíticos
- Poseen un contenido de cromo entre el 12 y 14 %.
- El contenido de carbono no excede de 0.4 %.
- Son magnéticos
- Son tratables térmicamente ( Temple y revenido).
- Poseen regular resistencia a la corrosión y a la oxidación.
- Son los más económicos dentro de los aceros inoxidables
- Según AISI-NOM se identifican mediante un 4 segido de dos digitos.
Son aceros simples a los que se les agrega de manera intencional ciertos
elementos de aleación, entre los que se pueden mencionar a los siguientes: cromo, molibdeno,
níquel, tungsteno, vanadio, silicio, manganeso,etc,. debiéndo ser la suma de todos los elementos antes mencionados menor o igual al 5 %.
En la Tabla 1.1.- se muestra cual es principal elemento de aleación dependiendo de cual es elvalor del primer digito.
Tabla 1.1.- Designación AISI-SAE-NOM para aceros simples y aleados
FAMILIA PRINCIPAL ELEMENTO DE ALEACIÓN
1 XXX CARBONO
2 XXX NIQUEL
3 XXX NIQUEL-CROMO
4 XXX CROMO-MOLIBDENO
5 XXX CROMO
6 XXX CROMO-VANADIO
8 XXX CROMO-NIQUEL-MOLIBDENO
9 XXX CROMO-SILICIO
Aumentar su resistencia a la corrosion y oxidacion
Mejorar su templabilidad
Aumentar la resistencia mecanica
los aceros simples se pueden mencionar
- Estructuras
- Elementos de máquinas (Ejes, resortes, engranes, etc)
- Tornillos
- Herramientas de mano
Aceros de alto carbono (%C>0.8)
- Son templables
- Duros y resistentes al desgaste
- Difíciles de soldar
- Poco tenaces
- Baratos
Aceros de medio carbono (0.3<%C<0.65)
- Son templables (Se pueden someter a temple y revenido)
- Poseen buena resistencia mecánica
- Ductilidad moderada
- Baratos
Aceros de bajo carbono (0.02<%C<0.3)
- Son dúctiles
- Soldables
- No se pueden tratar térmicamente
- Poseen una resistencia mecánica moderada
- Maquinables
- Baratos
Los materiales no metálicos están constituídos principalmente por los siguientes grupos de materiales.
- Plásticos
- Cerámicos y
- Materiales compuestos.
En términos generales, un material compuesto es aquel que está hecho de dos o mas elementos que le otorgan ciertas propiedades en combinación que no son posibles en ninguno separadamente.
Los más importantes son los que se refieren a fibras resistentes de varios tipos
, encapsuladas en plástico.
Las principales aplicaciones de los materiales compuestos son las siguientes:
- Paneles de carrocerías para automóviles
- Artículos diversos
- Componentes para avión,etc.
Las propiedades del material dependen del tipo de plástico y de fibra utilizados en su fabricación. Cuando las resinas utilizadas en los FRP son curadas y endurecidas forman una pieza de plástico, que por sí sola es débil y frágil. Por otra parte, las fibras utilizadas, son fabricadas de materiales frágiles y quebradizos como el vidrio.
El material con que están fabricadas las fibras se
produce en forma de filamentos muy finos, y las cuarteaduras y fracturas en el material
compuesto dejan de ser un problema mayor debido a las razones siguientes:
- El diámetro de los filamentos de fibra es tan pequeño, que cuando son sometidas a carga, simplemente se doblan y se apartan de la dirección de la carga, en lugar de soportarla y como consecuencia fracturarse.
- Existe una carga mínima que el material con el que están fabricadas las fibras puede tolerar sin que su resistencia de vea afectada. Influyendo de manera determinante el diámetro de la fibra en la resistencia mecánica de ella.
Estos materiales de alta tecnología muestran las características siguientes:
- Poseen una alta dureza
- Resistentes a temperaturas elevadas
- Aislantes térmicos y eléctricos
- Son resistentes a la corrosión
Sin embargo, son frágiles, son poco resistentes al choque térmico y son todavía muy caros.
Estos materiales encuentran actualmente las siguientes aplicaciones:
- Herramientas de corte
- Recubrimientos
- Válvulas e impulsores para bombas
- Ladrillos refractarios
- Componentes automotrices.
Son los primeros materiales que tuvo a su alcancé el hombre primitivo y que aún hoy siguen teniendo una gran cantidad de aplicaciones, por ejemplo, el barro, la porcelana, etc.
Sin embargo en los últimos años han cobrado gran auge los llamados cerámicos de ingeniería, entre los que se pueden mencionar a los siguientes:
- Oxidos (óxido de aluminio, óxido de magnesio,etc.)
- Carburos ( Carburo de tungsteno, carburo de silicio, carburo de titanio,etc)
- Nitruros como puede ser en nitruro cúbico de silicio.
De los plásticos se aprovechan las siguientes características:
- Son ligeros
- Baratos
- No se corroen
- Se les puede dar forma fácilmente
- Buenos aislantes térmicos y eléctricos
- Son relativamente fáciles de reciclar
Sin embargo muestran los siguientes inconvenientes:
- Sólo pueden trabajar a temperaturas relativamente bajas (no más de 120 ºC)
- Sus propiedades mecánicas son un tanto reducidas
- Se degradan
- Su reciclaje todavía es un tanto limitado.
Sus principales aplicaciones son:
- Fibras textiles
- Envases y envolturas
- Partes para automóvil
- Engranes y carcasas
- Objetos diversos
Los plásticos mas usados hoy día son:
- El polietileno, el poliestireno, el cloruro de polivinil ( PVC), el teraftalato de polietileno(PET), el polipropileno, etc. Todos ellos son plásticos reciclables
son aquellos que pueden experimentar una gran cantidad de deformación elástica a temperatura ambiente.
no se pueden ablandar por medio calor, ya que si se aumenta mucho
su temperatura sólo se conseguiría quemarlos
Dentro de los termofijos los más usados son: los epóxicos, los silicones, poliesteres no saturados, poliuretano, fenólicos, etc. Todos ellos son muy dificíles de ser reciclables pero afortunadamente la suma de ellos sólo alcanza un 20 % del total consumido.
son aquellos que se pueden ablandar por medio de calor para darles forma
muchas veces, esto significa que son fáciles de reciclar
El material no ferroso más usado en la actualidad es el aluminio y las aleaciones que forma con los siguientes elementos: Cu, Mg, Ni, Si, Zn, Li,etc.
Mostrando las siguientes características:
- Buena resistencia a la corrosión debida a la formación de una capa protectora
- Ligero con una densidad de 2.7 g/cm3
- Fácil de reciclar (principalmente el aluminio puro).
- Buena relación resistencia/peso
Sus principales aplicaciones son:
- Conductores eléctricos
- Componentes para avión
- Envases para alimentos
- Cancelería
- Diversos componentes automotrices
El cobre es otro importante metal de uso corriente en ingeniería,
sus principales elementos de aleación son:
- Estaño, para constituir al bronce
- Zinc, formando el latón
- Níquel constituyendo los cuproniqueles
Sus principales características son:
- Es buen conductor eléctrico
- Posee buena resistencia a la corrosión
- Es dúctil y fácil de soldar
- Posee una resistencia mecánica moderada.
Sus principales aplicaciones son:
- Conductores eléctricos
- Resortes
- Tubería
- Artesanías
- Engranes
- Cerraduras
Otro metal con cada día mayor numero de aplicaciones es el zinc, el cual es muy abundante en nuestro país;
sus principales elementos de aleación son:
aluminio, magnesio y el cobre.
Sus principales características son:
- Buena resistencia a la corrosión
- Económico
- Funde a bajas temperaturas aleado con otros elementos
Se utiliza principalmente en forma de recubrimiento y como parte importante de dos aleaciones comerciales de gran importancia que son el Zamak y el Zinalco
