Fundamentos de Materiales: Metales y Aleaciones Ferrosas
Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Tecnología Industrial
Escrito el en 
español con un tamaño de 4,64 KB
Materiales Metálicos: Propiedades Esenciales
Los metales son elementos químicos caracterizados por las siguientes propiedades:
- Poseen una estructura interna común.
- Son sólidos a temperaturas normales, excepto el mercurio y el galio.
- Tienen una alta densidad.
- Poseen elevada conductividad térmica y eléctrica.
- Presentan considerable resistencia mecánica.
- Suelen ser maleables.
- Se pueden fundir, conformar y reciclar.
Materiales Ferrosos: El Hierro como Base
Un material es ferroso cuando su componente principal es el hierro. Normalmente, posee pequeñas cantidades de carbono que se le han incorporado para que la aleación adquiera propiedades especiales.
El hierro, en la naturaleza, nunca se encuentra en estado puro, sino combinado con óxidos, hidróxidos, carbonatos y sulfuros.
Propiedades del Hierro Puro
- Es un material magnético (ferromagnético).
- Color blanco azulado.
- Muy dúctil y maleable.
- Punto de fusión: aproximadamente 1500 ºC.
- Densidad alta (7,87 g/cm³).
Aceros y Fundiciones: Aleaciones de Hierro-Carbono
Según la norma UNE EN 10020:2001, el acero se define como aquel material en el que el hierro es el elemento predominante, el contenido en carbono es, generalmente, inferior al 2% y contiene, además, otros elementos.
El límite superior del 2% de contenido de carbono (C) es el que separa al acero de la fundición. Un aumento de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, pero, como contrapartida, incrementa su fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad.
Clasificación de Aceros según el Porcentaje de Carbono
Aceros Semiduros
Si el porcentaje de carbono es del 0,45%. Tienen una resistencia a la rotura de 62-70 kg/mm² y una dureza de 280 HB. Después de someterlos a un tratamiento de templado, su resistencia mecánica puede aumentar hasta alcanzar los 90 kg/mm².
Aplicaciones:
Ejes y elementos de máquinas, piezas bastante resistentes, cilindros de motores de explosión, transmisiones, etc.
Aceros Duros
El porcentaje de carbono es del 0,55%. Tienen una resistencia mecánica de 70-75 kg/mm² y una dureza Brinell de 200-220 HB. Bajo un tratamiento de templado, estos aceros pueden alcanzar un valor de resistencia de 100 kg/mm² y una dureza de 275-300 HB.
Aplicaciones:
Ejes, transmisiones, tensores y piezas regularmente cargadas y de espesores no muy elevados.
Diferenciación entre Acero y Fundición
- Se denomina acero a toda aleación de hierro-carbono cuyo contenido en carbono se sitúa generalmente por debajo del 2% y superior al 0,03%.
- Se denomina fundición a las aleaciones hierro-carbono cuyo contenido en carbono es superior al de un acero e inferior a un 4% aproximadamente de carbono.
Propiedades Mecánicas Clave de los Materiales
Estricción
Es un fenómeno que ocurre durante la plasticidad del acero, y sobre todo, típico de los aceros suaves o dúctiles.
Resiliencia
Mide el grado de tenacidad o de ductilidad del acero a una determinada temperatura (generalmente, se establecen valores de resiliencia a temperatura ambiente, a 0ºC, o a temperatura de -20ºC).
Tenacidad a la Fractura
Se denomina Tenacidad a la Fractura o intensidad del esfuerzo crítico, Kc, al valor de K requerido que origina el proceso de fractura en el interior del material, comenzando en el extremo de la grieta y propagándose hasta alcanzar la superficie de la pieza, ocasionando su fractura.
Elasticidad
El término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.
Plasticidad
La plasticidad es la propiedad mecánica que tiene un material para deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su límite elástico.
Resistencia a la Fluencia
Es la fuerza que se le aplica a un material para deformarlo sin que recupere su antigua forma al parar de ejercerla.
Maquinabilidad
La maquinabilidad es una propiedad de los materiales que permite comparar la facilidad con que pueden ser mecanizados por arranque de virutas.