Fundamentos de Procesos y Materiales en Tecnología Industrial: Aceros y Fundiciones

Conceptos Fundamentales en la Gestión de la Producción

Dirección y Supervisión de Procesos

Es la función de guiar, supervisar y tomar decisiones para asegurar que los recursos se utilicen de manera eficiente y alineada a los objetivos de producción, calidad y rentabilidad.

Gestión de la Fabricación

Se refiere a la gestión y supervisión de las actividades relacionadas con la fabricación, así como las etapas de planeación, coordinación, seguimiento y monitoreo de los procesos.

Evaluación de Procesos

Consiste en el análisis sistemático y continuo de las actividades, tareas y flujos de trabajo para identificar fortalezas, debilidades, ineficiencias y oportunidades de mejora.

Eficiencia y Eficacia en la Producción

Eficiencia

Capacidad de un sistema para convertir recursos (insumos, materiales, tiempo, energía) en productos de alta calidad con el mínimo desperdicio posible, buscando maximizar la producción y minimizar los costos.

Eficacia

Capacidad de lograr los objetivos y metas establecidos para el proceso, como la producción de una cantidad específica de productos de calidad en un tiempo determinado y dentro del presupuesto.

Principios de Metalurgia: Aceros y Fundiciones

Propiedades y Conceptos Básicos

Resistencia Mecánica

Es una propiedad de los materiales que indica su capacidad para soportar esfuerzos de tensión, compresión y corte antes de su fractura.

Aleaciones Metálicas

Es la unión química de dos o más metales con diferentes propiedades para generar un nuevo material llamado aleación, el cual presenta diferentes composiciones y propiedades que las de sus elementos constituyentes considerados de manera individual.

Diferencias Clave: Acero vs. Fundición de Hierro

La principal diferencia radica en su trabajabilidad: a las fundiciones de hierro no se les puede dar forma mediante deformación plástica, ni en frío ni en caliente, a diferencia del acero.

El Acero y sus Aleaciones

Definición de Acero

Es una aleación de hierro y carbono cuyo contenido de carbono está entre el 0.02% y el 2%, con pequeñas cantidades de otros elementos como fósforo (P), azufre (S), manganeso (Mn), cobre (Cu), silicio (Si), etc.

Aceros Aleados

Son aceros simples a los que se les agrega de manera intencional ciertos elementos de aleación. Entre los más comunes se pueden mencionar los siguientes:

• Cromo (Cr)
• Molibdeno (Mo)
• Níquel (Ni)
• Tungsteno (W)
• Vanadio (V)
• Silicio (Si)
• Manganeso (Mn)

Objetivos de la Aleación en Aceros

Los principales objetivos que se persiguen al crear un acero aleado son:

• Aumentar la resistencia mecánica.
• Mejorar su templabilidad.
• Aumentar su resistencia a la corrosión y a la oxidación.

Un ejemplo clave es la adición de cromo, que confiere buena resistencia a la corrosión y a la oxidación gracias a la formación de una capa pasiva de óxido de cromo en la superficie.

Aceros para Herramientas

Son aceros cuyos principales elementos de aleación son carbono, tungsteno, molibdeno, manganeso, vanadio, níquel y cobalto. Deben poseer las siguientes características:

• Alta dureza y resistencia al desgaste.
• Excelente templabilidad.
• Mínima deformación durante el tratamiento térmico.

Clasificación de Aceros para Herramientas (Según AISI)

• W: Aceros templables en agua.
• O: Aceros templables en aceite.
• A: Aceros templables al aire.
• D: Aceros de alto cromo – alto carbono.
• S: Aceros resistentes al impacto.
• H: Aceros para trabajo en caliente.
• T y M: Aceros rápidos o de alta velocidad (base Tungsteno o Molibdeno).
• P: Aceros para moldes.
• L y F: Aceros de propósito especial.

Fundiciones de Hierro

Son aleaciones de hierro y carbono con un contenido de este último en el rango del 2% hasta el 6.7%, con cantidades adicionales de silicio o manganeso.