Propiedades y clasificación de metales, aleaciones y fundiciones industriales

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Resumen

El documento recoge apuntes sobre metales y aleaciones industriales: conglomerados férreos, tipos de acero y sus usos, perfiles comerciales, aceros para herramientas y fundiciones blanca y gris. Incluye además la clasificación de los metales no ferrosos según su densidad y los efectos de la aleación en el cobre.

Puntos clave

  • Un conglomerado férreo se forma comprimiendo polvo metálico a altas presiones y temperaturas ligeramente inferiores a la de fusión.
  • El elemento principal de una aleación es el que está en mayor proporción e impone su red cristalina al conjunto.
  • El acero suave no aleado tiene entre 0,2% y 0,3% de carbono y una resistencia entre 48 y 55 kg/mm².
  • Los principales elementos aleantes de los aceros para herramientas son wolframio, molibdeno y cromo.
  • La fundición blanca es dura y frágil por la presencia de cementita, y se usa en piezas que resisten abrasión, como cilindros de laminación.
  • Según su densidad, los metales no ferrosos se clasifican en pesados (>5 kg/dm³), ligeros (2-5 kg/dm³) y ultraligeros (<2 kg/dm³).
  • Alear el cobre mejora la dureza y la resistencia, pero reduce su conductividad eléctrica.

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Metales y Aleaciones

1. Conglomerado férreo

Se denominan así a las pequeñas piezas formadas por la unión entre sí de distintos materiales férreos en polvo. Este material se comprime en un molde a altas presiones y a temperaturas ligeramente inferiores a la de fusión, obteniéndose así una masa completa y sólida.

2. Elemento principal en una aleación

Es aquel elemento que se encuentra en mayor proporción dentro de la mezcla e impone su red cristalina al conjunto.

3. Tipos de acero más utilizados y su justificación

Los aceros de baja aleación son los más utilizados debido a su bajo coste y porque presentan propiedades mecánicas y técnicas muy interesantes para la industria.

4. Acero suave

Se trata de un acero no aleado que posee un contenido de carbono de entre el 0,2% y el 0,3%, con una resistencia (R) comprendida entre 48 y 55 kg/mm².

5. Uso del acero F-1700 en herramientas de corte

¿Se puede utilizar un acero F-1700 para fabricar una herramienta de corte?

No, puesto que el F-1700 es un acero destinado específicamente para procesos de nitruración. En su lugar, para herramientas de corte, se debería utilizar un acero de la serie F-5000 (aceros para herramientas).

6. Elemento de aleación para evitar la fragilidad

El elemento que mejor evita la fragilidad en las aleaciones es el molibdeno.

7. Perfil

Es una de las formas comerciales del acero que se obtiene mediante el proceso de laminación. Existen diversos tipos, tales como perfiles angulares, en T, doble T, zeta, tubulares, entre otros.

8. Principales elementos aleantes en aceros para herramientas

Los elementos más comunes añadidos a los aceros aleados para herramientas son el wolframio (tungsteno), el molibdeno y el cromo.

9. Ductilidad y maleabilidad de la fundición

¿Se puede estirar una fundición en hilos o laminarla?

  • No, no se pueden estirar en hilos porque no son materiales dúctiles ni maleables.
  • No, no se pueden laminar, ya que no poseen propiedades de laminación ni son forjables.

10. Temperatura de fusión: Fundición vs. Acero

La fundición tiene una temperatura de fusión más baja que el acero.

11. Características de la fundición blanca

Tras el proceso de moldeo, todo o gran parte del carbono se presenta en forma de cementita. Esto origina un material extremadamente duro y frágil, lo que lo hace no mecanizable. Se utiliza principalmente en piezas que requieren ser pulidas y que deben resistir la abrasión y fuertes desgastes.

12. Tipos de fundición gris

  • Fundición gris laminar: Se caracteriza por la precipitación del grafito en forma de capas o láminas, lo que le confiere fragilidad.
  • Fundición gris esferoidal o nodular: El grafito precipita en forma de esferas o nódulos, mejorando sus propiedades mecánicas.

13. Aplicaciones de la fundición blanca

Se emplea en la fabricación de piezas que deben resistir fuertes desgastes, tales como:

  • Cilindros de laminación.
  • Ruedas de vagones.

14. Clasificación de metales no ferrosos según su densidad

  • Pesados: Densidad (ρ) > 5 kg/dm³. Ejemplos: Cobre (Cu), Estaño (Sn), Plomo (Pb), Níquel (Ni), Cromo (Cr).
  • Ligeros: Densidad (ρ) entre 2 y 5 kg/dm³. Ejemplos: Aluminio (Al), Titanio (Ti).
  • Ultraligeros: Densidad (ρ) < 2 kg/dm³. Ejemplos: Magnesio (Mg), Berilio (Be).

15. Efectos de la aleación en el cobre

Al alear el cobre, se refuerzan las propiedades mecánicas (como la dureza o la resistencia), pero, por el contrario, disminuyen las características eléctricas (conductividad).

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Preguntas frecuentes

¿Se puede usar un acero F-1700 para fabricar una herramienta de corte?

No, el F-1700 es un acero destinado a procesos de nitruración. Para herramientas de corte se debe usar un acero de la serie F-5000 (aceros para herramientas).

¿Qué diferencia hay entre la fundición gris laminar y la esferoidal?

En la laminar el grafito precipita en capas o láminas, lo que la hace frágil. En la esferoidal o nodular el grafito forma esferas o nódulos, lo que mejora sus propiedades mecánicas.

¿Qué metales se consideran pesados según su densidad?

Son los metales no ferrosos con densidad superior a 5 kg/dm³, como el cobre, el estaño, el plomo, el níquel y el cromo.

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Test

1. ¿Cuál es el elemento que está en mayor proporción en una aleación?
2. ¿Qué contenido de carbono tiene un acero suave?
3. ¿Qué tipo de fundición se utiliza en cilindros de laminación y ruedas de vagones?
4. ¿Cuál es el efecto principal de alear el cobre?
5. ¿En qué grupo de densidad se clasifica el aluminio?
6. ¿Qué elemento de aleación se indica como el que mejor evita la fragilidad?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.