Propiedades y Transformaciones del Acero: Un Estudio Exhaustivo

Oxidación y Corrosión

Oxidación seca: Tiene lugar sin intervención de agua o de soluciones ionizadas. Es la combinación entre metales y oxígeno, para dar compuestos óxidos, tendencia que tienen los materiales a buscar su forma más estable.

Oxidación húmeda: Deterioro de un material como consecuencia de un ataque electroquímico en su entorno.

Pares galvánicos: Corrosión producida por dos metales sumergidos en un electrolito y puestos en contacto exteriormente por medio de un conductor.

Fases del galvanizado: Desengrase, lavado, decapado, lavado, baño de sales, estufa de secado, baño de zinc, enfriamiento en agua.

Clasificación de pares galvánicos: De composición o fuerza electromotriz de contacto, corrosión de pilas de concentración, corrosión por tensiones mecánicas, corrosión biológica y corrosión por corrientes vagabundas.

Tipos de corrosión: Intercristalina, localizada, uniforme generalizada.

Factores que influyen en la corrosión: Tipo de metal, el estado de la pieza, el medio ambiente.

Protección contra la oxidación y la corrosión:

• Protección por recubrimiento (recubrimientos metálicos y no metálicos)
• Protección por capa química (cromatizado, fosfatación)
• Protección catódica
• Inhibidores

Propiedades Mecánicas y Procesos de Conformado

Tenacidad: Energía que absorbe una pieza antes de romperse.

Acritud: Cuando se deforma un material en zona plástica, este aumenta su resistencia como oposición a la acción externa, empleado para mejorar algunas condiciones de los metales.

Forjabilidad: La capacidad de un material para sufrir deformación plástica sin romperse ni desarrollar defectos en frío o en caliente.

Extrusión: Procedimiento para conformar metales y aleaciones a través de una matriz.

• Extrusión directa (la que se comprime)
• Extrusión indirecta
• Extrusión por impacto

Trefilado: Método de conformación en frío consistente en la reducción de la sección de una varilla o un alambre que se hace pasar a través de un orificio cónico. Los materiales más empleados son acero, cobre, aluminio.

Embutición: Proceso de conformado en frío de los metales, se transforma el material en piezas huecas.

Soldadura

Soldadura: Proceso de fabricación donde se realiza la unión de dos materiales. Las piezas son soldadas fundiendo ambas y pudiendo agregar un material de relleno fundido, que al final es una unión fija.

• Soldaduras con aportación de material en la zona de unión
• Soldaduras autógenas sin añadidos exteriores

Tipos de soldadura según el método de calentamiento: Oxiacetilénica, por arco eléctrico, por resistencia.

Soldadura de barras corrugadas: Uniones a tope con chaflán en X, uniones a tope con refuerzos laterales, uniones a tope con solape simple, uniones cruzadas.

Mecanizado

Tornos: La pieza está sujeta a un plano giratorio y la herramienta inmóvil. Fresado al revés.

Aceros: Tipos, Producción y Tratamientos

Formas alotrópicas del hierro: Hierro alfa (-768º), hierro beta (768-910), hierro gamma (910-1400), hierro δ (1400-…).

Tipos de acero:

• Aceros de baja aleación (-0,25% de C)
• Aceros de alta aleación: % de C 0,6-1,4%, aceros inoxidables (martensítico, ferrítico, austenítico, dúplex, endurecibles por precipitación)

Procesos de producción del acero a partir de arrabio: Consiste en quemar el exceso de carbono y las impurezas presentes.

• Convertidor de Bessemer-Thomas
• Horno de Martin
• Horno LD
• Hornos eléctricos

Tratamientos Térmicos del Acero

Procesos que varían la microestructura y constitución de los materiales, pero no su composición química. El objetivo es mejorar las propiedades mecánicas como la resistencia, dureza, plasticidad, etc.

Recocido: Calentar el material hasta una temperatura determinada sin llegar a fundirlo y enfriarlo de forma lenta. Se suele emplear para eliminar defectos del conformado en frío, ablandamiento, recuperación de la estructura o eliminación de tensiones internas. (Tipos: de eliminación de tensiones, de ablandamiento y normal).

Templado: Aumentar la resistencia y dureza del acero, pero lo vuelve frágil. (Tipos: continuo de austenización completa, continuo de austenización incompleta, superficial, escalonado, isotérmico).

Revenido: Eliminar la fragilidad y tensiones producidas en el proceso de temple. (Tipos: bajas, medias y altas temperaturas).

Normalizado: Regenerar la estructura del material producido por temple o forja hasta que se quede en su estado normal, afina su estructura y elimina tensiones internas.

Tratamientos Superficiales

Temple superficial: Flameado (empleado para producir la estructura y dureza deseable) por inducción.

Tratamientos termoquímicos:

• Cementación (se le aporta carbono a la superficie mediante difusión, su objetivo es aumentar la dureza del material sin afectar a su interior)
• Nitruración (se le aporta nitrógeno a la superficie, para conseguir durezas muy elevadas)
• Cianuración (se adicionan carbono y nitrógeno a la vez, se le aplica a aquellos que necesitan dureza en la superficie y protección contra el desgaste, posteriormente se requiere de un proceso de templado)
• Carbonitruración (introduce carbono y nitrógeno en la capa superficial, para aportar la dureza deseada)
• Sulfinización (se introduce azufre en la superficie, nitrógeno y carbono, para mejorar la resistencia al desgaste, favorecer la lubricación y evitar el agarrotamiento)