Fundición de metales
Metales:
Son materiales sólidos compuesto de uno o más elementos sólidos como Fe, Cu, Al, Ni, etc. Excepto el mercurio que es líquido.
Los metales se utilizan según sus propiedades:
Ø Conducción de calor: ollas, estufas, utensilios.
Ø Conducción de electricidad: cables, filamento de lamparitas, circuitos electrónicos.
Ø Brillo metálico: joyas, monedas (oro).
Ø Resistentes: construcciones.
Importancia:
Gracias a los metales existen muchas cosas hoy en día, imaginemos un mundo sin metales no abría coches ni aviones.
Propiedades:
Los metales tienen incontables aplicaciones según sus propiedades que alcanza al adherir ciertos elementos.
Usos:
Se pueden mejorar mezclando metales diferentes en aleaciones. Para poder usar según sus
propiedades.
Clasificación:
v Férreos: metales y aleaciones con alto contenido de hierro.
v No férreos: metales y aleación que carecen de hierro.
Fundición: es el proceso por el cual un metal se extrae de su mena.
Metalurgia: ciencia y tecnología de los metales que incluye desde su extracción, preparación, y sobre todo estudia su estructura y sus propiedades.
Siderurgia: tecnología relacionada con la producción del hierro y sus aleaciones.
El hierro (Fe): Es un elemento metálico, magnético, maleable y de color blanco plateado.
Propiedades:
Ø Duro.
Ø Blando (de acuerdo al %de carbono.
Ø Maleable.
Ø Se magnetizan fácilmente. (desaparecen fácilmente sus propiedades a los 790ºC.
Ø Punto de fusión 1535ºC.
El metal existe en tres formas alotrópicas:
v Hierro – alfa.
v Hierro - magma.
v Hierro – delta.
Según el proceso del enfriamiento del carbono en hierro pueden salir como resultado los siguientes:
Ø Cementita: Fe 3 C, 6,67 %, Es duro y frágil su resistencia tensil es 5.000 lb/pulg2. Y alta resistencia a la compresión.
Ø Austenita: solución solida y máxima solubilidad 2%, dureza RC 40, resistencia tensil 15.000 lb/pulg2, elongación 10 % en 32 pulg.
Ø Ferrita: solución solidad a máxima solubilidad 0.025 %, menor dureza RB 90, resistencia tensil 40.000 lb/pulg2.
Ø perlita: mezcla autentica contiene 0.8 % C, dureza RC 20, resistencia tensil 120.000 lb/pulg2, elongación 20 % en 2pulg.
Acero:
es una aleación de hierro con pequeñas cantidades de otros elementos es decir, hierro combinado con hasta 1.7 % de carbono. Y sumergido en agua fría adquiere por el temple gran dureza y elasticidad.
Los aceros al carbono según su tenor de carbono pueden clasificarse en:
1. aceros hipoeutectoides: son aquellos que tiene menos de 0.08 % de C. con estos se fabrican las carrocerías de los coches.
v Eutecoide: son aquellos cuyo tenor de carbono se del 0.8 % estos son usados en construcción naval y vigas para soportar grandes cargas.
v Hipereutectoide: tiene una composición superior al 0.8 % de carbono hasta 1.7% estos aceros son muy resistentes pero de de conformar y se usa para muelles y carriles que soportan mucho desgaste.
2. aceros al carbono: el 90 % de los carbonos son aceros al carbono. Con este tipo de acero se fabrican maquinas, carrocerías de los automóviles, estructuras de construcción pasadores de pelo.
3. Aceros aleados: estos aceros están compuesto por un a proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre. Estos aceros se emplea para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.
4. Aceros de baja aleación ultra resistentes: es la familia de aceros mas resistentes de las cinco. Este material se emplea para fabricar vagones y estructuras de edificios.
5. Aceros inoxidables: estos aceros contiene cromo, níquel y otros elementos de aleación que los mantienen brillantes y resistentes a la oxidación. Este material se emplea para tuberías, deposito de petróleo y productos químicos y para la construcción de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos por que resiste a la acción de los fluidos corporales, además para los utensilios de cocina, gracias a que es fácil de limpiar.
6. Aceros de herramientas: estos aceros se emplea para fabricar herramientas y cabezas de corte y modelado de maquinas. Contiene wolframio molibdeno y otros elementos de aleación que les proporciona alta resistencia, dureza y durabilidad.
Las fundiciones de hierro:
Son aleaciones de hierro carbono del 2 al 5% cantidades de cilicio del 2 al 4%, del manganeso hasta 1%, bajo azufre y bajo fosforó. Se caracterizan por que se pueden vaciar del horno cubilote para obtener piezas de muy diferentes tamaño y complejidad pero no pueden ser sometidas a deformación plástica.
Ventajas de la fundición:
v Mayor facilidad de maquinado que los aceros.
v Se pueden fabricar piezas de diferentes tamaños y complejidad.
v En su fabricación no se necesitan equipos ni hornos muy costosos.
v Absorción de las vibraciones mecánicas y auto lubricantes.
v Resistentes al choque térmico, a la corrosión y de buena resistencia al desgaste.
Las fundiciones pueden ser:
1. Fundición blanca: la micro estructura consiste en perlita en una red de cementita interdendritica continua, dura resistente al desgaste, difícil de maquinar, aplicación: bolas de atribución de acería, boquillas de extrusión, camisas de mezcladora de cemento.
2. Fundición maleable: no se describe su enfriamiento por el diagrama Fe- Fe3C, bajo ciertas condiciones Fe3C 3Fe+C., se obtiene a partir de la blanca maleabilizando la, convierte el C de la cementita en esferas irregulares de C, la matriz puede ser ferrítica o perlítica. Se usa para conexión de tuberías barandales de puentes y equipos agrícolas.
3. Fundición gris: el grafito esta en formas de hojuelas en matriz ferrítica, perlítica o mezcla de ambas, se pueden describir su enfriamiento mediante el diagrama estable hierro- grafito. Se usa para válvulas y recipientes a presión, contrapesos, marcos de seguridad, carcasa de bombas.
4. Fundición atruchada: se obtiene vaciando el metal fundido sobre un enfriador metálico, se logra una superficie dura con núcleo suave se utiliza en ruedas dentadas, ruedas de carro, ferrocarril y rodillos de trituración.
5. Fundición nodular: se obtiene de la colada, agregando cerio o magnesio en el cucharon, la matriz es ferrítica, perlítica, templada o austenítica. Se usa en piezas de tractores, herramientas agrícolas, cigüeñales, troqueles.
