Introducción a los Materiales Metálicos: Propiedades, Procesos y Aplicaciones

Materiales Metálicos

Acero al Carbono

El acero al carbono es un acero que no contiene otros elementos aleados además del carbono, excepto elementos residuales como Mn, S, P y Si.

  • Acero de bajo carbono: 0,05-0,25%C
  • Acero de medio carbono: 0,25-0,55%C
  • Acero de alto carbono: 0,55-0,95%C
  • Acero de extra alto carbono: 0,95-2,0%C

Acero Inoxidable

El acero inoxidable es una aleación de Fe-Cr, con más del 50% de hierro y más del 11% de cromo. Por lo general, el contenido de cromo es de hasta el 30%. Un tipo de acero inoxidable también contiene níquel.

Aleaciones

Una aleación es un material con propiedades metálicas, formado por dos o más elementos, de los cuales el solvente es un metal.

Aleación Eutéctica

Una aleación eutéctica es una aleación de dos o más elementos que solidifican a una temperatura constante, similar a un metal puro.

Cementita

La cementita es un compuesto de hierro y carbono presente en los aceros y en los hierros fundidos, conocido como carburo de hierro (Fe3C). Contiene un 69% de carbono, es dura y frágil, es el constituyente más duro y es magnetizable, pero no tanto como la ferrita.

Hierro Fundido

El hierro fundido es una aleación ferrosa que contiene una mayor cantidad de carbono que su límite de solubilidad en austenita.

Procesos de Tratamiento Térmico

Cementado

El cementado es la difusión a alta temperatura de uno o más elementos en la superficie del acero, generalmente carbono.

Austenitización

La austenitización es un proceso de alta temperatura al que se somete el acero para la formación de austenita. Esta se forma mediante el fenómeno de difusión y se enfría rápidamente para dar lugar a la formación de martensita, que le confiere alta dureza.

Carburizado

El carburizado es la difusión del carbono en la superficie de la pieza por contacto directo con un ambiente rico en carbono, que puede ser sólido, líquido o gaseoso, junto con calentamiento. Se endurece por temple.

Normalizado

El normalizado es el calentamiento de una aleación a una temperatura aproximada de 50 °C sobre la temperatura de transformación Ac3, seguido de un enfriamiento por debajo de este rango con aire a temperatura ambiente.

Recocido

El recocido es el calentamiento de un metal a la temperatura de transformación Ac1 y el enfriamiento lento para dar lugar a la disminución de la dureza por el crecimiento de los granos de su estructura.

Revenido

El revenido es el recalentamiento del acero a una temperatura inferior al rango de transformación, después del endurecido por enfriamiento rápido en el proceso de temple, seguido del enfriamiento controlado para reducir la dureza a los valores deseados.

Templado

El templado es el calentamiento del acero a la temperatura de austenitización durante el tiempo necesario para que se forme la austenita y enfriarlo rápidamente en un medio templante (agua, aire o aceite), con lo cual se consigue la transformación de la austenita en martensita, impartiéndole una estructura dura.

Propiedades Mecánicas

Capacidad de Amortiguar

Es la propiedad de un material de amortiguar vibraciones, lo cual es un proceso de absorción de energía cinética de las vibraciones, debido al fenómeno de histéresis.

Ductilidad

Es la propiedad de los materiales para deformarse permanentemente antes de presentarse una fractura por tensión.

Elasticidad

Es la propiedad que tienen los materiales de deformarse bajo la acción de una carga y recuperar su forma original cuando cesa dicha carga.

Elongación

Máxima deformación plástica experimentada por los metales cuando se someten a esfuerzos de tensión hasta causar fractura.

Fluencia

Deformación permanente que sufren los materiales a una temperatura determinada cuando están sometidos a un esfuerzo constante menor que el límite de cedencia durante un periodo de tiempo relativamente prolongado.

Fragilidad

Es la tendencia de un material a fracturarse sin presentar deformación plástica apreciable.

Límite de Fluencia

Es el esfuerzo máximo permitido de un material, más allá del cual puede causar deformación plástica.

Maleabilidad

Propiedad que tienen algunos metales de ser deformados plásticamente sin presentar fractura.

Maquinabilidad

Propiedad relativa que tienen los materiales en cuanto a la facilidad de ser cortados con una herramienta en una máquina herramienta formando viruta.

Tenacidad

Es la capacidad de los metales de resistir esfuerzos estáticos, dinámicos, súbitos o de choque sin presentar propagación de fractura.

Otras Propiedades

Anisotropía

Características de los materiales de exhibir variación en los valores de su propiedad cuando son evaluados en diferentes direcciones.

Carburo

Compuesto común en los aceros formado de carbono y uno o más elementos metálicos que se combinan con el carbono.

Compuesto

Material resultante de la unión covalente de dos o más elementos químicos.

Difusión

Fenómeno físico de transporte de la materia por el desplazamiento de átomos de un material a través de la red cristalina de otro material.

Prueba Charpy

Prueba de impacto que se hace a los materiales para evaluar su resistencia tenaz. La probeta normalmente tiene una ranura en V en el lado donde recibe el impacto de un péndulo en caída libre.

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