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martes, 21 de febrero de 2017

Tecnología Industrial I - Tema 6.- Metales ferrosos

Tema 6.- Metales ferrosos

ÍNDICE:

1. INTRODUCCIÓN A LOS METALES FERROSOS.
     1.1. Ventajas
     1.2. Inconvenientes
     1.3. Aplicaciones principales
     1.4. Estructuras cristalinas.
     1.5. Mecanismos de endurecimiento en metales.
     1.6. Tratamientos de los metales para mejorar sus propiedades.

2. METALES FERROSOS O FÉRRICOS.
     2.1. Tipos de metales ferrosos.

3. PROCESO SIDERÚRGICO.
     3.1. Obtención del mineral de hierro.
     3.2. Obtención del carbón de coque.
     3.3. Sinterización del mineral de hierro.
     3.4. Obtención del arrabio (alto horno).
     3.5. Transformación del arrabio en acero.
     3.6. Metalurgia secundaria.
     3.7. Colada convencional.
     3.8. Colada continua.
     3.9. Laminación del acero en caliente.
     3.10. Laminación del acero en frío.
     3.11. Decapado.
     3.12. Recocido.
     3.13. Temperizado.
     3.14. Recubrimientos de los aceros.

4. ACTIVIDADES DE SÍNTESIS.

5. RECURSOS WEB.

6. BIBLIOGRAFÍA.

1. INTRODUCCIÓN A LOS METALES FERROSOS.

     Podemos clasificar los metales en base al color, la densidad, los resistente que sea..  Sin embargo, dado que el hierro ha sido el metal mas usado con mucha diferencia, los metales se suelen clasificar en ferrosos ( si tienen hierro ) y no ferrosos ( no tienen hierro ).

     Se denominan metales ferrosos o férricos a aquellos que contienen hierro como elemento base; pueden llevar además pequeñas proporciones de otros elementos como carbono, níquel, cromo, etc.

1.1.-Ventajas:

- Son de los más usados en la actualidad.
- La gran ventaja de este material es su precio relativamente bajo.
- Facilidad de unirse con otros elementos para mejorar sustancialmente sus propiedades, formando nuevas aleaciones, como el caso del acero.
- Gran resistencia a las tensiones y esfuerzos, por lo que son muy empleados en construcción.
- Gran dureza. Poseen buenas propiedades mecánicas.
- Son abundantes. Son reciclables y reutilizables.
- Son buenos conductores del calor y de la electricidad

1.2.-Inconvenientes:

- Son muy pesados
- Se oxidan con facilidad
- Son difíciles de trabajar y de mecanizar
- Tienen un punto de fusión elevado

 1.3.- Aplicaciones principales

 Las aplicaciones mas significativas a las que se destinan los materiales ferrosos son la construcción de puentes, estructuras de edificios, barcos, trenes, coches y utensilios domésticos (ollas, grifos, cucharas, etc.).

1.4.- Estructuras cristalinas

 Los cuerpos sólidos se pueden presentar en dos estados fundamentales:

- Cristalino. Cuando están constituidos por átomos perfectamente ordenados en
el espacio. En este grupo se encuentran englobados los metales, los materiales
cerámicos y algunos polímeros que poseen regularidad suficiente.
- Amorfo. Cuando solamente presentan una ordenación espacial a corta distancia.
Es el caso de los vidrios y de los polímeros vítreos.

La estructura espacial de un sólido cristalino se construye a partir de una unidad repetitiva denominada celda unidad.

En los vértices de estas celdas unidad se sitúan los átomos. La repetición de las celdas en el espacio da lugar a las llamadas redes cristalinas simples.

También existe la posibilidad de situar átomos en los centros de las celdas (red cristalina centrada) o de las caras (red cristalina de caras centradas).

Conviene destacar que la mayor parte de los metales de interés industrial únicamente cristalizan en tres tipos de redes.

1.5. Mecanismos de endurecimiento en metales.

Las estructuras de los metales son las que definen principalmente las propiedades de los materiales para trabajar en ingeniería, que a su vez dependen de la composición química y los tratamientos posteriores. Los mecanismos de endurecimiento son básicamente técnicas para incrementar la dureza por medio de formación de dislocaciones que actúan como límites para los deslizamientos (excepto la transformación martensítica).

1.5.1. Afinamiento del grano:
El refinamiento de grano es uno de los mecanismos de fortalecimiento más eficaz, mejorando propiedades mecánicas sin pérdida en ductilidad. 

El borde de grano actúa como punto de fijación, impidiendo la propagación de las dislocaciones. El tamaño y el número de granos dentro de un material se controlan mediante la velocidad de solidificación de la fase líquida. 

1.5.2. Deformación en frío:
Cuando se habla de deformación en frío se refiere a un tratamiento que se hace por debajo de la temperatura de recristalización (formación de granos cristalinos nuevos por calentamiento a una temperatura determinada) para así aumentar la dureza y resistencia a la tracción de la pieza trabajada y, como consecuencia, disminuyendo su plasticidad y tenacidad.

Algunos procesos en los que se utiliza la deformación en frio son los siguientes:
     a. Embutido: proceso de obtención de piezas huecas mediante la colocación de una pieza de metal en una matriz y un punzón que la oprime.
     b. Laminado: proceso de obtención de láminas mediante rodillos que mediante presión disminuyen el espesor de la pieza.
    
     c. Trefilado: proceso de obtención de hilos o cables mediante estiramiento de un cable o tubo en pasos sucesivos a través de hileras.
     
     d. Extrusión: proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija, haciendo pasar el material por unas boquillas con forma.

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