ALEACIONES FÉRREAS (

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(1)ALEACIONES FÉRREAS (Constituyen.  95 % de los materiales metálicos empleados por el hombre) (85% aceros, 10 % fundiciones). Las aleaciones denominadas férreas tienen al hierro como principal componente, aunque pueden contener carbono y otros elementos de aleación. La clasificación de las aleaciones férreas según el contenido de carbono comprende tres grupos: HIERRO, ACERO Y FUNDICIÓN. Poseen un amplio rango de microestructuras y propiedades asociadas.. La mayoría de los diseños de ingeniería que requieren soportar cargas estructurales o transmisión de potencia implican el uso de aleaciones férreas. EL HIERRO PURO contiene menos de 0.008 % en peso de C y, en el diagrama de equilibrio, comprende la fase ferrita (α) a temperatura ambiente.. LAS ALEACIONES HIERRO-CARBONO que contienen entre 0.008 y 2.11 % en peso de C se clasifican como ACEROS. Si contienen, además, otros elementos de aleación ese contenido máximo de carbono puede disminuir. La microestructura de la mayoría de los aceros consiste en las fases α y Fe3C. Todas las aleaciones comprendidas en este tramo de composición, al enfriarlas desde el campo γ a temperatura ambiente, originan una serie de microestructuras. Aunque un acero puede contener como máximo un 2.11 % en peso de C, en la práctica la concentración de carbono raramente excede del 1.0 %. Existen miles de aceros que tienen distintas composiciones y/o tratamientos térmicos y químicos. LAS FUNDICIONES se definen como aleaciones férreas que contienen entre 2.11 y 6.70 % en peso de C. Sin embargo, las fundiciones comerciales normalmente contienen menos del 4.5 % C..

(2) ALEACIONES FÉRREAS El uso generalizado de las aleaciones férreas se debe a tres factores: (1) En la corteza de la tierra abundan los compuestos de hierro. El hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, pre-cedido solamente por el oxígeno, silicio y aluminio. (2) Los aceros se fabrican mediante técnicas de extracción, afino, aleación y conformado relativamente económicas (3) Las aleaciones férreas son extremadamente versátiles, ya que se pueden adaptar para que tengan una gran variedad de propiedades físicas y mecánicas.. El principal inconveniente de las aleaciones férreas es la susceptibilidad a la corrosión y a la oxidación.. Se discutirán las composiciones, microestructuras y propiedades de diferentes tipos de aceros y fundiciones..

(3) Dentro de los aceros debe distinguirse el empleo o no de una cantidad significativa de elementos de aleación diferentes del carbono. Los ELEMENTOS DE ALEACIÓN deben seleccionarse cuidadosamente porque suponen un IMPORTANTE AUMENTO DEL COSTE DEL MATERIAL. Su uso queda justificado solamente por mejoras esenciales en ciertas propiedades, tales como una mayor resistencia o un mejor comportamiento frente a la corrosión. Las propiedades mecánicas dependen de la composición química, en la que está el contenido en carbono (que suele ser inferior al 1 %) y de los tratamientos a que sean sometidos. Los aceros más comunes se clasifican según el contenido en carbono: BAJO, MEDIO Y ALTO EN CARBONO. Además, en cada grupo existen subclases de acuerdo con la concentración de otros elementos de aleación. LOS ACEROS AL CARBONO sólo contienen concentraciones residuales de impurezas distintas al carbono. En LOS ACEROS ALEADOS, los elementos de aleación se añaden intencionadamente en concentraciones específicas.. Son aquellos que sólo contienen concentraciones residuales de otros elementos, distintos al carbono.. Contienen además de hierro y carbono otros elementos tales como: cromo, níquel, molibdeno, manganeso, silicio, ....

(4) CLASIFICACIÓN ACEROS Y FUNDICIONES CON RESPECTO AL CONTENIDO EN C Según el diagrama de fases Fe-C metaestable se diferencian:. ● ACEROS: % C < 2.11 % -Perlíticos -Ferritoperliticos -Ferríticos -Otros ● FUNDICIONES BLANCAS: 2.11 <% C <6.67 % En los aceros un aumento del contenido de C le confiere una mayor dureza, pero disminuye el alargamiento antes de la rotura. Por ejemplo, los botes de Coca-Cola necesitan un bajo contenido en C, ya que requieren una buena conformabilidad, mientras que los railes del ferrocarril requieren mayor resistencia al desgaste. Ferrocarril: Mina (0.35- 0.5 % C) RENFE: • Mercancias (0.5- 0.6 % C) • Talgo (0.65- 0.7 % C), • Ave (0.77- 0.8 % C). Fe3C Consumos de acero Acero ferrítico……………………………………………………………………….40 % Acero ferritoperlítico…………………………………………………………….25 % Acero perlítico………………………………………………………………………15 % Aceros de media y alta aleación Un acero soldable tiene un % C  0.25 y el no soldable mayor (Inoxidable, herramientas, aplicaciones especiales)……………..20 %.

(5) Entre los materiales estructurales, el acero ocupa un lugar preponderante tanto en la industria de la energía —oleoductos, gasoductos, tendidos eléctricos,—como de la construcción (edificios, plataformas marinas, recipientes, etc) y del transporte ya sea naval, aéreo o terrestre (ferrocarriles y automoción). Las grandes producciones de acero se destinan fundamentalmente a hierros comerciales y barras corrugadas para construcción, tirantes para hormigón armado, almas de acero para conductores eléctricos, vigas y toda suerte de perfiles largos —entre ellos railes de ferrocarril—, planchas y chapas para construcción de barcos, plataformas marinas, tanques de almacenamiento, tuberías, carrocerías de automóvil, vagones, calderería, etc.. Para esas aplicaciones se requieren aceros de composición meramente hierro y carbono, sin elementos de aleación, más baratos por tanto que los aceros aleados, y consecuentemente con escasa templabilidad: se utilizan con la estructura micrográfica que corresponde al diagrama de equilibrio Fe-C. Los aceros "binarios" —de solo Fe y C— resultan ser: • plenamente ferríticos (si %C<0.0218%) • erritoperlíticos (para %C entre 0.1%-0.5%) • perlitoferriticos (si el carbono está comprendido entre 0.5% y 0.77%) • cementitoperliticos (%C>0.77, hipereutectoides) Con frecuencia se agrupan bajo una denominación genérica de "aceros al carbono“(*) y se encuadran en: • Aceros de bajo carbono (<0.25 %C), • Aceros de medio carbono (0.25-0.6 %C) • Aceros de alto carbono (>0.6 % C). (*) Según ASTM (American Society Testing Materials), se considera que son "aceros al carbono" cuando: no se especifica un contenido mínimo de Cr, Co, Nb, Mo, Ni, Ti, W, V, Zr o cualquier otro elemento de adición para obtener un determinado efecto; el contenido máximo especificado para los elementos manganeso y Si no excede de 1.65 % Mn o 0.6 % Si; el contenido mínimo especificado para el Cu es menor de 0.4 %..

(6) 1.- ACEROS HIPOEUTECTOIDES (C<0.77 %) [ACEROS BAJOS (< 0.25 %C) Y MEDIOS EN CARBONO(0.25 %<C<0.6 %)].. a.- Soldables: dan lugar a la formación de martensita cúbica C < 0.1 %:. (i) F + P (Ferritoperlítico): Low carbón (C<0.1 %) (ii) Puramente ferrítico [Fe(α)]: acero para deformación en frío (envases, chapas de automoción, aceros de esmaltería,..) ELC (Extra low carbón): C<0.0218 % ULC (Ultra low carbón): C<0.01 % EULC (Extra ultra low carbón): C<0.008 %. 0.1< C < 0.25 %: F + P (Ferritoperlítico) para chapas soldables, un poco más duros que los de antes. Aptos para deformación en frío (no tanto como los de antes). Susceptibles de afino de grano por tratamiento térmico. Buen comportamiento frente a solicitaciones mecánicas a gran temperatura, así como buen comportamiento frente a impacto. b.- No soldables: da lugar a la formación de martensita tetragonal (menos tenaz y, por tanto, más frágil) (% C > 0.25) Hay dos tipos: (i) F + P (Ferritoperlítico). Chapas de alta resistencia con ciertas propiedades de antiadherencia. Se pueden conformar en frío por trefilado (para obtener alambres y derivados) (ii) En el estado de Temple+Revenido se pueden fabricar chapas de alta resistencia (C> 0.45 %). El proceso tiene un alto coste.

(7) ACEROS FERRÍTICOS (EXTRA LOW CARBON: C < 0.0218) Seguimos la línea de enfriamiento roja. Al descender la temperatura por debajo de A3, se inicia la nucleación de la ferrita [Fe()] en las juntas de grano o puntos triples. Al proseguir el enfriamiento por debajo de 727 ºC el C disuelto en la ferrita rebasa la línea de solubilidad y reacciona con el Fe para dar cementita terciaria o vermicular. La precipitación suele tener lugar en forma de pequeños gusanos en las juntas de grano de la ferrita, o bien en puntos triples. También puede tener lugar en el interior de los granos cuando la velocidad de enfriamiento es mayor..

(8) ACEROS BAJOS EN CARBONO (C<0.25 %C) La mayor parte de todo el acero fabricado es bajo en carbono. Este tipo de acero no responde al tratamiento térmico para formar martensita y es endurecible por acritud. LA MICROESTRUCTURA CONSISTE EN FERRITA Y PERLITA. Como consecuencia, estos aceros son relativamente blandos y poco resistentes, pero con extraordinaria ductilidad y tenacidad. Además, son de fácil mecanizado, soldables y baratos. Se utilizan para fabricar carrocerías de automóviles, vigas (en forma de I, canales y ángulos) y láminas para construir tuberías, edificios, puentes y latas estañadas..

(9) ACEROS BAJOS EN CARBONO / Aceros de alta resistencia y baja aleación (HSLA) (aceros microaleados) Otro grupo de aceros bajos en carbono está constituido por los aceros de alta resistencia y baja aleación (HSLA, High Strength Low Alloy), que contienen elementos de aleación como cobre, vanadio, níquel y molibdeno en concentraciones combinadas de aproximadamente el 10 % en peso y poseen mucho mayor resistencia mecánica que los aceros bajos en carbono. Se aumenta la resistencia por tratamiento térmico y el límite elástico excede de 480 Mpa. Además son dúctiles, hechurables y mecanizables: en las tablas 1a y 1b se han listado algunos. En el ambiente atmosférico, los aceros HSLA son más resistentes a la corrosión que los aceros al carbono, a los que suelen reemplazar en muchas aplicaciones donde la resistencia mecánica es crítica: puentes, torres, columnas de soporte de altos edificios y recipientes a presión. Son aceros con muy bajo carbono (típicamente por debajo del 0.2 % en peso de C), y alrededor de un 1 % en peso o menos de elementos tales como Mn, P, Si, Cr, Ni, Mo, y pequeñísimas cantidades Nb, V y Ti. Estos aceros son laminados en caliente de forma controlada para obtener una estructura de grano muy fino, con valores elevados del límite elástico y la resistencia, junto con una baja temperatura de transición dúctil-frágil. Las tablas 1a y 1b indican las composiciones y las propiedades mecánicas de varios aceros bajos en carbono, respectivamente. Estos aceros suelen tener un límite elástico de 275 MPa, una resistencia a la tracción comprendida entre 415 y 550 MPa y una ductilidad del 25 % EL Tabla 1a.-Composiciones 5 aceros bajos en carbono y 3 aceros de baja aleación y alta resistencia. Tabla 1b.- Características mecánicas de material laminado en caliente y aplicaciones típicas de aceros de bajos en carbono y aceros de alta resistencia y baja aleación.

(10) ACEROS MEDIOS EN CARBONO Los aceros medios en carbono tienen porcentajes en carbono comprendidos entre 0.25 y 0.6 %. Estos aceros pueden ser tratados térmicamente mediante austenización, temple y revenido para mejorar sus propiedades mecánicas. Se suelen utilizar en la condición de revenidos, con microestructura de martensita revenida. Se trata de aceros de baja templabilidad, sólo tratables en piezas de delgada sección y velocidades de temple muy rápidas. Las adiciones de cromo, níquel y molibdeno mejoran la capacidad de estas aleaciones para ser tratados térmicamente, generando así gran variedad de combinaciones resistencia-ductilidad. Estos aceros tratados térmicamente son más resistentes que los aceros bajos en carbono, pero menos dúctiles y tenaces. Se utilizan para fabricar ruedas y railes de trenes, engranajes, cigüeñales y otros componentes estructurales que necesitan alta resistencia mecánica, resistencia al desgaste y tenacidad..

(11) ACEROS MEDIOS EN CARBONO En la tabla 2a se presentan las composiciones de varios aceros con contenido medio en carbono, cuyo esquema de designación se comenta seguidamente. La "Society of Automotive Engineers" (SAE), el "American Iron and Steel Institute" (AISI) y la "American Society for Testing and Materials" (ASTM) son los responsables de la clasificación y de la especificación de los aceros y de sus aleaciones. La designación AISI/SAE de los aceros consta de cuatro cifras: los dos primeros dígitos indican el tipo y contenido en aleantes del acero y las dos o tres últimas cifras se corresponden con el contenido medio en carbono (en porcentaje en peso, multiplicado por 100). Las dos primeras cifras de aceros al carbono son 1 y 0; mientras que las de los aceros aleados son, por ejemplo 13, 41, 43. Las cifras tercera y cuarta representan el porcentaje en carbono multiplicado por 100; por ejemplo, un acero 1060 significa un acero al carbono con 0.60 % C.. Un acero al carbono con un 0.40 % en peso de C es un acero 1040, mientras que un acero con un 1.45 % en peso de Cr y un 1.5 % en peso de C es un acero 52150.. Tabla 2a.- Sistema de designación AISI/SAE y UNS y tramos de composición para aceros al carbono y aceros de baja aleación.

(12) ACEROS MEDIOS EN CARBONO Con el fin de uniformar las aleaciones férreas y no férreas se utiliza el sistema numérico uniformado (UNS), que consiste en una letra, como prefijo, seguida de un número de cinco cifras. La letra indica la familia metálica a que pertenece la aleación. La designación UNS de estos aceros empieza con una G seguida por el número AISI/SAE; el quinto dígito es un cero. La tabla 2b contiene las características mecánicas y las aplicaciones típicas de estos aceros, después de templados y revenidos.. Tabla 2b.- Aplicaciones típicas e intervalo de propiedades mecánicas de aceros al carbono y templados en aceite y revenidos.

(13) 1.-ACEROS HIPOEUTECTOIDES (0.0218 < C < 0.77 %).Mayor aplicación ingenieril Tienen una estructura de granos de fase αproeutectoide circundando a las colonias de perlita. Inician su transformación alotrópica en A3. Germen reactor: Fase α –proeutectoide. La nucleación tiene lugar de forma heterogénea en las juntas de grano y puntos triples. Entre A3 y A1 va creciendo la fase α en virtud de la expulsión de C de la fase γ. A 727 ºC la fase γ tiene un 0.77 % de C. Se verifica la reacción eutectoide  (0.77 % C )    (0.023 % C )  Fe C  727 ºC. 3. PERLITA. Se forman colonias de perlita. La matriz es ferrita proeutectoide. En aceros binarios forjados o laminados en caliente, la ferrita proeutectoide aparece como matriz de manera clara (en forma de red o malla que contornea a la perlita) cuando C < 0.55 %. Para 0.55<C<0.77 %, no suele adoptar esa forma, sino que se presentan cristales entremezclados en las colonias de perlita. Bruto de moldeo: materiales de acero colados. Tienen una estructura de grano descomunal, donde la ferrita crece acicularmente, dando estructura de Widmanstäten. Esto ocurre cuando el tamaño de grano austenitico es muy grande. Domina el crecimiento en vez de la nucleación heterogénea (los pocos gérmenes que aparecen crecen muy rápido), porque hay pocos sitios para ello, debido al gran tamaño de grano. La acicula tiene gran superficie en relación a su volumen (S/V ↑), luego a través suyo expulsa C y desprende calor (Q). Esta estructura acicular, ingenierilmente, es mala. En el borde de la acícula existe una gran concentración de esfuerzos, con lo que puede producirse la rotura del material (no tiene uso ingenieril). A3.

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(15) ACEROS ALTOS EN CARBONO (normalmente contienen entre 0.60 y 1.4 % C). 0.60. Los aceros altos en carbono pueden ser hipoeutectoides, eutectoides o hipereutectoides. Son más duros, resistentes y aún menos dúctiles que los otros aceros al carbono. Casi siempre se utilizan en la condición templada y revenida, en la cual son especialmente resistentes al desgaste y capaces de adquirir la forma de herramienta de corte. Las herramientas y las matrices se fabrican con aceros aleados altos en carbono que contienen, generalmente, cromo, vanadio, tungsteno y molibdeno. Estos elementos de aleación se combinan con el carbono para formar carburos muy duros y resistentes al desgaste: por ejemplo, Cr23C6, V4C3 y WC. En la tabla 3 están listados algunos aceros de herramienta y sus composiciones. Estos aceros se utilizan como herramientas de corte y matrices para hechurar materiales, así como cuchillos, navajas, hojas de sierra, muelles e hilos de alta resistencia. Tabla 3.- Designaciones, composiciones y aplicaciones de seis aceros de herramientas. 1.4.

(16) 2.- ACEROS EUTECTOIDES (C=0.77 %). 0.77. Aceros 100 % perlíticos. En minería se utilizan para obtener las bolas y barras de los molinos. No se emplean para hacer chapas Tomamos la composición del acero tal que C = 0.77 %. Por encima de 727 ºC tenemos una estructura homogénea de fase γ. Al alcanzar la temperatura de 727 ºC se inicia la transformación a temperatura constantes según la reacción eutectoide. El germen reactor de la nucleación es el núcleo de Fe3C (simplificando, en puntos triples aparece la perlita).    (0.023 % C )  Fe C  (0.77 % C )  3 727 ºC. PERLITA. La fase α admite en solución un 0.0218 % C. Al enfriar, la fase α expulsa C hasta la cementita engrosándola (es un material compuesto natural). En el caso de que existan grietas, cuanto más fina sea la cementita mejor y cuanto mayor sea el número mejor, para que la grieta no avance. A mayor anchura de la fase α mejor. Se amortigua la vibración debida a la grieta. Se desarrolla perlita en los puntos triples.

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(18) 1.- ACEROS HIPEREUTECTOIDES (0.77 < C < 2.11 %) No se usa en el estado convencional debido a su baja tenacidad y si en el estado de temple + maduración. Mediante revenido se utiliza para herramientas (de conformado de chapa en frío), donde se puede incluir los materiales sometidos a esfuerzos cíclicos Al bajar la temperatura y alcanzar la línea Acm se verifica la transformación: γFe3C. El germen reactor es el Fe3C. La fase γ se va empobreciendo en C. A la temperatura de 727 ºC aparece una red continua de cementita previa al eutectoide (cementita proeutectoide). La fase γ que falta por transformar tiene un contenido en C del 0.77 %. Como la cementita proeutectoide es el constituyente matriz y es cerámica, podrá soportar esfuerzos altos, pero el alargamiento antes de la rotura es muy pequeño, de ahí que no sea útil.. Colonia de perlita: zona donde las láminas de perlita tienen la misma orientación Hasta que no se extinga la última porción de γ0.77 la temperatura no baja, luego si. El contenido de fase α baja del 0.0218 % al 0.008 %. Ha dejado de admitir carbono (fase α expulsa C). Hay un recrecimiento de las zonas de cementita previamente formada. La máxima solubilidad en C de la fase α a temperatura ambiente son 80 ppm (0.008 %). La estructura a temperatura ambiente cementita (matriz) + perlita, luego de nula aplicación ingenieril. Estructura micrográfica formada por colonias de perlita contorneadas por una red más o menos continua de cementita (matriz)-cementita proeutectoide. Las cantidades se calculan mediante la regla de los segmentos inversos.    (0.023 % C )  Fe C  (0.77 % C )  3 727 ºC.

(19) Schematic representation of the formation of pearlite from austenite; direction of carbón diffusion indicated by arrows.. Schematic representations of the microstructures for an iron– carbon alloy of hypereutectoid composition C1 (containing between 0.76 and 2.14 wt% C), as it is cooled from within the austenite phase region to below the eutectoid temperature.. Photomicrograph of a 1.4 wt % C steel having a microstructure consisting of a white proeutectoid cementite network surrounding the pearlite colonies.x1000.

(20) ACEROS DE ALTA ALEACIÓN Se consideran aceros de alta aleación aquellos en los que el total de elementos de aleación distintos del carbono superan el 5 % en peso. La adición de esos elementos encarece el acero, y sólo se justifica por la mejora sustancial de ciertas propiedades. Así, los aceros inoxidables requieren la adición de aleantes para evitar ser dañados por un ambiente corrosivo. En los aceros de herramientas los elementos aleantes se añaden con el fin de obtener la dureza requerida para aplicaciones de mecanizado.. ACEROS INOXIDABLES Los aceros inoxidables resisten la corrosión (herrumbre) en muchos ambientes, especialmente en la atmósfera. El cromo es el principal elemento de aleación, en una concentración mínima del 12 %. La denominación de “inoxidables” hace referencia a su comportamiento en medio acuoso. En ese medio el hierro puro tiende a pasar a la forma iónica. En cambio, para contenidos en Cr superiores al 12 %, el Fe se reviste de un film de óxido con alto contenido en Cr, de espesor inferior a 10 nm y, por tanto, invisible, que lo pasiva: modifica la posición del Fe en la serie electromotriz y su comportamiento pasa a ser catódico. Para producir el óxido protector, el acero inoxidable ha de estar expuesto a agentes oxidantes.. Por otro lado, la invisible película protectora resulta también resistente a los ácidos oxidantes y a numerosas soluciones salinas. Si resultara dañada la película pasiva vuelve a reconstruirse con tal de que el ambiente sea suficientemente oxidante y el oxígeno pueda entrar en contacto con la aleación. La película, en cambio, no resiste frente a ácidos reductores. La resistencias la corrosión mejora con adiciones de níquel y molibdeno. Las adiciones de los elementos de aleación en concentraciones significativas producen dramáticas alteraciones en el diagrama de fases hierro-carburo de hierro. Los aceros inoxidables se clasifican en función de la microestructura constituyente: martensítica, ferrítica o austenítica..

(21) Familias de aceros inoxidables (a).- Cr < 12 % (por ejemplo, Cr=4.3 %). Usos para conseguir aceros con suficiente resistencia al ataque químico. (b).- Cr > 12 % 1.- Cr > 25 %. Aceros superferriticos: muy refractarios. Llevan el mínimo de % C posible Aplicación: bandas continuas Dwight-Lloyd Riesgo: formación de fase γ  promueve la Fragilización de materiales 2.- Cr ≈12-14 %. -Aceros inoxidables ferríticos: estructura bruta de moldeo grande. Bajo % C Aplicaciones: potas, fregaderos,... Son susceptibles de atracción magnética - Aceros inoxidables martensiticos. El % C es mayor. Se usan donde la dureza y el inoxidabilidad son exigidas (bisturis) (c).- 18 %Cr-8 %Ni. Aceros austeniticos. Usados en revestimientos internos de recipientes a presión. Son resistentes a la corrosión. Debido al Ni, no se deben usar en presencia del S (existe mucha afinidad entre ellos).

(22) ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS. Los aceros inoxidables ferríticos son esencialmente aleaciones binarias hierro-cromo que contienen alrededor de un 12 a un 30 % de cromo. Se llaman ferríticos porque su estructura permanece en su mayor parte ferrítica (BCC, hierro tipo  ) en condiciones normales de tratamiento térmico. Como el cromo tiene la misma estructura cristalina BCC que la ferrita  , puede extender la región de fase  , y suprimir la región de fase . Como resultado, se forma un “lazo ” en el diagrama de fases hierrocromo y lo divide en regiones FCC y BCC. Los aceros inoxidables ferríticos , puesto que contienen más del 12 % de cromo, no pasan de la transformación FCC a BCC y se enfrían desde altas temperaturas como soluciones sólidas de cromo en hierro-. 1.- Los aceros inoxidables ferríticos son relativamente baratos, ya que no contienen níquel. No endurecen por acritud, ya que no son susceptibles al temple. Principalmente se usan como materiales de construcción general, en los que se requiere su especial resistencia al calor y a la corrosión. La presencia de carburos en este acero reduce, en cierto grado, su resistencia a la corrosión.. 2.- Sin un alto contenido en níquel, la estructura BCC es estable, como ocurre en los aceros inoxidables ferríticos. Poseen más de un 12 por ciento en Cr (y no hay más elementos; el contenido en C es bajo, 0.10.2 por ciento, para no disminuir la plasticidad). No se producen transformaciones, y la estructura es ferrita hasta fusión. En el caso de muchas aplicaciones que no requieren la elevada resistencia a corrosión de los aceros inoxidables austeníticos, los aceros inoxidables ferríticos, menos aleados (y con un menor coste), resultan bastante útiles. Son aceros ferromagnéticos, al igual que los martensíticos. Los aceros inoxidables ferríticos tienen comportamiento magnético. Diagrama de fases de hierro-cromo.

(23) ACEROS INOXIDABLES MARTENSITICOS Los aceros inoxidables martensíticos son esencialmente aleaciones de hierro-cromo que contienen del 12 % al 17 % de cromo con suficiente carbono (0.15 al 1%), que amplía el bucle , de tal modo, que es posible obtener una estructura martensítica, por temple desde la región de fase austenítica. Estas aleaciones se llaman martensíticas, pues son capaces de desarrollar una estructura martensítica después de un tratamiento térmico de austenización y temple. Puesto que la composición de los aceros inoxidables martensíticos, se ajusta para optimizar resistencia y dureza, la resistencia a la corrosión de estos aceros es relativamente pobre, comparada con los austeníticos y ferríticos. Poseen alta resistencia. Resultan excelentes en aplicaciones tales como cuberterías o muelles. El tratamiento térmico de los aceros inoxidables martensíticos destinado a aumentar resistencia y tenacidad, es básicamente el mismo que para los aceros al carbono y los de baja aleación. Es decir: la aleación es austenizada, enfriada lo suficientemente rápido como para producir una estructura martensítica y después, tratada para reducir tensiones y aumentar la tenacidad. La alta templabilidad de las aleaciones de hierro –del 12 al 17 % de cromo- evita la necesidad de temple por agua y permite una velocidad de enfriamiento más lenta para producir la estructura martensítica. Cuando el contenido en carbono de las aleaciones hierro-cromo se incrementa hasta un 1 % de carbono, el lazo  se hace mayor. En consecuencia, las aleaciones hierro-cromo con alrededor de un 1 % de carbono pueden contener sobre un 16% de cromo y ser capaces aún de producir una estructura martensítica por austenización y temple. Los aceros inoxidables martensíticos tienen comportamiento magnético.

(24) ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS. Se mantiene retenida la estructura de la austenita a temperatura ambiente. Los aceros inoxidables austeníticos son esencialmente aleaciones ternarias de hierro-cromo-níquel; contienen entre un 16 % y un 25% de cromo y desde un 7% a un 20% de níquel. Se añade Mo (2 %) para evitar la corrosión por picaduras en caliente Estas aleaciones se denominan austeníticas, porque su estructura recuerda a la austenita (FCC, hierro tipo  ) a todas las temperaturas normales de tratamiento térmico. Esta estructura se puede presentar a temperatura ambiente siempre que sea estabilizada por un elemento de aleación apropiado, como el níquel. La presencia de níquel que poseen una estructura cristalina FCC, permite retener la estructura FCC a temperatura ambiente. La elevada conformabilidad de los aceros austeníticos es debida a su estructura FCC. Los aceros inoxidables austeníticos no endurecen por acritud, ya que no son susceptibles al temple. Los aceros inoxidables austeníticos tienen normalmente mejor resistencia a la corrosión que los ferríticos y martensíticos, porque los carburos pueden retenerse en solución sólida por enfriamiento rápido desde altas temperaturas. Sin embargo, si estos aceros, austeníticos, han de ser soldados, o enfriados lentamente desde altas temperaturas, a través del rango 870 a 600 º C, pueden ser susceptibles de corrosión intergranular porque los carburos de cromo precipitan en los bordes de grano. Esta dificultad, puede evitarse en cierto grado o bien descendiendo el máximo contenido de carbono hasta aproximadamente el 0.03 % de carbono, o bien, añadiendo un elemento aleante, tal como el niobio, para que se combine con el carbono existente.. Son aceros de baja resistencia y gran capacidad de deformación (estructura FCC). No son ferromagnéticos. La austenita podría transformarse en martensita por deformación plástica (TRIP). Puede haber sensibilización a la corrosión intergranular por la precipitación de carburos de cromo en bordes de grano, por permanencia entre 500 y 900 °C. Los aceros inoxidables dúplex son aceros con una estructura combinada de ferrita y austenita, a los que se le ha añadido menos Ni en comparación con el Cr, y presentan propiedades intermedias. 4.Los aceros inoxidables endurecibles por precipitación (PH) se utilizan en piezas resistentes a la corrosión con responsabilidad estructural. Tienen alta resistencia y tenacidad. Se aprovecha la formación de compuestos intermetálicos a altas temperaturas de revenido..

(25) ACEROS INOXIDABLES En la tabla 4 figuran las composiciones químicas, las propiedades mecánicas y las aplicaciones de cuatro clases de aceros inoxidables. La amplia gama de propiedades mecánicas combinadas con la excelente resistencia a la corrosión hacen que este tipo de acero sea muy versátil.. Algunos aceros inoxidables se utilizan en ambientes rigurosos a elevadas temperaturas debido a su resistencia a la oxidación y a la integridad mecánica en estas condiciones; en atmósferas oxidantes hasta 1000°C. Las turbinas de gas, generadores de vapor, hornos de tratamiento térmico, aviones, misiles y generadores de energía nuclear están construidos con estos aceros inoxidables. La tabla 4 también incluye aceros inoxidables de muy alta resistencia mecánica y a la corrosión (17.7 PH): endurecidos por precipitación mediante tratamiento térmico. Tabla 4.- Designaciones, composiciones, propiedades mecánicas y aplicaciones típicas para los aceros inoxidables ferríticos, austeniticos, martensiticos y endurecidos por precipitación.

(26) ACEROS DE HERRAMIENTAS Los aceros de herramientas presentan resistencia y dureza máximas, y se emplean para cortar, mecanizar o dar forma a otro material. Algunos de los tipos principales de aceros de herramientas se resumen en la Tabla 11.4. Al final de la tabla se incluye un acero al carbono (W1), adecuado en operaciones de conformado no demasiado exigentes. Hoy día resulta común la adición de gran cantidad de aleantes a este tipo de materiales, y las propiedades deseadas determinan la composición. Se requiere límite elástico elevado, por lo que la estructura óptima es la de bonificado con revenidos bajos y alto contenido en carbono. Para mejorar la tenacidad se añade silicio. Para tener resistencia en caliente se añaden W, Mo, Cr y V. Si se busca indeformabilidad durante el tratamiento térmico, se añaden grandes proporciones de Cr y Mn.. Los aceros rápidos presentan gran dureza en caliente y se utilizan para mecanizar a gran velocidad..

(27) ACERO F+P FORJADO.

(28) ACERO F+P BRUTO DE MOLDEO + NORMALIZADO.

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