martes, 25 de febrero de 2014

HERRAMIENTAS BÁSICAS DEL CHAPISTA


1.PARA DESARMADO DE VEHÍCULOS


Destornilladores: es una herramienta que se utiliza para apretar y aflojar tornillos y otros elementos de máquinas que requieren poca fuerza de apriete y que generalmente son de diámetro pequeño, pueden ser plano, de estrella o pozidriv.




Sacagrapas: Permite una fácil extracción de la tapicería de panel de la puerta del coche. Elimina los clips del panel, sin dañar las áreas alrededor.



2.DE CHOQUE,IMPACTO O PERCUSIÓN

  • Martillo de carrocero: Se usa para el alisado y desabollado, los hay con doble cara, peña larga, corta y sin peña, normalmente son de boca plana pero también los hay con boca abombada y con bocas fresadas para recoger la chapa.

Se utilizan normalmente en función de la forma y accesibilidad de la pieza que se vaya a reparar.
Como se aprecia en las imágenes, los hay de varios tipos
:




  • Martillo de bola: Imprescindible para el chapista, sobre todo para reparaciones con abolladuras de cierta envergadura.
Los martillos de bola grandes, por su peso y tamaño no se usan para alisados, a no ser que se trate de chapas gruesas.
Son martillos perfectos para deformaciones con grandes estiramientos, por ejemplo para aliviar tensiones en largueros, pisos, etc..


  • Maza:Tipo de martillo usado en reparaciones de carrocería para reparar grandes deformaciones en cualquier parte del chasis o refuerzo de la estructura.
En ocasiones, se usan tacos de madera grandes para proteger la zona de la carrocería a golpear, y así, no deformarla al recibir el impacto de la maza.
Según comunidades también se les suele nombrar como; macho, porro, marro, mazo, etc.
La maza es imprescindible para reparar tanto en bancada como en golpes de consideración en las carrocerías

  • Martillo de lima o lima de repasar:martillo de carrocero, para desabollado y alisado, pero con la ventaja de que al ser dentados, expanden menos la chapa que los martillos lisos. Normalmente se usan con bastante frecuencia.
Se escoge el martillo de lima, o la lima de repasar, en función de la pieza a reparar y sus formas, por ejemplo, la lima de repaso, al tener mas superficie de impacto, se suele usar mas en piezas grandes como paños de puerta, laterales, etc.

  • Martillo de nylon,madera y goma de maza: son martillos de plástico que dañan menos que los metálicos y sólo se usan con ese fin, el dañar y marcar la chapa lo menos posible.
En estos martillos las bocas de nylon son tratadas para una vida más larga y una mayor seguridad de trabajo
Este tipo de martillo se usa bastante en chapa y aun más en mecánica.


  • Los cortafríos, cinceles y buriles, son herramientas manuales, se usan para cortar, desbastar, dar formas y desunir piezas de la carrocería en frío, pero deben usarse con precaución, porque dañan y deforman la chapa.
Siempre que nos sea posible, elegiremos para cortar chapa una sierra neumática, arco de sierra, etc., en lugar de cinceles, puesto que aumentaremos la calidad de nuestra reparación y las piezas encajarán mejor unas con otras.
Estas herramientas de mano tampoco son aconsejables en cierta medida para desunir los puntos de soldadura, es mejor y recomendable usar una despunteadora o bien brocas especiales para cortar puntadas y que se pueden usar con cualquier taladro de mano.
Nota: Los guantes y gafas protectoras son indispensables para el uso de los cortafrios, cinceles y buriles.





  • Granetes: se usan a martillo en la chapa para marcar, y sobre todo, para posteriormente, hacer taladros precisos. 
Por ejemplo si queremos hacer un agujero de 10mm en la chapa y que no varíe de posición ni lo más mínimo. Deberemos marcar el punto exacto con el granete (dándole un golpecito de martillo al granete y si es posible con la ayuda de alguien, entibando por el otro lado de la pieza con un tas, para que no haya ninguna deformación. Solamente es cuestión de hacer una pequeña marca y nunca un fuerte golpe con el martillo). Taladraremos en ese punto aumentando progresivamente el diámetro de la broca, para así ir ampliando de manera proporcional el diámetro del agujero

3.SUFRIDERAS O TASES


 Las sufrideras o tases, son unas de las principales herramientas de los chapistas, y son usadas como entibo para la reparación de abolladuras.
Se trata de unas herramientas pasivas manuales fabricadas en acero, provistas de varias caras con diferentes formas, para que se golpee entre éstas y la chapa, por zonas más o menos enfrentadas y facilitar así el retorno de la chapa a su forma original.

Las hay de muchas formas, y elegiremos aquella que mejor se adapte a la forma original de la chapa a reparar.
Por dar un ejemplo: para reparar una abolladura en una pieza de chapa totalmente plana, emplearíamos la sufridera 6 de la imagen, ya que la podemos adaptar mejor a una forma plana y no con la 1 que nos serviría para entibar en formas con curvas pronunciadas, como en algunas zonas de la aleta de un Seiscientos por decir una pieza.






A los tipos de sufrideras o tases, se les conoce también como: tacón, cuña, corazón, riñón, seta, carrete, oval, de raíl, plana, etc. Todos los nombres vienen dados por relacionar sus formas con objetos cotidianos y así poder diferenciar unas de otras con un nombre.
El orden numérico que hay en la imagen, es para el ejemplo anterior y solo para eso, aparte, existen muchos modelos que no están aquí representados.


4.HERRAMIENTAS NEUMATICAS


La sierra neumática o también llamada caladora neumática manual, es una de las herramientas de corte más utilizadas actualmente por los chapistas en las reparaciones de carrocerías.
Sirve para cortar chapas de acero incluso de varios milímetros de espesor, también sirve para cortar aluminio, fibra, plásticos e incluso madera dependiendo de la hoja elegida.
Entre los trabajos que se suele usar la sierra neumática están:
  1. Cortes en piezas de la carrocería para su sustitución con cortes parciales como estribos, laterales, faldones, paños de puerta, etc.
  1. Para cortar elementos plásticos como por ejemplo agujeros en paragolpes para la colocación de antinieblas, faros de largo alcance, etc.
  1. También es muy utilizada para las reparaciones y reconstrucciones de elementos de fibra de poliéster, vidrio y otros compuestos similares.
Son muy seguras porque traen incorporado un "gatillo" de seguridad para que no funcionen si no es a voluntad del operario.

La colocación de las hojas de recambio es muy fácil con la ayuda de un destornillador de estrella y una llave allen. Lo único a tener en cuenta, es que la posición de la hoja va al contrario de como se coloca en un arco de sierra, o sea, que los dientes van mirando hacia nosotros, por el motivo de que si la montamos normalmente, la sierra neumática tiende a "levantarse" de la chapa a cortar, con la consiguiente molestia y posible rotura de la hoja. También se debe tener en cuenta la forma original de las hojas, que es ni más ni menos, para que podamos hacer cortes circulares con más facilidad.

5.HERRAMIENTAS DE MEDICIÓN Y VERIFICACIÓN


Se utiliza en todo tipo de intervenciones en las que sea necesario comprobar, ajustar o posicionar cualquier elemento o ensamblaje del vehículo.


  • Regla: consiste en una lamina de acero de varios milímetros de espesor, que dispone de una escala graduada en uno de sus laterales dividida en milímetros.



  • Flexómetro: instrumento de medida, formado por una regla flexible, graduada en milímetros. Normalmente, la cinta suele ser retráctil, disponiendo de un freno para facilitar la lectura de las medidas.




  • Calibre o pie de rey: instrumento de medida de uso muy común por su fácil manejo y el grado de precisión en las mediciones realizadas. Básicamente, consta de una regla, sobre la que se desplaza una pequeña regla móvil. El número de partes en que se encuentra dividida la regla móvil determina la precisión del calibre.



6.UTILES DE SUJECIÓN 


  •  Alicates: herramientas de sujeción formadas por dos brazos articulados  con dos extremos para aplicar el esfuerzo de accionamiento, y los extremos contrarios formando una boca cuya configuración se realiza en función de la utilidad que se quiera conseguir. Los tipos de alicates más utilizados son los siguientes:alicates universales,alicates de electricista,alicates de bocas planas,alicates de bocas semiredondas,alicates de corte,alicates para anillos seiger,alicates regulables o pico de loro,etc




  • Tornillo de banco: herramienta que se monta habitualmente sobre un banco de trabajo, y que esta formado por dos bocas (una fija y otra móvil), que al cerrarse aprisionan a la pieza o elementos sobre los que se hayan de realizar cualquier tipo de operación.




  • Mordazas: herramientas que se emplean para mantener unidas dos piezas por presión que están sueltas y para sujetar el electrodo de masa en la soldadura y recogido de chapa.



  •  Tenazas: Herramientas especiales para sacar clavos, no son, por tanto, verdaderas herramientas de sujección, aunque a veces se utilizan como tales.




  • Sargentos:Se suele usar para sujetar piezas grandes a la mesa de trabajo o para mantener unidas dos piezas el tiempo de pegado.







MECANIZADO BÁSICO



INDICE

  1. Mecanizado manual y mediante herramientas eléctricas
  2. Distintos tipos de mecanizado
  3. Corte
  4. Limado
  5. Bruñido
  6. Taladrado
  7. Torneado
  8. Roscado       

1.MECANIZADO MANUAL Y MEDIANTE HERRAMIENTAS ELÉCTRICAS


El mecanizado se trata de un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante la eliminación de material, ya sea por arranque de viruta o por abrasión. Se realiza a partir de productos semielaborados previamente conformadas por otros procesos como moldeo o forja.Se pueden clasificar en:
  • Mecanizado manual
Los procesos de mecanizado manual son aquellos en los que con la ayuda de herramientas manuales se consigue realizar piezas y operaciones en piezas. 
En todos y cada uno de estos procesos se necesita conocer las técnicas y procedimientos  más adecuados para la realización de los mismos, así como los diferentes instrumentos necesarios y las características de utilización y conservación de cada uno de ellos, para conseguir la realización de los procesos con las mayores garantías de calidad y en el menor tiempo posible y con los menores consumos de material con lo que se consigue realizar un procedimiento rentable. 

Las operaciones manuales permiten obtener piezas por: 
· Deformación (forjado con martillo) 
· Arranque de viruta (limado, roscado, serrado) 
  • Mecanizado mediante herramientas eléctricas 
Los procesos de mecanizado a maquina son aquellos en los que con la ayuda de maquinas herramientas se consigue realizar piezas y operaciones en piezas. 
Las máquinas herramientas son aquellas que hacen trabajos sustitutivos de las herramientas manuales en las operaciones de dar forma a los materiales. Por tanto toda máquina-herramienta es portadora de una herramienta capaz de realizar el trabajo y de los mecanismos y órganos necesarios para sujetar la pieza y dar movimiento mecánico a ésta o a la herramienta. 

3. CORTE


Existen varios tipos de cortes siendo los mas utilizados estos cuatro tipos que muestro a continuación:

Cizallado: Puesto que el corte se realiza sometiendo al material a un esfuerzo de cizalla no hay consumo de material. En caso de que los filos no estén bien regulados para el espesor que deseamos cortar se producirá un rizado (pliegue irregular) del borde cortado. Las principales herramientas para realizar corte por cizallado son: Las tijeras, cizalla, cizalla circular y cizalla eléctrica.

Arranque de viruta: Es el proceso, donde las piezas se separan por el surco creado por la herramienta de corte. La separación se hace al eliminar el material en forma de pequeñas partículas llamadas virutas. Las principales herramientas para realizar corte por arranque de viruta son: La sierra de mano, sierra neumática, sierra de sable, sierra de cinta, nibbler o roedora y las fresas de despunteado.


Abrasión: La abrasión es la eliminación de material desgastando la pieza en pequeñas cantidades, desprendiendo partículas de material, en muchos casos, incandescente. Este proceso se realiza por la acción de una herramienta característica, la muela abrasiva. En este caso, la herramienta (muela) está formada por partículas de material abrasivo muy duro unidas por un aglutinante. Esta forma de eliminar material rayando la superficie de la pieza, necesita menos fuerza para eliminar material apretando la herramienta contra la pieza, por lo que permite que se puedan dar pasadas de mucho menor espesor. La precisión que se puede obtener por abrasión y el acabado superficial pueden ser muy buenos pero los tiempos productivos son muy prolongados. La principal herramienta para practicar este tipo de corte es la amoladora o rotaflex.


Corte térmico: Los distintos procesos de corte térmico basan su funcionamiento en un calentamiento del material en la zona de corte hasta alcanzar el punto de fusión y la expulsión de este material fundido. Los principales procesos de corte térmico son: el oxicorte, el corte por arco de plasma, corte por laser y el corte por chorro de agua a presion con abrasivo.


4.LIMADO


Es una operación que tiene por objeto rebajar, pulir o retocar piezas metálicas arrancando pequeñas porciones de material en forma de virutas o limaduras. 
Consiste en trabajar caras planas o curvas por medio de las limas hasta conseguir dejar las caras planas, paralelas y a escuadra con las medidas indicadas y el grado de acabado establecido en los planos de las piezas. 
Esta operación se realiza con la herramienta denominada lima. 
 

La lima.

Las limas están fabricadas en acero templado, lo que les da una gran dureza, a la misma  vez que cierta fragilidad. 
Las partes que forma una lima son: 
· Cabeza. 
· Cuerpo 
· Talón. 
· Cola o espiga: que se introduce a presión dentro de un mango de plástico o madera para facilitar la sujeción. 
· Mango. 
 
 
 
Características que definen a las limas: 

• Picado. El picado expresa la rugosidad de la lima 
• Paso o grado de corte.. Es el número de dientes por 
centímetro que hay en la superficie picada. 
• Longitud de la lima. Es la longitud del cuerpo expresada 
en pulgadas( desde 3 hasta 14 pulgadas) 
• Forma de la lima.. es la figura geométrica de la sección 
transversal. 
 
 
Clasificación de las limas: 
 
Clasificación de las limas según su forma. 

Esta clasificación se realiza atendiendo a la forma geométrica que presenta la sección transversal del cuerpo. Entre ellas: 
· Planas: para trabajos sobre superficies planas. 
· Cuadradas: para superficies planas, interiores y exteriores y sobre superficies con perfiles a 90º 
· Triangulares: para superficies planas y superficies que formen ángulos mayores de 60º 
· Cuchillo: par el acabado de esquinas y ángulos menores de 60 
· Redonda: para superficies redondas y cóncavas. · Media cuña: para superficies planas y cóncavas.
· De relojero o de cola de ratón: son limas de distintas formas y de tamaño muy  pequeño que se utilizan para conseguir buenos acabados. 

Formas de una lima. 

Clasificación de las limas según su picado 

El picado expresa la rugosidad de la lima. Los picados se pueden clasificar en dos categorías. 

Segun su grado de corte:
 
· Bastas: tienen los dientes muy espaciados y son adecuadas cuando se tiene que cortar gran cantidad de material. 
· Semifinas: con el espaciado medio entre dientes para una eliminación mediana. 
· Finas: con espacios reducidos entre dientes para un acabado fino. 
 
De picado doble o sencillo:
 
· Picado sencillo: disponen de tallas paralelas con respecto a uno de los bordes con inclinación de 60º a 75ª. Están indicadas para el limado de materiales blandos. 
 · Picado doble: disponen de dos tallas, una situada con una inclinación de 40º a 45º con respecto a uno de los bordes, y la otra con una inclinación de 70º a 80º con respecto al borde opuesto de tal forma que ambas tallas quedan cruzadas transversalmente. Este tipo de limas están indicadas especialmente para el limado de metales duros. 
 
 
TÉCNICAS DE LIMADO

Para llevar a cabo correctamente esta operación, hay que tener en cuenta las siguientes consideraciones: 
· Se debe trazar la pieza para tener una referencia visible del espesor a eliminar. 
· Sujeción adecuada de la pieza: debe estar lo más cerca posible de las mordazas. Al 
objeto de que el tallado de las mordazas no dañe la superficie de sujeción de las 
piezas, conviene interponer un protector. 
· Elección de la herramienta adecuada: según la forma de la pieza a tratar y el tamaño a reducir. 
· Postura de trabajo: El cuerpo ligeramente inclinado hacia delante y la rodilla izquierda algo doblada. El mango de la lima se agarra con la mano derecha y con el dedo pulgar hacia arriba. La mano izquierda sujeta la lima y guía su desplazamiento, manteniendo siempre la horizontalidad de la herramienta. Sólo debe hacerse presión durante el recorrido de avance. 
· La lima debe desplazarse sobre la pieza de manera que forme un ángulo de 45 con 
el eje de la pieza.
 · Hay que evitar el redondeo de las aristas de las piezas que se liman.
· Utilizar las limas en toda su longitud de corte.
 
 
Distintas formas de limado. 

· Atravesado: para superficies estrechas y largas y cuando se quiere alcanzar una superficie muy lisa y nivelada. 
· Pasadas sucesivas con cambios de dirección: para un buen control del proceso. 
· Angulo 45º: para piezas con anchura similar a la de la lima. 
· Angulo mayor de 45º: para piezas más anchas que la lima. 
· Angulo menor de 45º: para piezas más estrechas que la lima. 

Comprobaciones de la pieza limada. 

Para la comprobación de la planitud de las piezas se utiliza el mármol que puede ser de plancha de acero o de granito, el mármol al ser una herramienta de comprobación y por tanto de precisión requiere una serie de cuidados especiales tanto en su conservación como en su utilización. No debe ser golpeado ni dejar que se oxide (caso de mármol de acero) debiendo protegerse con una tapa cuando no vaya a ser utilizado. 
Para comprobar las piezas se aplicara sobre le mármol un producto de comprobación como puede ser el negro del humo. 

Medidas de seguridad en el limado. 

En los trabajos de limado hay que observar como medida de seguridad que, el mango esté sujeto fuertemente para evitar que se salga y la espiga se nos clave en la mano 

5.BRUÑIDO

Es un proceso de superacabado con arranque de viruta y con abrasivo duro que se realiza a una pieza rectificada previamente, con el objetivo de elevar la precisión y calidad superficial además de mejorar la macrogeometría (cilindridad, planicidad, redondez). Generalmente es utilizado en la mayoría de los casos para rectificar diámetros interiores, este tipo de trabajo consiste en alisar y mejorar la superficie con relieves y/o surcos unidireccionales por medio de piedras bruñidoras. Es muy utilizado en la fabricación de camisas de motores, bielas, diámetros interiores de engranajes, etc. El Bruñido es una operación de acabado de la superficie, no una operación de modificación de la geometría en bruto.
Las herramientas que se utilizan en el bruñido se denominan piedras o barretas abrasivas. 
Este proceso es llevado a cabo por una o más piedras de bruñido que atraviesan la pieza de trabajo con un movimiento helicoidal, creando una abrasión cortante en toda la superficie de trabajo.




6.TALADRADO


De todos los procesos de maquinado, el taladrado es considerado como uno de los procesos más importantes debido a su amplio uso. El taladrado es un proceso de maquinado por el cual produce agujeros.
Una de las máquinas más simples empleadas en los trabajos de producción es el taladro prensa. Esta máquina produce un agujero en un objeto forzando contra él una broca giratoria. Se pueden obtener los mismos resultados en algunas máquinas conservando estacionaria la broca y girando el material. A pesar de que esta máquina es especializada en taladrado, efectúa un número de operaciones similares con la adición de las herramientas apropiadas.

En este tipo de máquina, la herramienta corte que se utiliza es la broca. Una broca es una herramienta de corte rotatoria la cual tiene uno o más bordes de corte con sus correspondientes ranuras las cuales se extienden a lo largo del cuerpo de la broca. Las ranuras pueden ser helicoi-dales o rectas, las cuales sirven de canales o ductos para la evacuación de las virutas así como para la adición del fluido de corte. La mayoría de brocas poseen dos ranuras pero aun así se emplean brocas que posean tres o cuatro ranuras las cuales son conocidas como brocas de núcleo.




El taladrado es una operación de maquinado con arranque de viruta que consiste en producir un agujero en una pieza de trabajo. El taladrado se realiza por lo general con una herramienta cilíndrica rotatoria, conocida como broca, la cual tiene dos bordes cortantes en sus extremos.

En el proceso de taladrado se realizan dos movimientos: el movimiento de corte y el movimiento de avance. Estos dos movimientos siempre se realizan, salvo en máquinas de taladrado profundo, en las cuales no hay movimiento de corte ya que la pieza se hace girar en sentido contrario a la broca


7. TORNEADO

El torno es la máquina-herramienta que permite la transformación de un sólido indefinido, haciéndolo girar alrededor de su eje y arrancándole material periféricamente a fin de obtener una geometría  definida (sólido de revolución). Con el torneado se pueden obtener superficies: cilíndricas, planas, cónicas, esféricas, perfiladas, roscadas. Existen una gran variedad de tornos:

· Paralelos
· Universales
· Verticales
· De Copiar

Las herramientas de torneado se diferencian en dos factores, el material del que están constituidas y el tipo de operación que realizan. Según el material constituyente, las herramientas pueden ser de acero rápido, metal duro soldado o plaquitas de metal duro (widia) intercambiables.


La tipología de las herramientas de metal duro está normalizada de acuerdo con el material que se mecanice, puesto que cada material ofrece unas resistencias diferentes. El código ISO para herramientas de metal duro se recoge en la tabla más abajo.

Cuando la herramienta es de acero rápido o tiene la plaquita de metal duro soldada en el portaherramientas, cada vez que el filo se desgasta hay que desmontarla y afilarla correctamente con los ángulos de corte específicos en una afiladora. Esto ralentiza bastante el trabajo porque la herramienta se tiene que enfriar constantemente y verificar que el ángulo de incidencia del corte este correcto. Por ello, cuando se mecanizan piezas en serie lo normal es utilizar portaherramientas con plaquitas intercambiables, que tienen varias caras de corte de usar y tirar y se reemplazan de forma muy rápida.


8. ROSCADO


El roscado consiste en la mecanización de la pieza en espirales (izquierda o derecha) de superficies exteriores (tornillo) o agujeros (tuerca) sobre una superficie circular.

El roscado se puede realizar con herramientas de forma manual o se puede realizar en máquinas como tornos y taladros. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas fijados al bandeador (soporte).

Los machos y terrajas (hileras) son herramientas de corte usadas para el roscado de tuercas y tornillos en la mayoría de materiales. Un macho se utiliza para roscar la parte hembra ósea la tuerca, y las terraja se utiliza para roscar el eje o tornillo.







lunes, 3 de febrero de 2014

ACEROS


INDICE:

  1. ¿Que es el acero?
  2. Características físicas de los aceros
  3. Diagrama hierro carbono
  4. Clasificación de los aceros en función del porcentaje de carbono
  5. Relación entre características físicas y tamaño de grano
  6. Aleantes y características que aportan al acero
  7. Tratamientos térmicos

¿QUE ES EL ACERO?

Se trata de una aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03% y el 1,075% en peso de su composición, dependiendo del grado. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,0% se producen fundiciones que,en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.

No se debe confundir el acero con el hierro, que es un metal relativamente duro y tenaz, con diámetro atómico (dA) de 2,48 Å, con temperatura de fusión de 1535 °C y punto de ebullición 2740 °C.

La diferencia principal entre el hierro y el acero se halla en el porcentaje del carbono: el acero es hierro con un porcentaje de carbono de entre el 0,03% y el 1,075%, a partir de este porcentaje se consideran otras aleaciones con hierro.

Cabe destacar que el acero posee diferentes constituyentes según su temperatura, concretamente, de mayor a menor dureza, perlita, cementita y ferrita; además de la austenita (para mayor información consultar un Diagrama Hierro-Carbono con sus constituyentes).

El acero conserva las características metálicas del hierro en estado puro, pero la adición de carbono y de otros elementos tanto metálicos como no metálicos mejora sus propiedades físico-químicas.
Existen muchos tipos de acero en función del o los elementos aleantes que estén presentes. La definición en porcentaje de carbono corresponde a los aceros al carbono, en los cuales este no metal es el único aleante, o hay otros pero en menores concentraciones. Otras composiciones específicas reciben denominaciones particulares en función de múltiples variables como por ejemplo los elementos que predominan en su composición (aceros al silicio), de su susceptibilidad a ciertos tratamientos (aceros de cementación), de alguna característica potenciada (aceros inoxidables) e incluso en función de su uso (aceros estructurales). Usualmente estas aleaciones de hierro se engloban bajo la denominación genérica de aceros especiales.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL ACERO

Estas son algunas de las propiedades mas importantes del acero:
  1. Su densidad media es de 7850 kg/m³. En función de la temperatura el acero sepuede contraer, dilatar o fundir.
  2. El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación y los porcentajes de elementos aleantes. El de su componente principal, el hierro es de alrededorde 1.510 °C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero presentafrecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1.375 °C, y en general la temperatura necesaria para la fusión aumenta a medida que se aumenta el porcentaje de carbono y de otros aleantes, (excepto las aleaciones auténticas que funden de golpe).
  3.  Por otra parte el acero rápido funde a 1.650 °C. Su punto de ebullición es de alrededor de 3.000 °C.

DIAGRAMA HIERRO CARBONO

En el diagrama de equilibrio o de fases, Fe-C se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente`, de tal forma que el proceso de mezcla se realiza completamente.

Aquí vemos un diagrama de hierro-carbono en el cual se nos muestra y explica bien todo, veamos le en inglés, para que nos vaya sonando un poco :




En este otro diagrama, vemos de forma clara las distintas fases ya que se encuentran coloreadas para ayudarnos:

Podemos ver aquí otro diagrama, en castellano y mas sencillo que los anteriores:


Comenzaremos haciendo una clasificación de los aceros atendiendo a su porcentaje en carbono, para ello vemos aquí un esquema en el cual se nos muestra de forma clara, concisa y completa:



Dicho esto, podemos meternos a explicar los diferentes constituyentes del acero atendiendo a su porcentaje de carbono. Hablaremos de:

  • Austenita
  • Ferrita
  • Cementita
  • Perlita
-La primera, la austenita, se encuentra en la fase líquida, en dicha fase es el único componente que encontramos,se puede decir que su porcentaje máximo de carbono es del 2,11%. Si hablamos de sus propiedades, diremos que es dúctil, banda y tenaz. La austenita no es ferromagnética a ninguna temperatura.

Podemos ver aquí su estructura cristalina:

-La ferrita, también conocida como hierro alfa, es un material cerámico ferromagnético, podemos encontrarla en la zona sólida, por debajo de los 723ºC y entre el 0% y el 0.89% de carbono, junto a la perlita, aunque también podría decirse que se encuentra entre el 0.89% y el 1.76% puesto que en esta zona además de cementita encontramos perlita, de tal forma que, si la perlita es una mezcla de ferrita y cementita, estaría en ambas zonas.

Podemos observar aquí la estructura de la ferrita:

-En cuanto a la cementita, podemos decir que tiene una composición del 6.67% de carbono, hablando de sus propiedades decir que, es un componente muy duro, el más duro de los que componen el acero al carbono. Es frágil, tiene un alargamiento nulo y tiene poca resiliencia.
Al igual que la ferrita, la cementita se encuentra entre el 0% y el 1.76% de carbono, ya sea sola, o en la perlita junto a la ferrita.

Aquí vemos la estructura cristalina de la cementita:



-La perlita, es un compuesto de ferrita y cementita, exactamente lleva un 13.5% de cementita y un 86.5% de ferrita. La perlita aparece en granos denominados colonias, dentro de cada colonia las capas están orientadas en la misma dirección, y esta dirección varía de una colonia a otra. En el punto eutectoide encontramos solamente perlita, en cambio en ambos lados de dicha zona podemos encontrarla junto a ferrita o cementita como ya hemos contado anteriormente.
Hay dos tipos de perlita:


  • Perlita fina: dura y resistente.
  • Perlita gruesa: menos dura y más dúctil.
En cuanto a los tratamientos térmicos se refiere diremos que:

Consisten en someter al acero a una combinación de operaciones de calentamiento y enfriamiento con tiempos determinados, con el fin de variar las proporciones de sus constituyentes y así producir las propiedades deseadas sobre él. Las variaciones de las propiedades en el material que se producen como resultado del tratamiento térmico deben ser permanentes, de lo contrario el tratamiento térmico no tendría ningún sentido.

Los tratamientos térmicos más utilizados son el temple, el revenido, el recocido y la normalización. Todos los procedimientos se basan en la transformación o descomposición de la austenita. Por tanto, el primer paso en cualquier tratamiento térmico de un acero será calentar el material a la temperatura que conlleve la formación de la austenita.

El temple se aplica cuando se quiere conseguir un acero de elevada dureza y resistencia mecánica. El inconveniente es que aporta fragilidad a la pieza templada.
El principal objetivo del recocido es ablandar el acero eliminando posibles tensiones o anomalías internas de su estructura que pueden haberse originado como consecuencia de algún tratamiento previo (forja, laminación, etc) que endurecen el material.
El revenido se aplica cuando se quiere aumentar la tenacidad y ductilidad de los aceros que han estado sometidos al temple.
El normalizado del acero consiste en un calentamiento hasta la temperatura de austenización y un enfriamiento al aire libre a velocidad más lenta que el templado pero más rápida que el recocido.


CLASIFICACION DE LOS ACEROS EN FUNCIÓN DEL PORCENTAJE DE CARBONO

- Aceros Extrasuaves: el contenido de carbono varia entre el 0.1 y el 0.2 %
- Aceros suaves: El contenido de carbono esta entre el 0.2 y 0.3 %
- Aceros semisuaves: El contenido de carbono oscila entre 0.3 y el 0.4 %
- Aceros semiduros: El carbono esta presente entre 0.4 y 0.5 %
- Aceros duros: la presencia de carbono varia entre 0.5 y 0.6 %
- Aceros extramuros: El contenido de carbono que presentan esta entre el 0.6 y el 07 %






RELACION ENTRE CARACTERISTICAS FISICAS Y TAMAÑO DE GRANO


El tamaño de grano tiene un notable efecto en las propiedades del acero . Los efectos del crecimiento de grano provocados por el tratamiento térmico son fácilmente predecibles. La temperatura, los elementos aleantes y el tiempo de impregnación térmica afectan el tamaño del grano.

Los metales de grano pequeño tienen mayor resistencia a la tracción, mayor dureza y se distorsionan menos durante el temple, así como también son menos susceptibles al agrietamiento. El grano fino es mejor para herramientas y dados. Sin embargo, en los aceros el grano grueso incrementa la capacidad de endurecerese, la cual es deseable a menudo para la carburización y también para el acero que se someterá a largos procesos de trabajo en frío.

Todos los metales experimentan crecimiento de grano a altas temperaturas. Sin embargo, existen algunos aceros que pueden alcanzar temperaturas relativamente altas con muy poco crecimiento de grano, pero conforme aumenta la temperatura, existe un rápido crecimiento de grano. Estos aceros se conocen como aceros de grano fino. En un mismo acero puede producirse una gama amplia de tamaños de grano.

ALEANTES

Las clasificaciones normalizadas de aceros como la AISI, ASTM y UNS, establecen valores mínimos o máximos para cada tipo de elemento. Estos elementos se agregan para obtener unas características determinadas como templabilidad, resistencia mecánica, dureza, tenacidad, resistencia al desgaste, soldabilidad o maquinabilidad.21 A continuación se listan algunos de los efectos de los elementos aleantes en el acero:22 23


ALUMINIO
Se usa en algunos aceros de nitruración al Cr-Al-Mo de alta dureza en concentraciones cercanas al 1% y en porcentajes inferiores al 0,008% como desoxidante en aceros de alta aleación.

BORO
En muy pequeñas cantidades (del 0,001 al 0,006%) aumenta la templabilidad sin reducir la maquinabilidad, pues se combina con el carbono para formar carburos proporcionando un revestimiento duro. Es usado en aceros de baja aleación en aplicaciones como cuchillas de arado y alambres de alta ductilidad y dureza superficial. Utilizado también como trampa de nitrógeno, especialmente en aceros para trefilación, para obtener valores de N menores a 80 ppm.
Acería.
Nótese la tonalidad del vertido.

COBALTO
Muy endurecedor. Disminuye la templabilidad. Mejora la resistencia y la dureza en caliente. Es un elemento poco habitual en los aceros. Aumenta las propiedades magnéticas de los aceros. Se usa en los aceros rápidos para herramientas y en aceros refractarios.

CROMO
Forma carburos muy duros y comunica al acero mayor dureza, resistencia y tenacidad a cualquier temperatura. Solo o aleado con otros elementos, mejora la resistencia a la corrosión. Aumenta la profundidad de penetración del endurecimiento por tratamiento termoquímico como la carburación o la nitruración. Se usa en aceros inoxidables, aceros para herramientas y refractarios. También se utiliza en revestimientos embellecedores o recubrimientos duros de gran resistencia al desgaste, como émbolos, ejes, etc.

MOLIBDENO
Es un elemento habitual del acero y aumenta mucho la profundidad de endurecimiento de acero, así como su tenacidad. Los aceros inoxidables austeníticos contienen molibdeno para mejorar la resistencia a la corrosión.

NITROGENO
Se agrega a algunos aceros para promover la formación de austenita.

NIQUEL
Es un elemento gammageno permitiendo una estructura austenítica a temperatura ambiente, que aumenta la tenacidad y resistencia al impacto. El níquel se utiliza mucho para producir acero inoxidable, porque aumenta la resistencia a la corrosión.

PLOMO
El plomo no se combina con el acero, se encuentra en él en forma de pequeñísimos glóbulos, como si estuviese emulsionado, lo que favorece la fácil mecanización por arranque de viruta, (torneado, cepillado, taladrado, etc.) ya que el plomo es un buen lubricante de corte, el porcentaje oscila entre 0,15% y 0,30% debiendo limitarse el contenido de carbono a valores inferiores al 0,5% debido a que dificulta el templado y disminuye la tenacidad en caliente. Se añade a algunos aceros para mejorar mucho la maquinabilidad.

SILICIO
Aumenta moderadamente la templabilidad. Se usa como elemento desoxidante. Aumenta la resistencia de los aceros bajos en carbono.

TITANIO
Se usa para estabilizar y desoxidar el acero, mantiene estables las propiedades del acero a alta temperatura. Se utiliza su gran afinidad con el Carbono para evitar la formación de carburo de hierro al soldar acero.

WOLFRAMIO
También conocido como tungsteno. Forma con el hierro carburos muy complejos estables y durísimos, soportando bien altas temperaturas. En porcentajes del 14 al 18 %, proporciona aceros rápidos con los que es posible triplicar la velocidad de corte de los aceros al carbono para herramientas.

VANADIO
Posee una enérgica acción desoxidante y forma carburos complejos con el hierro, que proporcionan al acero una buena resistencia a la fatiga, tracción y poder cortante en los aceros para herramientas.



TRATAMIENTOS TÉRMICOS


La base para entender los tratamientos térmicos de los aceros es el diagrama de fases Fe-C, que repasaremos brevemente. En la Fig. IV.1 se muestran dos diagramas: el estable hierro-grafito (líneas de rayas) y el metaestable Fe-Fe3C. En ellos se muestran las fases de equilibrio (o equilibrio metaestable) para diferentes combinaciones de concentración de carbono y temperatura. La condición estable usualmente tiene lugar con enfriamientos extremadamente lentos, especialmente en rangos de baja temperatura y bajo carbono, por lo tanto el de mayor interés es el diagrama metaestable. En la Tabla 1 se resumen las fases y microconstituyentes de importancia metalúrgica. 



Diagrama de equilibrio Fe-C hasta 6.67 % C: en líneas llenas, diagrama metaestable Fe-Fe3C; en líneas de rayas, diagrama estable hierro-grafito. 

Para bajos porcentajes de carbono, se encuentra la ferrita (Fea), que puede disolver hasta 0,025 % C 
a 723º C, y austenita (Feg), con solubilidad máxima de 2 % C a 1130º C. En el otro extremo se encuentra la cementita (Fe3C). La ferrita-d, es de menor interés excepto para aceros fuertemente aleados, y se encuentra a temperaturas más altas. 
Entre los campos monofásicos se encuentran regiones con mezclas de dos fases, tal como ferrita + 
cementita, austenita + cementita, y ferrita + austenita. A temperaturas más elevadas se halla el líquido, y por 
debajo de él, hay regiones de dos fases: líquido + austenita, líquido + cementita, y líquido + ferrita-d. En los 
tratamientos térmicos, la fase líquida siempre se evita. Algunos límites entre fases tienen denominaciones 
especiales que facilitan la comunicación. Se trata de: 
· A1, temperatura eutectoide, la mínima a la que se puede encontrar austenita 
· A3, límite de la región austenítica para aceros de bajo contenido de carbono, es decir, el límite g/g + a. 
· Acm, límite equivalente para aceros de alto contenido de carbono, es decir, el límite g/g+ Fe3C. 
Algunas veces se incluyen las letras c, e, o r. En la Tabla 2 se encuentran definiciones relevantes de 
los términos asociados con las transformaciones de fases en los aceros. Metalografía y Tratamientos Térmicos IV - 3 -El contenido de carbono correspondiente a la temperatura mínima de la austenita (0.8 %) se denomina eutectoide. La mezcla de ferrita-cementita formada durante el enfriamiento para esta composición, denominada perlita, tiene una apariencia característica; se trata de un microconstituyente de láminas alternadas de ambas fases, que degenera (“esferoidiza” o “embastece”) en partículas de cementita dispersas en una matriz de ferrita, cuando se mantiene por tiempo prolongado cerca de A1.