04 Introduc Metalurgia Sold Aceros y Su ad

5/11/2018 04 Introduc Metalurgia Sold Aceros y Su ad - slidepdf.com

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Son aleaciones de hierro con otros elementos dealeación, de los cuales, el más destacado es elcarbono.

Se los clasifica en cuatro grupos:Aceros para construcciones mecánicas.

Aceros estructurales laminados en caliente.Aceros para herramientas.

Aceros inoxidables.



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Los contempla la norma IRAM–IAS–U–500–600 y los

identifica con cuatro dígitos.Serie 1XXX: aceros al carbono, por ejemplo los IRAM(SAE) 1008; 1010; 1020; 1038; 1040; 1045; 1060; 1070.

Serie 11XX y 12XX: aceros resulfurados para fácilmecanizado, por ejemplo los IRAM 1212 Y 12L14.Serie 13XX: aceros al carbono – manganeso, por ejemploel IRAM 1340.Serie 2XXX: aceros al níquel, por ejemplo el IRAM 2340.

Serie 3XXX: aceros al cromo - níquel, por ejemplo losIRAM 3115; 3315 y 3340.



4

Serie 4XXX: aceros al molibdeno, por ejemplo los IRAM

4140 y 4340.Serie 5XXX: aceros al cromo, por ejemplo los IRAM 5150y 52100.

Serie 6XXX: aceros al cromo - vanadio, por ejemplo elIRAM 6150.

Serie 8XXX: aceros al cromo – níquel – molibdeno, porejemplo el IRAM 8620.

Serie 9XXX: aceros al silicio – manganeso, por ejemplo elIRAM 9260.



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Los contempla la norma IRAM–IAS–U–500–503.Se los identifica con la resistencia al límite defluencia expresado en daN/mm2 precedido por laletra F, por ejemplo: F24; F36 (equivalentes a St 37y St 52 de las normas DIN).



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MÁQUINAS ALTERNATIVASSRESISTEN. ALIMPACTO

MOLDES PARA INYECCIÓN DE PLÁSTICOSPmedio C y mediaaleación

HERRAM. CORTANTESTEMPLABLE EN AGUA, BAJA DEFORMABIL.

Dalto C y altaaleación

PEINES Y CALIBRESTEMPLABLE EN ACEITE, BAJA DEFORMABIL.

Oalto C y bajaaleación

HERRAM. POCO SOLICITADASTEMPLABLE EN AGUA

Wal CPÁRATRABAJOENFRÍO

MATRICES Y TRAFILAS

RESISTENCIA AL DESGASTE A ALTA TEMP.

H20 al H39al W

MATRICES Y TRAFILASRESISTENCIA AL CHOQUE TÉRMICO

H1 al H19al CrPARATRABAJOENCALIENTE

HERRAM. TORNOTal W

FRESAS,MECHASMal MoRÁPIDOS

APLICACIÓNSÍMBOLOCLASEACERO



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Son aleaciones ferrosas que poseen más de 13%

Cr.Son resistentes a gran cantidad de procesoscorrosivos por la protección que le brinda la pátinade óxido de cromo (Cr2O3) que los cubre.Resisten altas temperaturas hasta el valor de

escamado o desprendimiento de la pátina de óxidode cromo.Poseen otros aleantes donde se destacan el níquely el molibdeno.



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El molibdeno, en porcentajes de 2 a 4%, aumentala resistencia al picado.

El nitrógeno en solución sólida y porcentajes de0,20 a 0,40% ejerce un efecto cinco veces superioral molibdeno frente a la corrosión por picado.

El titanio y el niobio se combinan con el carbonopara evitar la corrosión intergranular.



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0,10 a 1,2012 a 17MARTENSÍTICO

0,08 a 1,20------15 a 30

514XX

FERRÍTICOALFÁGENO

12 a 30303XX

0,03 a 0,258 a 20

18 a 25302XXAUSTENÍTICOGAMÁGENO

% CARBONO% NÍQUEL% CROMOALEACIÓNDESIGNACIÓNTIPO



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Tienen mayor expansión térmica y menor

conductividad eléctrica y térmica que otros aceros.Los más usados son los IRAM 30304; 30316 y

30310 (AISI 304; 316 Y 310).Son muy dúctiles y poseen alargamientos a la

rotura por tracción superiores al 50%.Su ductilidad no desaparece a bajas temperaturas

pues no poseen transición dúctil – frágil.



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Son una alternativa más económica que los

austeníticos.Los más usados son los IRAM 51430 y 51446.

Son dúctiles y su resistencia mecánica es superiora la de los austeníticos.

Presentan algunos inconvenientes: crecimientoviolento del tamaño de grano a temperaturassuperiores a 1150°C (por ejemplo durante la

soldadura) y fragilización a 475°C.



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Son los de mayor resistencia mecánica y dureza

del grupo de los aceros inoxidables.También resisten procesos combinados de

corrosión y abrasión.Son susceptibles al tratamiento térmico de temple y

revenido.



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Tienen estructura metalográfica combinada, 50%de austenita y 50% de ferrita.

Poseen excelentes propiedades de soldabilidad y

resistencia.Son relativamente nuevos ya que comenzaron a

producirse en forma masiva en la década del ’70.



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Soldabilidad es la complacencia de los metales

para ser soldados.El principal responsable de esta propiedad es la

composición química del metal a unir,particularmente, en los aceros, el CarbonoEquivalente que es la sumatoria del porcentaje de

carbono más las partes proporcionales de loselementos de aleación que en esa proporciónactúan como si fuera un porcentaje de carbonoadicional.



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La norma IRAM-IAS-U-500–503 de aceros para

construcciones mecánicas establece un valorumbral Ce = 0,56% hasta el cual no es necesariotomar recaudos (precalentamiento y post

enfriamiento) para evitar la precipitación deestructuras indeseables en la ZAC.

Se calcula con la expresión de Dearden y O’Neillque brinda dicha norma, también adoptada por IIW:Ce = %C + %Mn + %Cr + %Mo + %V + %Ni + %Cu

6 5 15



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Las estructuras indeseables en la ZAC del tipobainitas y martensita poseen baja ductilidad ypredisponen a la fractura frágil ó súbita y a la

fractura diferida.Una forma de evitar estos defectos es mediante el

precalentamiento del metal a unir a unatemperatura que asegure una baja velocidad deenfriamiento.



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De esta manerala curva de

enfriamiento enel diagrama TTTse desplaza

hacia laderecha.



21

El aumento del porcentaje de carbono y de otroselementos de aleación trasladan las curvas de la Shacia la derecha por lo que se necesita reducir la

velocidad de enfriamiento para evitar laprecipitación de estructuras indeseables.

En las siguientes transparencias se puedenobservar esos desplazamientos comparando dosaceros de distintas composiciones químicas.



22

0,35%C; 0,37%Mn.

0,33%C; 0,45%Mn; 1,97%Cr.



23

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1°) Determinación del Índice de Brusquedad Térmica Ibt:

Ibt = espesor [mm] x cant. de vías de disipación / 6.2°) Determinación del Carbono Equivalente Ce.

3°) Determinación del Carbono Equivalente influido por elespesor Ce*:

Ce* = Ce ( 1 + 0,005 x e )

4°) Determinación del Índice de Soldabilidad Is:



25GMayor á 0,50Mayor á 0,45

FDe 0,46 á 0,50De 0,39 á 0,45

EDe 0,41 á 0,45De 0,33 á 0,38

DDe 0,36 á 0,40De 0,28 á 0,32

CDe 0,31 á 0,35De 0,24 á 0,27

BDe 0,26 á 0,30De 0,21 á 0,23

AHasta Ce” = 0,25Hasta Ce” = 0,20

Sold. con electrodobásico

Sold. con electrodo rutílico

ÍNDICE DESOLDABILIDAD

(Is)

CARBONO EQUIVALENTE REFERIDO AL ESPESOR( Ce* )



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5°) Determinación de la temperatura deprecalentamiento mediante Ibt, Is y el diámetro delelectrodo:



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---------

---0

---------

075

------25

75125

---25

100

125175

50100150

175225

BCD

EF

6

---

---------

---

------0

---

---0

75

---

25125

50

100125175

C

DEF

4

------------

------------

------0

25

---0

25100

075

100150

CDEF

3

------

---

------

---

------

---

---0

25

050

125

DE

F

2

86543,2DIÁMETRO DE LOS ELECTRODOS (mm)IsIbt

TEMPERATURA MÍNIMA A LA QUE DEBE REALIZARSE EL SOLDEO (ºC)



28

---------0

50125

------0

75

100150

---2575

125

175200

2575

125175

200225

75125150200

225250

ABCD

EF

12

------------25

50

---------0

50

125

------2575

125

175

---2575

125150

200

2575

125175200

225

ABCDE

F

8

86543,2

DIÁMETRO DE LOS ELECTRODOS (mm)IsIbt




29

------25

100150200

---2575

125175200

050

125175200225

2575

150175200250

75125175200225250

ABCDEF

24

------2550

100

150

---0

50125150

200

050

125175200

225

2575

150175200

250

75125175200225

250

ABCDE

F

16

86543,2

DIÁMETRO DE LOS ELECTRODOS (mm)IsIbt




30

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31

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32

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33

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34

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35

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Para su uso se siguen los siguientes pasos:

1°) Cálculo del espesor combinado = sumatoria delos espesores concurrentes a la junta en mmconsiderando las vías de disipación.2°) Cálculo de la energía del arco Q = ( U . I / v)

donde U es la tensión en volts, I la corriente enamperios, v la velocidad de avance en mm/s, elrendimiento del arco voltaico y Q el calor aportado

or el arco voltaico en J/mm.



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3°) Cálculo del carbono equivalente Ce

Ce = %C + %Mn + %Cr + %Mo + %V + %Ni + %Cu6 5 15

4°) Selección de la escala para trasladar el CarbonoEquivalente calculado en 3°) mediante el criterio dela norma británica BS 5135 basado en la difusibilidad

de hidrógeno:



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Escala A: consumibles que aportan más de 15 ml H/100

g de aporte luego del secado previo al soldeoEscala B: consumibles que aportan entre 10 y 15 mlH/100 g de aporte luego del secado previo al soldeo.Escala C: consumibles que aportan entre 5 y 10 mlH/100 g de aporte luego del secado previo al soldeo.

Escala D: consumibles que aportan menos de 5 mlH/100 g de aporte luego del secado previo al soldeo.Para determinar la cantidad de hidrógeno difusible porlos distintos métodos se utiliza el si uiente ráfico:



40



41

E jemplo de cálculo



42

!:(/(("/#-(4"#'<=>?;%(@((4("&)'2



43

Se determina mediante los siguientes pasos:

1°) Cálculo del grado del acero G a:Ga = (47 x %Si) + (46 x %Mn) + (30 x %Ni) + (31 x %Cr)

2°) Obtención del tipo de acero según Ga (por ejemplo):

!:(/(("/#-*%(@((4("&)'"#'<=>?2

M>225

L181 a 225

K146 a 180Al C-Mn116 a 145

Al carbono<115

AceroGa 3°)El tipo de

acero se tomacomo referenciaen el siguiente

ábaco:



44

4°) En el gráfico se

puede entrar con elporcentaje de carbonoó con la dureza

admisible en la ZAChasta interceptar elgrado de acero (para el

ejemplo planteado, elacero L).

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45

5°) El punto deintersección según laselección anterior seprolonga verticalmentehasta la zona grisadasuperior. Desde esazona y con unahorizontal se obtiene latemperatura deprecalentamiento y decalentamiento entre

pasadas.

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6°) Temperaturas

superiores a la de lazona grisada, debenadoptarse para juntas

muy restringidas, dedifícil alineación ygrandes espesores.

Temperaturasinferiorescorresponden a uniones

poco solicitadas.

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7°) Verificación de la temperatura obtenida: debe ser 50°C

inferior a M s (martensite start: inicio de la transformaciónmartensítica) para impedir la formación de austenita en laZAC y su tendencia a disolver gran cantidad de hidrógeno.Ms = 539 - (423 x %C) - (30,4 x %Mn) - (17,7 x %Ni) - (12,1x %Cr) – (7,5 x %Mo)

La transformación austenita martensita durante elenfriamiento provoca grietas si el porcentaje de hidrógeno

difundido originalmente en la austenita es elevado.

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48

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49

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50

El método consiste en

utilizar una temperaturade precalentamiento

superior a M s para que elenfriamiento produzcaestructuras bainíticas que

no sufren fisuración porhidrógeno.

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51

!:(/(("/#-"#'A=>?2

Para lograr esa estructura, el post enfriamiento delcordón se realiza manteniendo la temperatura deprecalentamiento durante un tiempo igual al doble del final

de la transformación t f .

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