Materiales férricos:
son los que tiene como elemento básico constitutivo el hierro.
Sidurergía
Trabajar el mineral del hierro.
Metalurgia:
trabajar distintos metales.
Carácterísticas de los Metales:
en general son sólidos a Temp. Ambiente, conducen las corrientes eléctricas y se caracterizan por como se disponen sus átomos. Estos adquieren estructuras geométricas especiales donde cada átomo se ubica en un vértice o en el centro de un poliedro.
Diagrama de equilibrio hierro-
carbono
Ferrita:
el hierro admite átomos de carbono en los huecos de la red cristalina formando una solución sólida. Es blanda y dúctil, máx. Solubilidad 0,3% de carbono a 723°C.
Austenita:
posee plasticidad, es decir deformable, poco dura y resistente. Posee de 0,8 a 2 % a una temperatura de 1130°C
Cementita:
corresponde a una aleación de 6,67% de carbono. Pose un estructura ortorrómbica y es frágil a una temperatura de 1135°C
Perlita:
de 0,8 a 2 % de carbono y enfriado a 723 °C esta compuesto por laminas de ferrita y cementita intercaladas.
Martencita:
se le agrega al acero otros elementos y se lo calienta al estado austenitico y posteriormente se lo enfría suficientemente rápido para evitar la difusión del carbono.
Alto horno:
para la producción de hierro y acero son necesarios:
1-minera de hierro
La MENA café es la mejor para producir hierro;
2-coque
Es el producto de la destilación del carbón mineral o hulla;
3- piedra caliza
Sirve para elevar la Temp. Del proceso;
4- aire caliente
Los 3 primero se extraen de minas y son transportados y preparados antes de que se introduzcan al sistema en que se fabricara el arrabio.
El arrabio es un hierro con un alto porcentaje de carbono e impurezas que sen utiliza para las fundiciones y los aceros y es el producto de un proceso conocido como función primaria del hierro
Estructura alto horno
Tiene forma de cono truncado, con paredes refractarias de 2,5 m de espesor, un diámetro de 8m y llega a una altura de 60 m. Esta formado por:
Zona superior:
en este lugar se encuentra el tragante donde se introduce la ganga, el carbón de coque y el fundente.
Zona de reducción de óxidos:
se reducen y eliminan los óxidos de los materiales introducidos y esto pasa a una temp. De 200°C y 400°C
Zona de absorción de calor:
se llama Cuba y se funde la escoria a una temp entre 400 y 1300 °C
Zona de función:
se llama vientre, se encuentra a una temp de 1500°C. Auqi se funde el hierro y se combina con el carbono para formar el arrabio.
Zona de etalaje:
aquí se introduce el aire caliente a 700 °C a traba de tolderas. El oxigeno se combina con el coque para formar monóxido de carbono que haciende y sirve para reducir el mineral de hierro.
Zona de crisol:
es la parte más baja, aquí se deposita la escoria y el arrabio.
Fundiciones:
compuesto de hierro q se obtiene del arrabio con un porcentaje de 2 a 5% de carbono aproximadamente. Se le agregan también para darle propiedades de otros metales, como el magnesio, sílice, níquel, etc. El cubilote es la instalación más empleada para su fabricación. No obstante para obtener piezas d fundición de calidad, fundiciones oleadas y de alta resistencia, se utiliza el horno eléctrico.
Propiedades o carácterísticas:
*
Las piezas de fundición son generalmente más barato q el acero, su aplicación es más sencilla y se funde a temperaturas más bajas y se logran piezas de pequeño espesor; *en general son mucho más fácil de mecanizar q los aceros; *se fabrican elementos de motores y maquinarias. Su resistencia a la compresión es muy elevada (entre 50 y 100 kg/mm2). Su resistencia a la tracción pude variar entre 12 y 90 kg/mm2. Tienen buena resistencia al desgaste y absorben muy bien a las vibraciones a las q se encuentran sometidas al motor; *no soportan deformaciones plásticas ni en frío, ni en caliente, no son dúctiles ni maleables, no se pueden forjarse ni laminarse, en cambio son frágiles y duras; *no pueden ser aplicadas a piezas q están sometidas a cargas dinámicas de impacto porque prácticamente no posee tenacidad.
Tipos de fundiciones:
Fundición blanca:
de 2.5 a 5% de carbono. Está formado por cementita y perlita. Cuanto mayor es el contenido d carbono, mayor es el de cementita, lo q hace cada vez más frágil a la fundición y su fractura es blanca o brillante.
Aplicaciones:
se utiliza para fabricar equipos de movimiento de tierra para minería, bolas de molina y como materia prima para las fundiciones maleables y aceros. También zapatos de freno.
Fundición gris
De 3 a 3.5% de carbono. A demás contiene sílice. El carbono se encuentra en forma de láminas de grafitos, su fractura es de color gris oscuro.
Resistencia máxima:
35 kg/mm2. Durante su solidificación y posterior enfriamiento el grafito crece a partir de un centro en forma de pétalos lo q origina discontinuidad en la estructura y por eso las propiedades mecánicas son inferiores a los aceros. Tienen baja dureza, resistencia y elasticidad y reduce el acero, la ductilidad y tenacidad, en cambio, mejoran la resistencia al desgaste, la corrosión y la maquinabilidad.
Fundición gris perlitica
Constituida por láminas de grafito
Resistencia máx. 110 kg/m cuadrados, se usa para piezas de moteros pistones etc.
Fundición maleable
Se obtiene calentando fundiciones blancas a 900°C y 1100°C durante muchas horas para conseguir un precipitado del carbono bajo la forma de copos de grafito.
Chatarra férrica
Posee menos contenido de carbono es un hierro de elevada calidad que depende de 3 factores: Su facilidad para ser cargado en el horno, su comportamiento de fusión y su composición. Se obtiene de la chatarra reciclada, la de transformación y la de recuperación.
Obtener aceros sin impurezas
Horno de oxigeno
Oxigeno a presión o muy alta temp. Y por un tiempo reducido. Recubierto por refractarios de línea básica.
Hornos eléctricos:
se utilizan chatarra de alta calidad. Esta recubierto por ladrillos de línea básica.
Obtención chatarra
1- acondicionamiento chatarra:
se tiene en cuenta 2 cosas calidad y procedencia;
2-fusión
La chatarra sólida y los agentes reactivos son introducidos en el horno eléctrico para llevarlo l estado liquido;
3-afino
2 etapas: la 1° en el alto horno y la 2° en el horno cuchara. Se realiza el afino mediante el aditivo de ferroaleaciones;
4-solidificación
Es el proceso en el cual el acero con su composición química final pasa del estado líquido al solidó a través de la colada continua;
5-laminación
Es el proceso en el que le damos forma y dimensión final a los tochos. Sus etapas son calentamiento de la palanquilla y laminación;
6- terminación
Es la última etapa en la cual la barra laminada esa sometida a diversos procesos de acabado superficial o de tratamiento térmico con el fin de cumplir con las especificaciones requeridas por cada cliente.