Trabajo práctico - unidad nº 3 Tratamientos térmicos y mecánicos

DANIELA GIOFFRE
MATRICULA: 5505-0044

TRABAJO PRACTICO-UNIDAD Nº 3
TRATAMIENTOS TERMICOS Y MECANICOS

1.- Describe el tipo de técnicas de procesamiento de metales, que puedan aplicarse para elaborar:

a) Bloque de motor de automóvil

b) Engranaje de acero para transmisión

c) Cigüeñal

2.- Da un ejemplo de aplicación de un tratamiento térmico superficial. Ventajas y desventajas de su uso.

3.-Clasificar los siguientes aceros según Norma Iram 600 e indicar sus aplicaciones más frecuentes.

1. IRAM 1010

2. IRAM 1045

3. IRAM 1070

4. IRAM 2210

5. IRAM 3215

6. IRAM 4220

7. IRAM 5130

8. IRAM 51220

9. IRAM 6110

10. IRAM 10110

Bibliografía de Consulta para la Unidad III.- ∙ Askeland, D. R: La Ciencia e Ingeniería de los Materiales. México, Iberoamericana, 1987. ∙ Vega, Jorge: Conocimiento y Estudio de Materiales: Metales- Cap. 4y 5. Buenos Aires, UBA,1978. 

RESPUESTAS:

1)  a) El procesamiento de metales para elaborar un bloque de motor de automóvil implica diversas técnicas que aseguran la resistencia, durabilidad y precisión del componente. La fabricación de un bloque de motor de automóvil puede involucrar técnicas como la fundición, forjado, mecanizado, tratamiento térmico  y acabado superficial. Cada una de estas técnicas contribuye a asegurar que el bloque cumpla con los estándares de calidad, rendimiento y durabilidad necesarios para su función en un motor.
FUNDICION: La fundición es uno de los métodos más comunes para fabricar bloques de motor. Se derrite el metal (generalmente aleaciones de aluminio o hierro fundido) y se vierte en un molde con la forma del bloque.
FORJADO: En este proceso, se trabaja el metal en estado sólido a temperaturas elevadas (forjado en caliente) o a temperatura ambiente (forjado en frío) para dar forma al bloque.
MECANIZADO: Una vez que se obtiene el bloque mediante fundición o forjado, se realizan operaciones de mecanizado, como fresado, torneado y taladrado, para alcanzar las dimensiones precisas y los acabados superficiales requeridos.
TRATAMIENTO TERMICO: Esta técnica se aplica después del proceso de fundición o forjado para modificar las propiedades mecánicas del material. Incluye procesos como el temple, revenido o recocido.
ACABADO SUPERFICIAL: Incluye técnicas como el pulido, la anodización o el recubrimiento, que se aplican para mejorar la resistencia a la corrosión y el desgaste.

b) Para elaborar un engranaje de acero para transmisión, se pueden emplear diversas técnicas de procesamiento de metales que aseguran precisión, resistencia y durabilidad. Las técnicas de procesamiento de metales para elaborar un engranaje de acero para transmisión incluyen forjado, mecanizado, fundición, tratamiento térmico, endurecimiento por inducción, acabado superficial y ensamblaje. Cada técnica se elige en función de las propiedades requeridas y la complejidad del diseño, garantizando que el engranaje cumpla con los estándares de rendimiento y durabilidad necesarios para su aplicación.
HORNEADO O ENDURECIMIENTO POR INDUCCION: Este proceso implica calentar la superficie del engranaje y luego enfriarla rápidamente, lo que genera una capa superficial endurecida.
MONTAJE Y ENSAMBLAJE: Aunque no es un proceso de fabricación en sí, el ensamblaje del engranaje en el sistema de transmisión es crucial para su correcto funcionamiento.
FUNDICION: La fundición es uno de los métodos más comunes para fabricar bloques de motor. Se derrite el metal (generalmente aleaciones de aluminio o hierro fundido) y se vierte en un molde con la forma del bloque.
FORJADO: En este proceso, se trabaja el metal en estado sólido a temperaturas elevadas (forjado en caliente) o a temperatura ambiente (forjado en frío) para dar forma al bloque.

MECANIZADO: Una vez que se obtiene el bloque mediante fundición o forjado, se realizan operaciones de mecanizado, como fresado, torneado y taladrado, para alcanzar las dimensiones precisas y los acabados superficiales requeridos.
TRATAMIENTO TERMICO: Esta técnica se aplica después del proceso de fundición o forjado para modificar las propiedades mecánicas del material. Incluye procesos como el temple, revenido o recocido.
ACABADO SUPERFICIAL: Incluye técnicas como el pulido, la anodización o el recubrimiento, que se aplican para mejorar la resistencia a la corrosión y el desgaste.

c) El procesamiento de metales para elaborar un cigüeñal implica una combinación de técnicas que aseguran la resistencia, durabilidad y precisión necesarias para su función en motores. se utilizan técnicas de forjado, mecanizado, tratamiento térmico, endurecimiento por inducción, acabado superficial e inspección de calidad. Cada una de estas técnicas contribuye a garantizar que el cigüeñal tenga la resistencia y precisión necesarias para su función en el motor, optimizando así su rendimiento y durabilidad.
INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD: Antes de su uso, los cigüeñales son sometidos a rigurosas pruebas de calidad, como ultrasonido y radiografías, para detectar defectos internos.
FORJADO: En este proceso, se trabaja el metal en estado sólido a temperaturas elevadas (forjado en caliente) o a temperatura ambiente (forjado en frío) para dar forma al bloque.
MECANIZADO: Una vez que se obtiene el bloque mediante fundición o forjado, se realizan operaciones de mecanizado, como fresado, torneado y taladrado, para alcanzar las dimensiones precisas y los acabados superficiales requeridos.
TRATAMIENTO TERMICO: Esta técnica se aplica después del proceso de fundición o forjado para modificar las propiedades mecánicas del material. Incluye procesos como el temple, revenido o recocido.
ACABADO SUPERFICIAL: Incluye técnicas como el pulido, la anodización o el recubrimiento, que se aplican para mejorar la resistencia a la corrosión y el desgaste.
ENDURECIMIENTO POR INDUCCION: Este proceso implica calentar la superficie del engranaje y luego enfriarla rápidamente, lo que genera una capa superficial endurecida.

2)  El ENDURECIMIENTO POR INDUCCION es un tratamiento térmico superficial eficaz para aumentar la dureza y resistencia al desgaste de componentes mecánicos. Sin embargo, su implementación conlleva costos y requiere un control preciso para evitar problemas, lo que debe tenerse en cuenta al decidir su uso en la fabricación. Se utiliza frecuentemente en componentes mecánicos como engranajes, ejes y cigüeñales. Este proceso implica calentar la superficie del componente mediante inducción electromagnética y luego enfriarlo rápidamente para aumentar su dureza.

VENTAJAS:
Aumento de Dureza: Mejora significativamente la dureza de la superficie, lo que aumenta la resistencia al desgaste y la fatiga.
Minimización de Deformaciones: Dado que el proceso se realiza rápidamente, se minimizan las deformaciones térmicas en el componente.
Dureza Selectiva: Permite endurecer solo las áreas específicas de un componente que requieren mayor resistencia, manteniendo el núcleo más blando y dúctil.
Mejoras en la Vida Útil: Los componentes tratados tienen una vida útil más larga debido a su mayor resistencia al desgaste.
Rápido y Eficiente: El proceso es rápido, lo que permite una alta productividad en la fabricación.

DESVENTAJAS: 
Costo Inicial: La inversión en equipos de inducción y la tecnología requerida puede ser alta, especialmente para pequeñas empresas.
Requisitos de Control: Se requiere un control preciso de los parámetros de proceso para evitar problemas como el agrietamiento o la fragilización del material.
Limitaciones de Material: No todos los materiales son adecuados para el endurecimiento por inducción. Generalmente, se utiliza en aceros aleados con propiedades específicas.
Heterogeneidad de Propiedades: Puede generar un gradiente de dureza, donde la superficie es muy dura, pero el núcleo puede ser más blando, lo que podría ser desfavorable en ciertas aplicaciones.
Dificultades en la Inspección: La evaluación de las propiedades del material después del tratamiento puede ser más complicada debido a las variaciones en la dureza.

3) La norma IRAM 600 clasifica los aceros en función de su contenido de carbono y propiedades mecánicas.

1) IRAM 1010: 
Composición Química: Cuenta con  un contenido de carbono de aproximadamente 0.10%.
Este acero pertenece a la categoría de aceros de baja aleación o aceros al carbono.
Aplicaciones Más Frecuentes
 Fabricación de Estructuras: Utilizado en la construcción de estructuras metálicas donde se requiere buena soldabilidad y conformabilidad.
Componentes Mecánicos: Ideal para la producción de piezas mecánicas que no requieran altas resistencias, como engranajes, ejes, y soportes.
 Automotriz: Usado en componentes automotrices como bastidores y elementos de carrocería que requieren buena ductilidad.
Tubos y Perfiles: Comúnmente empleado en la fabricación de tubos y perfiles estructurales para diversas aplicaciones industriales.
Herramientas de Baja Resistencia: A veces se utiliza para herramientas que no están sujetas a altas cargas o impactos.

2) IRAM 1045: 
Composición Química: El acero IRAM 1045 tiene un contenido de carbono de aproximadamente 0.45%.
Es un acero al carbono de medio contenido de carbono, caracterizado por su buena resistencia y dureza.
Aplicaciones Más Frecuentes
 Ejes y Componentes de Transmisión: Usado en la fabricación de ejes, bielas y otros componentes que requieren alta resistencia y dureza.
 Herramientas de Corte: Adecuado para herramientas que necesitan resistencia al desgaste, como fresas y cortadores.
 Piezas de Maquinaria: Utilizado en la fabricación de piezas mecánicas como engranajes y husillos, que deben soportar cargas significativas.
 Automotriz: Común en la fabricación de componentes automotrices como árboles de levas y ejes de transmisión.
 Estructuras de Carga: Empleado en estructuras donde se requiere resistencia, como en el caso de estructuras metálicas y soportes.

3) IRAM 1070: 
Composición Química: El acero IRAM 1070 tiene un contenido de carbono de aproximadamente 0.70%.
Es un acero al carbono de alto contenido de carbono, caracterizado por su alta dureza y resistencia
Aplicaciones Más Frecuentes
 Herramientas de Corte: Utilizado en la fabricación de herramientas que requieren alta dureza, como cuchillas, fresas y brocas.
 Componentes de Maquinaria: Común en la fabricación de piezas que deben soportar un alto esfuerzo, como engranajes y ejes.
 Resortes: Ideal para la fabricación de resortes que requieren alta elasticidad y resistencia.
 Artículos de Consumo: Utilizado en productos como cuchillos, tijeras y herramientas manuales que deben ser afiladas y duraderas.
 Elementos de Sujeción: Empleado en tornillos y pernos de alta resistencia que requieren propiedades mecánicas específicas.

4) IRAM 2210:
Composición Química: El acero IRAM 2210 es un acero al carbono con un contenido de carbono aproximado de 0.10% y contiene un porcentaje de manganeso (generalmente alrededor del 1%).
es un acero al carbono de baja aleación, caracterizado por su moderada dureza y buena ductilidad.
Aplicaciones Más Frecuentes
Construcción de Estructuras: Utilizado en la fabricación de estructuras metálicas, como vigas y soportes, donde se requiere buena soldabilidad y ductilidad.
Piezas de Maquinaria: Común en la fabricación de componentes que requieren propiedades mecánicas adecuadas, como carcasas y estructuras de soporte.
Automotriz: Empleado en partes del automóvil donde no se requieren alta resistencia, como partes de chasis y componentes no críticos.
Elementos de Conexión: Utilizado en tornillos, tuercas y pernos que requieren resistencia moderada.
Equipos Agrícolas: Aplicado en la fabricación de implementos y maquinaria agrícola debido a su buena trabajabilidad y resistencia.

5) IRAM 3215:
Composición Química: El acero IRAM 3215 es un acero aleado que generalmente contiene un contenido de carbono de aproximadamente 0.15% y un porcentaje significativo de manganeso (alrededor del 1.5%).
es un acero al carbono de baja aleación, caracterizado por su buena resistencia y ductilidad
Aplicaciones Más Frecuentes
 Componentes de Maquinaria: Utilizado en la fabricación de piezas que requieren alta resistencia, como ejes, engranajes y elementos de transmisión.
Herramientas de Corte: A veces se utiliza para herramientas que requieren propiedades específicas de resistencia y durabilidad.
Estructuras Metálicas: Común en aplicaciones estructurales donde se requiere una combinación de resistencia y ductilidad.
Industria Automotriz: Usado en componentes automotrices que necesitan una alta resistencia al desgaste y al impacto.
Equipos de Transporte: Aplicado en la fabricación de partes de maquinaria y equipos que deben soportar condiciones de carga severas.

6) IRAM 4220:
Composición Química: El acero IRAM 4220 es un acero aleado con un contenido de carbono de aproximadamente 0.20% y una cantidad significativa de cromo (alrededor del 1.0%) y molibdeno (aproximadamente 0.15%).
es un acero al carbono de baja aleación, caracterizado por su buena resistencia, dureza y ductilidad.
Aplicaciones Más Frecuentes
Componentes de Maquinaria: Utilizado en la fabricación de piezas que requieren alta resistencia al desgaste, como engranajes y ejes.
Herramientas de Corte: Usado en la producción de herramientas que requieren buena dureza y resistencia a la abrasión.
Industria Automotriz: Común en componentes automotrices que necesitan alta resistencia y durabilidad, como partes de motores y transmisiones.
Equipos de Transporte: Aplicado en la fabricación de componentes que deben soportar cargas elevadas y condiciones severas.
Estructuras Metálicas: Utilizado en aplicaciones donde se requiere una combinación de resistencia y ductilidad, como en estructuras y soportes.

7) IRAM 5130:
Composición Química: El acero IRAM 5130 es un acero aleado que contiene aproximadamente 0.30% de carbono, junto con cromo (alrededor del 0.5%) y molibdeno (aproximadamente 0.15%).
es un acero al carbono de baja aleación, caracterizado por su buena resistencia, dureza y ductilidad.
Aplicaciones Más Frecuentes
Ejes y Componentes de Transmisión: Utilizado en la fabricación de ejes, bielas y otros componentes que requieren alta resistencia y dureza.
Engranajes: Común en la fabricación de engranajes que deben soportar altas cargas y desgaste.
Herramientas de Corte y Conformado: A veces se utiliza en herramientas que requieren propiedades específicas de resistencia y durabilidad.
Piezas de Maquinaria: Usado en la fabricación de partes de maquinaria que deben resistir condiciones severas de operación.
Industria Automotriz: Empleado en componentes automotrices que requieren alta resistencia al desgaste y al impacto.

8) IRAM 51220:
Composición Química: El acero IRAM 51220 es un acero aleado que tiene un contenido de carbono de aproximadamente 0.20% y contiene cromo (alrededor del 1.0%) y molibdeno (aproximadamente 0.15%).
es un acero al carbono de baja aleación, caracterizado por su buena resistencia, dureza y ductilidad.
Aplicaciones Más Frecuentes
Componentes de Maquinaria: Utilizado en la fabricación de piezas que requieren alta resistencia, como ejes, bielas y componentes de transmisión.
Engranajes y Transmisiones: Común en la fabricación de engranajes que deben soportar altas cargas y condiciones de desgaste.
Ejes de Alta Resistencia: Empleado en la producción de ejes que deben soportar esfuerzos significativos.
Piezas de Automóviles: Usado en la fabricación de componentes automotrices, como partes de motores y transmisiones que requieren alta durabilidad.
Equipos Industriales: Aplicado en maquinaria pesada y equipos industriales que deben resistir condiciones severas.

9) IRAM 6110:
Composición Química: El acero IRAM 6110 es un acero aleado que tiene un contenido de carbono de aproximadamente 0.10% y contiene cromo (alrededor del 0.5%) y molibdeno (aproximadamente 0.15%).
es un acero aleado de baja aleación, caracterizado por su buena resistencia, dureza moderada y ductilidad.
Aplicaciones Más Frecuentes
Componentes de Maquinaria: Utilizado en la fabricación de piezas mecánicas que requieren alta resistencia, como ejes y bielas.
Engranajes y Transmisiones: Común en la fabricación de engranajes que deben soportar altas cargas y condiciones de desgaste.
Piezas de Automóviles: Usado en componentes automotrices que requieren durabilidad, como partes de transmisión y suspensiones.
Estructuras Metálicas: Aplicado en construcciones donde se necesita resistencia y ductilidad.
Herramientas de Corte: Puede ser utilizado en herramientas que requieren propiedades específicas de dureza y resistencia al desgaste.

10) IRAM 10110:
Composición Química: El acero IRAM 10110 tiene un contenido de carbono de aproximadamente 0.10%.
es un acero al carbono de bajo contenido de carbono, caracterizado por su alta ductilidad y buena soldabilidad.
Aplicaciones Más Frecuentes
Construcción de Estructuras: Utilizado en la fabricación de estructuras metálicas, como vigas y soportes donde se requiere buena soldabilidad.
 Componentes Mecánicos: Común en la fabricación de piezas mecánicas que no están sujetas a altas tensiones, como soportes y carcasas.
Industria Automotriz: Usado en partes del automóvil que requieren ductilidad, como elementos de carrocería.
 Tubos y Perfiles: Empleado en la producción de tubos y perfiles estructurales.
Herramientas Manuales: A veces utilizado en la fabricación de herramientas que no necesitan altas propiedades mecánicas.

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