Catalogo de materiales.

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Universidad Nacional de La Plata

Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales

Dto. De Ingeniería agrícola y Forestal

Materiales utilizados en las máquinas agrícolas y procesos de fabricación

Curso de Mecánica Aplicada.

Autores: Prof. Draghi, Laura

                          Ing. Agr. Guilino, Facundo

Año: 2015

En la industria de la maquinaria agrícola, los metales en estado puro tienen una aplicación relativamente escasa, básicamente por dos razones principales: sus inadecuadas propiedades  mecánicas y sus malas condiciones en cuanto a fundición. Es por ello se utilizan las denominadas aleaciones, que resultan de la unión de dos o más metales, o incluso de la unión de un metal con otros no metales, pero con aspectos y propiedades definidas.

Mediante una adecuada elección de los componentes intervinientes en la aleación, se logra gran variabilidad en sus propiedades y la posibilidad de someterse a tratamientos térmicos, lográndose mayor resistencia mecánica y adecuado  comportamiento en fundición.

En una aleación vamos a encontrar dos componentes básicos: el metal base, que se encuentra en mayor proporción y uno o más metales aleados para atenuar o acentuar las propiedades de aquel.

Por otro lado, los elementos de máquinas y tractores pueden ser fabricados con otros materiales no metálicos como: plásticos, cerámicos, caucho, polímeros, vidrios.

Podemos diferenciar  cuatro tipos de aleaciones:

• Aleaciones Férricas (el metal base es el hierro)
• Aleaciones no férricas (el metal base no es el hierro)
• Aleaciones ligeras (el metal base es aluminio o manganeso)
• Otras aleaciones.

Aleaciones Férricas:

Acero: aleación férrica de hierro y carbono donde este último no supera el 2%, si el porcentaje es mayor recibe el nombre de fundición. Se clasifican en blandos (acero de bajo carbono), si tienen menos del 0,25% de C, aceros de medio carbono si tienen entre 0,25 y 0,6%,  y de alto contenido de carbono que son los menos dúctiles pero más resistentes, los que tienen entre 0,6 y 2% de C. El carbono es el elemento principal que modifica las características mecánicas del acero; cuanto mayor es el porcentaje de carbono mayores serán la resistencia y la dureza del acero, pero también será más frágil y menos dúctil.  

Según su composición se clasifican en:

• Aceros al carbono: excepto el hierro y carbono, no presentan otros elementos agregados salvo impurezas.
• Aceros aleados: además del C y Fe, tienen otros elementos añadidos presentes en cantidad suficiente como para alterar sus propiedades. Los elementos aleados utilizados son cromo, Manganeso, molibdeno, níquel, silicio, vanadio y walframio, también pueden aparecer el cobre y el plomo.

Según su designación se clasifican:

Según AISI: La norma AISI (American Iron and Steel Institute) utiliza un esquema general para realizar la especificación de los aceros mediante 4 números:

AISI ZYXX

El significado de los anteriores campos de numeración es la siguiente:

XX indica el tanto por ciento (%) en contenido de carbono (C) multiplicado por 100;

Y indica, para el caso de aceros de aleación simple, el porcentaje aproximado del elemento predominante de aleación;

Z indica el tipo de acero (o aleación). Los valores que puede adoptar Z son los siguientes:

Z=1: si se trata de aceros al Carbono (corriente u ordinario);

Z=2: si se tarta de aceros al Níquel;

Z=3: para aceros al Níquel-Cromo;

Z=4: para aceros al Molibdeno, Cr-Mo, Ni-Mo, Ni-Cr-Mo;

Z=5: para aceros al Cromo;

Z=6: si se trata de aceros al Cromo-Vanadio;

Z=7: si se trata de aceros Al Tungsteno-Cromo;

Z=8: para aceros al Ni-Cr-Mo;

Ejemplos de designación de tipos de aceros según la norma AISI.

- AISI 1020:

1: para indicar que se trata de un acero corriente u ordinario;

0: no aleado;

20: para indicar un contenido máx. de carbono (C) del 0,20%.

- AISI 3215: 

3: acero al Níquel-Cromo;

2: contenido del 1,6% de Ni, 1.,5% de Cr;

15: contenido del 0,15% de carbono (C).

- AISI 4140: 

4: acero aleado (Cr-Mo);

1: contenido del 1,1% de Cr, 0,2% de Mo;

40: contenido del 0,40% de carbono (C).

Según SAE: La norma SAE (Society of Automotive Engineers) clasifica los aceros en distintos grupos, a saber:

• ACEROS AL CARBONO:

La denominación que emplea la normativa SAE para los aceros al carbono es según el siguiente esquema:

SAE 10XX, donde XX indica el contenido de Carbono (C).

Ejemplos:

SAE 1010 (con un contenido en carbono entre 0,08 - 0,13 %C)

SAE 1040 (0,3 - 0,43 %C)

• ACEROS DE MEDIA ALEACIÓN:

Son aceros al Mn, y su denominación según SAE es del tipo SAE 15XX, donde el porcentaje de Mn varía entre 1,20 y 1,65, según el %C.

Ejemplos:

SAE 1524, con contenido en el rango de 1,20 - 1,50 %Mn, y son empleados para construcción de engranajes;

SAE 1542, indica un contenido del 1,35 - 1,65 %Mn, y son empleados para temple.

• ACEROS ALEADOS:

A continuación se indican su denominación SAE según los elementos de aleación que lleven incorporados:

• Ni

Denominación SAE: 23XX, 25XX.

El contenido en níquel (Ni) aumenta la tenacidad de la aleación, pero no la templabilidad, por lo que deberá incluir otro elemento aleante como Cr ó Mo.

• Cr-Ni

Denominación SAE: 31XX, 32XX, 33XX, 34XX

Ejemplo:

SAE 3115 (1,25 %Ni y 0,60 a 0,80 %Cr), que ofrece una gran tenacidad y templabilidad, no obstante el elevado contenido en Ni dificulta la maquinabilidad. Aleación utilizada en la fabricación de  cigüeñales.

• Mo

Denominación SAE: 40XX, 44XX

Son aleaciones que aumenta levemente la templabilidad del acero.

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