materiales defectos

1. Materiales Conocimientos Generales
 1.2 Tecnología de materiales
 1.2.1 Defectos en materiales
 1.2.2 Propiedades.
 1.2.3 Naturaleza y cambios en estado sólido
 1.2.4 Metales ferrosos, noferrosos y plásticos
 1.2.5 Manufactura.
 1.2.6 Procesos de fundición y soldadura.
 1.2.7 Procesos con deformación plástica.
 1.2.8 Laminación, Forjado, pulvimetalúrgia, otros.
 1.2.9 Maquinado y terminación superficial

2. MATERIALES- CONOCIMIENTOS
GENERALES
ESTRUCTURAS ATÓMICAS
ESTRUCTURAS
MICROESTRUCTURAS
MATERIALES COMPUESTOS
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
MATERIALES METÁLICOS
DEFECTOS EN LOS MATERIALES

3. esto produce distintas microestructuras
La microestructura determina las propiedades del material
determina el tipo de enlace entre varios átomos.
La estructura electrónica del átomo

4. UNIONES ATOMICAS
a) COVALENTES: átomos que comparten uno o mas
electrones.
b) IONICAS: los átomos pierden o ganan uno o varios
electrones. (igual que el caso anterior, cuanto menos
electrones posee el átomo mayor es la energía de
ligadura)
c) METALICA: átomos con pocos electrones en la capa
exterior, luego estos son fácilmente separables,
formando una ”nube” que es compartida.
d) Van der WAALS: uniones débiles, formados por dipolos
(formados por desequilibrio entre cargas positivas y
negativas del núcleo)

5. ESTRUCTURAS DE LOS MATERIALES
Principales características de las uniones

6. ESTRUCTURAS DE LOS MATERIALES
Principales características de las uniones

7. ORDENAMIENTO ATÓMICO (cristales)

8. ORDENAMIENTO ATÓMICO EN METALES-MODELO DE
ESFERAS RIGIDAS
hcp fcc bcc

9. MATERIALES METALICOS
Granos

10. Metales- Propiedades
Elasticidad
y buena
resiliencia:
resortes
Biocompatibilidad
(buena resistencia
a la corrosión y
óseo-integración) :
titanio, cobalto,
circonio y sus
aleaciones
Buena resistencia a la
corrosión:
aleación cobre-niquel
Buena ductilidad y resistencia
Pueden ser conformados en frío
o caliente.

11. Materiales Cerámicos
Oxido de Circonio y Alúmina
Mala conductividad térmica y eléctrica
(Aislantes).Alto punto de fusión
Resistencia a la corrosión en
ambientes corrosivos.
Bajo coef. De rozamiento
Buena resist. Al choque
térmico.
Buena tenacidad (modernos)

12. Polímeros- Propiedades
Reemplazo del acero y
cerámicos en múltiples
aplicaciones,
UHMW-PE
(polietileno de alto
peso molecular)
Bajo costo, poco peso,
facil de conformar Baja
conductibilidad térmica
y eléctrica

13. Polímeros-Aplicaciones
muelles de altas prestaciones
Juntas de expansión
• Elastómeros de alta elasticidad

14. DIAGRAMAS DE FASES DE
ALEACIONES
Los diagramas de fase son una herramienta muy útil para
los metalurgistas y se utilizan en los siguientes temas:
 Diseño de nuevas aleaciones
 Selección de temperaturas de trabajado en caliente
durante la fabricación.
 Selección de temperaturas para realizar los tratamientos
térmicos de aleaciones.
 Análisis de fallas cuando no se cumple con una
especificada performance en servicio.

15. DIAGRAMAS DE FASES DE
Terminología
 FASE: Todos los materiales que existen en estado
sólido,líquido o gaseoso.
 EQUILIBRIO: Estable, metaestable e inestable.
 FASES METAESTABLES: determinadas estructuras
cristalinas obtenidas por ej. con enfriamientos rápidos.
 SISTEMAS: Substancias o grupos de substancias
ailadas del medio.
 DIAGRAMA DE FASES: sinónimo de diagrama
constitucional o diagrama de equilibrio.
 COMPONENTES DE UN SISTEMA: binario(dos
componentes) ternarios (tres componentes) etc.

16. CAMBIOS EN ESTADO SÓLIDO
DIAGRAMAS DE FASES
SOLUCION SÓLIDA TOTAL

17. CAMBIOS EN ESTADO SÓLIDO
DIAGRAMAS DE FASES
SOLUCION SÓLIDA PARCIAL

18. DIAGRAMAS DE FASES ---Fe-C

19. Fases producidas en Hierro y Acero

20. Temperaturas de cambio de fases-terminología

21. DIAGRAMAS DE FASES
Fe-C

23. DIAGRAMAS DE FASES
Fe-C

24. MICROESTRUCTURAS
ACERO AL CARBONO
Enfriamiento Lento

25. MICROESTRUCTURAS
ACERO AL CARBONO
Enfriamiento lento
Acero Eutectoide

26. MICROESTRUCTURAS
ACERO AL CARBONO
Enfriamiento lento
Acero HipoEutectoide

27. MICROESTRUCTURAS
ACERO AL CARBONO
Enfriamiento lento
Acero HiperEutectoide

28. Curvas de Transformación Temperatura
Tiempo
 Transformación del acero
(no hay difusión atómica)
 Sobre los 914°C
estructura fcc, bajo esta
temperatura estructura
bcc
 Tasa de transformación
depende de la
temperatura

29. Curvas TTT
 Indican las
transformaciones con
respecto a la velocidad
de enfriamiento
 Desde el inicio al final
de la transformación

30. Curvas TTT - Acero al carbono
 Línea I: No hay
transformación
perlítica, pasa directo a
martensita
 Línea II:
Transformación
incompleta de perlita, la
fracción de austenita
que queda se
transforma en
martensita
 Línea III: Acero
Perlítico

31. Microestructura-Curva TTT

32. Microestructura-Curva TTT

33. Tratamientos Térmicos
 Templado: Se calienta
el acero hasta obtener
austenita. Luego se
enfría rápidamente
para obtener
martensita.

34. Tratamientos Térmicos
 Recocido: Cuando hay deformación en
frío, se calienta hasta la transformación
austenítica y se enfría lentamente en un
horno. Libera las tensiones, baja la
densidad de dislocaciones, disminuye la
dureza, se afina el grano.
 Revenido: Se calienta el acero después
del temple a una temperatura menor a la
de transformación austenítica y se deja
enfriar al aire o aceite.

35. Tratamientos Térmicos
 Normalizado: Se calienta el acero unos
pocos grados sobre la temperatura de
transformación austenítica, se mantiene
ahí el tiempo suficiente para obtener una
completa transformación en austenita.
Luego se deja enfriar al aire.

37. Ejercicio

38. Efecto de % carbono en Curvas TTT

39. Efecto de aleantes en Curvas TTT

40. Endurecimiento por Precipitación
 Solubilidad sólida
disminuye a medida que la
temperatura decrece
 Enfriamiento lento, baja
fuerza impulsora, baja tasa
de nucleación, núcleos
gruesos bastante
separados
 Enfriamiento rápido, alta
fuerza impulsora, alta tasa
de nucleación, núcleos
pequeños separados por
poca distancia

41. RIGIDEZ DE UN MATERIAL
Ley de Hooke
σ = E.ε
E=Módulo Elástico

42. MATERIALES COMPUESTOS
 Dos o más materiales distintos se combinen para formar
un material compuesto cuyas propiedades sean
superiores.
De acuerdo al material de la matriz:
compuestos poliméricos metálicos o cerámicos
el segundo elemento puede presentarse como:
* fibras (fibras de carbono, de boro de aluminio de
vidrio)
* partículas (SiC, Al2O3, TiC, TiB2, B4C)
 Ejemplos tradicionales : Ladrillos de adobe, hormigón
armado, fibra de vidrio, la baquelita reforzada con resina
epoxídica

43. MATERIALES COMPUESTOS
Fibras de vidrio en matriz polimérica
Cerámicos compuestos
Placas de alúmina
en metal

44. MATERIALES COMPUESTOS

45. MATERIALES COMPUESTOS

46. Adhesivos son usados extensamente para unir materiales, los
cuales son usados “principalmente en la industria aeronautica

47. Tipos de defectos producidos por los
pegamentos

48. POLIMEROS
Según sus propiedades mecánicas a
temperatura se clasifican en:
 Termoplásticos: ablandan al calentarse
 Termoestables: endurecen al calentarse y
no se ablandan si siguen calentándose.
Sensibles a radiación, temp., velocidad de
deformación, medio ambiente.

49. POLIMEROS

50. POLIMEROS

51. CLASIFICACION DE LOS
PROCESOS METALURGICOS
• Fabricación primaria
• Fabricación Secundaria
• Procesos de Terminación
• Procesos de transformación
DISCONTINUIDADES
Y DEFECTOS

52. CONFORMADO DE METALES
 SOLIDIFICACION O SINTERIZADO
 CONFORMADO POR DEFORMACIÓN
PLÁSTICA
 CONFORMADO CON ARRANQUE DE
VIRUTA.

53. 1. Cilíndricos
2. Palanquilla
PROCESOS DE FABRICACION
PRIMARIA
Si el metal fundido no
se destina a la
fabricación de piezas,
entonces lo corriente
es verterlo en un molde
para la obtención de
lingotes.

54. FABRICACION PRIMARIA
 El metal fundido se vierte
en un molde en el cual el
metal solidifica generalmente
es cilíndrico o en forma de
barra de sección poligonal.
 Los lingotes y las
palanquillas se destinan a
procesos de transformación.
forja, laminado y extrusión.
 Se emplean para la
fabricación posterior de
alambre, tubos y perfiles

55. FABRICACION PRIMARIA
 Segregaciones en el lingote producen bandeado
durante el laminado o forjado, lo cual origina
propiedades inhomogéneas y hasta comportamientos
inesperados en los tratamientos posteriores

56. FABRICACION PRIMARIA
Rechupes pueden ser eliminados en
los lingotes, pero si se producen
puentes y tubos éstos no son
fácilmente detectables en planta y
pueden producir laminados o forjados
defectuosos.

57. FABRICACION PRIMARIA
 LINGOTES: FISURAS INTERGRANULARES POR
H (mas de 5 ppm disuelto de los moldes)
 1ppm puede producir caída de tenacidad en aceros
de alta resistencia.

58. FABRICACION PRIMARIA
 Inclusiones exógenos o trozos de electrodos no
fundidos pueden caer en el baño y producir problemas
en el forjado posterior

59. ESTRUCTURA DE UN LINGOTE

60. LINGOTES
LINGOTES CILINDRICOS
“BILLET”
ORIGEN DE LAS DISCONTINUIDADES

61. DEFECTOS EN LINGOTES
 FISURAS
 SEGREGACIONES
 INCLUSIONES
 POROSIDAD
 RECHUPES
 DESGARRO LAMINAR

62. DEFECTOS
EN PIEZAS
FUNDIDAS

63. DEFECTOLOGÍA EN PIEZAS
FUNDIDAS
1. POROSIDAD (SUPERFICIAL Y SUBSUPERFICIAL)
2. MICRO– RECHUPES (SUBSUPERFICIAL)
3. RECHUPES INTERNOS (CAVIDADES SUPERFICIALES O
SUBSUPERFICIALES)
4. GOTA FRÍA (SALPICADURA DE METAL EN LA PARED DEL MOLDE)
5. DESGARRO LAMINAR EN CALIENTE
6. SOPLADURAS (SUPERFICIALES)
7. COSTURAS (GRIETAS ALARGADAS)
8. VENAS (INCLUSIONES NO METÁLICAS DEFORMADAS EN LA
DIRECCIÓN DEL LAMINADO)

64. DISCONTINUIDADES EN PIEZAS
FUNDIDAS

65. CONFORMADO POR
DEFORMACIÓN PLÁSTICA

66. PROCESOS DE FABRICACION
SECUNDARIA

67. INCLUSIONES
AGUJEROS INTERNOS
COSTURAS
DISCONTINUIDADES DE FABRICACION
SECUNDARIA
LAMINACIONES
SEGREGACIONES
INCLUSIONES
COSTURAS Y PLIEGUES
DESGARROS
PLIEGUES
INCLUSIONES
COSTURAS

68. LAMINACIÓN
a)Poca deformación
b)Alta deformación
c)Deformación repetida y
defectos (ej. Segregaciones)
Defectos por la expanción
lateral

69. DISCONTINUIDADES DE
LAMINACION

70. DICONTINUIDADES DE
LAMINACION

71. DISCONTINUIDADES DE
LAMINACION DE BARRAS

72. DISCONTINUIDADES DE
LAMINACION DE BARRAS
Diez tipos de defectos que pueden encontrarse en
laminación de barras

73. DISCONTINUIDADES DE FORMA Y
LAMINACION

74. FORJADO

75. FORJADO-Defectos típicos

76. DISCONTINUIDADES DE
FORJA

77. DISCONTINUIDADES DE
FORJA
BURST

78. DISCONTINUIDADES DE FORJA

79. DISCONTINUIDADES TIPICAS DE FORJA
DE ALEACIONES DE ALUMINIO (o Mg)

80. DISCONTINUIDADES TIPICAS DE PIEZAS
FABRICADAS POR PM
Fisura durante enfriamiento Diferencia de densidades

81. DISCONTINUIDADES TIPICAS DE PIEZAS
FABRICADAS POR PM
Zonas no sinterizadas

82. FISURA BAJO CORDON
POROSIDADES
FALTA DE FUSION
MARCAS DE
MECANIZADO
GRIETAS Y FISURAS
PROCESOS DE TERMINACION
Y MAQUINADO

83. MAQUINADO

84. Maquinado por métodos no tradicional
Chorro de agua

85. PROCESOS DE
SOLDADURA
1. Manual con electrodo revestido
2. Automática por arco sumergido con aporte y gas
activo (MAG)
3. Automática por arco sumergido con aporte y gas
inerte (MIG)
4. Automática sin aporte y gas inerte
(TIG)

86. FISURA BAJO CORDON
DEFECTOS EN SOLDADURA

87. DEFECTOS EN SOLDADURA

88. DEFECTOS EN
SOLDADURA

89. DISCONTINUIDADES EN EL
AMOLADO

90. PROCESOS DE
TRANSFORMACION
TRATAMIENTOS
TERMICOS
RECUBRIMIENTOS
METALICOS

91. TRATAMIENTOS TERMICOS
TRATAMIENTOS TERMICOS DE
TRANSFORMACION
Recocido : de ablandamiento
Normalizado: con enfriamiento lento
Temple por enfriamiento brusco
Tratamiento de Endurecimiento:
desde la temperatura critica
(aceite, agua y aire)
Temple por inducción
(Calentamiento Local,
enfriamiento brusco)
Revenido: Tratamiento de alivio de
tensiones.
TRATAMIENTOS
TERMOQUIMIC0S
: Cementación,
Nitruración.
RECUBRIMIENTOS
METALICOS:
Niquelado,
Cromado,
Plateado

92. RECUBRIMIENTOS METALICOS
TRATAMIENTOS TERMICOS
DISCONTINUIDADES DE
TRANSFORMACION

93. DISCONTINUIDADES PRODUCIDAS EN
TRATAMIENTOS TERMICOS

94. RECUBRIMIENTOS
METÁLICOS
1. NIQUELADO
2. CROMADO
3. PLATEADO
Se realizan: En una pieza para
protegerlas superficialmente contra el
desgaste y la corrosión.
Requieren :Buena preparación de la
superficie limpieza y decapado mediante
ataque químico.
DISCONTINUIDADES
 Falta de adherencia
 Espesor de la capa de recubrimiento no uniforme.

95. DISCONTINUIDADES
POR FATIGA

96. Defectos producidos en servicio por
corrosión

97. Cuando controlo los defectos? Como?
 AREA DE END
PORQUE USAR UN DETERMINADO
PROCEDIMIENTO?
1.-Aceptable en pasos de fabricación
2.-Aceptable en la inspección final
3.-Aceptable en servicio
Verificar que tipo de defecto es
aceptable.(Evaluación de Integridad)

98. Que hay que controlar?
END PUEDE SER DIVIDIDA EN NUEVE AREAS DIFERENTES:

99. Unidades en el sistema internacional (SI)