Aleaciones no ferreas empleadas en el automovil

En la presente entrada vamos a tratar el tema de las aleaciones no ferreas que podemos encontrar en un automovil y más concretamente en aquellas que encontraremos en la carroceria del mismo ya que este tipo de aleaciones puede estar presente en algunos elementos de la mecanica del vehiculo.

Sabiendo que cuando hablamos de una aleacion nos estamos refiriendo a la adicción de elementos ( en este caso metales) a un metal base con el fin de mejorar sus propiedades , podemos deducir que una aleacion no ferrea será aquella que no contenga hierro.

En el automovil y mas concretamente en su carroceria , las mas importantes que podemos encontrar son :



ALEACIONES DE COBRE.


El cobre posee una densidad de 8.93 g/cm3 y una temperatura de fusión de 1083 C. su conductividad eléctrica es excelente, y se puede mejorar mediante procesos de afino, lo que hace de las aleaciones de cobre un material idóneo para la fabricación de cables eléctricos. Su excelente conductividad térmica permite su uso de radiadores o cambiadores de calor.

Cristaliza en la red fcc, por lo que es fácilmente deformable y tiene una buena conformabilidad en frío, no tanto en caliente, por el excesivo aumento del tamaño de grano. Posee una resistencia media (entre 200 y 350 MPa) y se puede obtener alargamientos a rotura de hasta el 40 por 100. Es un metal criogénico, y a -196 C la resistencia mecánica se incrementa un 50%. Excelente resistencia a la corrosión en agua de mar y otros ambientes corrosivos, es atacado por los halógenos en húmedo. Siempre está recubierto de una capa protectora de óxido, que crece con la temperatura y puede llegar a descamarse. Al oxidarse, se cubre de una pátina verdosa, y esta coloración hace que se emplee en decoraciones. No se mecaniza por ser excesivamente blando.

La adición de aleantes busca la mejora de las propiedades mecánicas y la resistencia al desgaste, aunque perjudicarán la conductividad del cobre. Todas sus aleaciones endurecen por acritud.

ALEACIONES DE BASE NÍQUEL.

Fácilmente deformable por su red fcc, posee un excelente comportamiento a corrosión, oxidación a alta temperatura, buena resistencia mecánica a altas temperaturas, alta conductividad eléctrica y propiedades magnéticas. Las aleaciones de base níquel tienen como objeto mejorar las características de tracción, fluencia, fatiga y estabilidad superficial del material.

ALEACIONES DE ALUMINIO

Las aleaciones de aluminio son aleaciones obtenidas a partir de aluminio y otros elementos(generalmente cobre, zinc, manganeso, magnesio o silicio). Forman parte de las llamadas aleaciones ligeras, con una densidad mucho menor que los aceros, pero no tan resistentes a la corrosión como el aluminio puro, que forma en su superficie una capa de óxido de aluminio (alúmina). Las aleaciones de aluminio tienen como principal objetivo mejorar la dureza y resistencia del aluminio, que es en estado puro un metal muy blando.

La corrosión galvánica se produce rápidamente en las aleaciones de aluminio cuando entran en contacto eléctrico con acero inoxidable u otras aleaciones con mayor electronegatividad en un ambiente húmedo, por lo que si se usan conjuntamente deben ser adecuadamente aisladas. 

Aportaciones de los elementos aleantes

Los principales elementos aleantes del aluminio son los siguientes y se enumeran las ventajas que proporcionan.

Cromo (Cr) Aumenta la resistencia mecánica cuando está combinado con otros elementos Cu, Mn, Mg.
Cobre (Cu) Incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia a la corrosión.
Hierro (Fe). Aumenta la resistencia mecánica.
Magnesio (Mg) Tiene una gran resistencia tras el conformado en frío.
Manganeso (Mn) Incrementa las propiedades mecánicas y reduce la calidad de embutición.
Silicio (Si) Combinado con magnesio (Mg), tiene mayor resistencia mecánica.
Titanio (Ti) Aumenta la resistencia mecánica.
Zinc (Zn) Reduce la resistencia a la corrosión.
Escandio (Sc) Mejora la soldadura.

Las aleaciones de aluminio forjado se dividen en dos grandes grupos, las que no reciben tratamiento térmico y las que reciben tratamiento térmico.

SUPERALEACIONES.


Se les conoce como superaleaciones ya que resisten las condiciones mas críticas, cargas elevadas, alta temperatura y un ambiente agresivo, son caros pero su aplicación se ha ido extendiendo.

La aleación de níquel-aluminio se llama duraníquel, alta resistencia a la corrosión y gran resistencia mecánica similar a los aceros, el permaníquel es una aleación de níquel-cobalto-fierro-carbono-manganeso-silicio-titanio-magnesio, buena resistencia a la corrosión, buena conductividad eléctrica y térmica y propiedades magnéticas, pero disminuye su dureza al aumentar la temperatura.

Las superaleaciones de base níquel como Inconel (níquel-cromo-hierro), Hastelloy (níquel-molibdeno-hierro-cromo) o Nimonic, que incorpora titanio, son ejemplos de superaleaciones base níquel. Se emplean en cámaras combustión, alabes de turbinas, toberas y en la industria aeroespacial.

Operaciones de conformado de metales. Metal Shaping

Hellow everybody , here we are going to explain in english , something about metal shaping and a little bit of english wheel. Here we go :

Metal shaping is an invaluable skill to have in hot rod fabrication. There are many specialized tools used in the forming process.

Shaping metal is basically as simple as shrinking or stretching it to achieve the required shape.
Before any metal can start forming, its good to know the exact shape of the piece one wishes to create. Bucks can be made using anything from styrofoam to plaster and anything between that a pattern can be pulled from. Below is a picture using "Burt" buck strips of metal and foil tape to create the shape required. Chicken wire was used to hold the metal strips in place in order to tack and tape them together. The buck was then slathered with bondo to check the actual shape and to pull the best possible pattern from

Once the buck is ready, a flexible shape pattern can then be made. The pattern starts with low stick masking tape. Plastic stretch wrap and transfer tape can also be used.

The low stick tape is then covered with fiberglass reinforced packing tape applied in two directions. This helps it maintain its shape when removed. Once the pattern is ready it is pulled off carefully and then the back is dusted with baby powder or similar item to stop it from sticking to itself. Reference marks can be added to the pattern before adding the packing tape. The pattern can also be cut into manageable sized pieces before removal from buck..


Primary metal forming processes

-Rolling.
-Forging.
-Extrusion.
-Tube and wire drawing.
-Deep drawing


 Rolling:

-Rolling is the most extensively used metal forming process and its share is roughly 90%

- The material to be rolled is drawn by means of friction into the two revolving roll gap

- The compressive forces applied by the rolls reduce the thickness of the material or changes its cross sectional area

- The geometry of the product depend on the contour of the roll gap

- Roll materials are cast iron, cast steel and forged steel because of high strength and wear resistance requirements

- Hot rolls are generally rough so that they can bite the work, and cold rolls are ground and polished for good finish


Extrusion

It is a relatively new process and its commercial exploitation started early in the nineteenth century with the extrusion of lead pipes. Extrusion of steels became possible only after 1930 when extrusion chambers could be designed to withstand high temperature and pressure.

In extrusion, the material is compressed in a chamber and the deformed material is forced to flow through the die. The die opening corresponds to the cross section of the required product.
It is basically a hot working process, however, for softer materials cold extrusion is also performed.

Forging:

Forging is a manufacturing process involving the shaping of metal using localized compressive forces. Forging is often classified according to the temperature at which it is performed: "cold", "warm", or "hot" forging. Forged parts can range in weight from less than a kilogram to 580 metric tons. Forged parts usually require further processing to achieve a finished part.

Forging can produce a piece that is stronger than an equivalent cast or machined part. As the metal is shaped during the forging process, its internal grain deforms to follow the general shape of the part. As a result, the grain is continuous throughout the part, giving rise to a piece with improved strength characteristics

Tube and wire drawing.

The process of wire drawing involves the production of wire of close diameter and tolerance by drawing descaled hot-rolled rod through a die. The finished wire is coiled onto a motor driven block. The dies are manufactured from hard material e.g tungsten carbide. Diamonds dies are used for small diameter wire. Soap is used for lubrication. If large diameter reductions are required the rod is progressively drawn through several stages of dies and blocks.

Deep drawing

Deep drawing is a sheet metal forming process in which a sheet metal blank is radially drawn into a forming die by the mechanical action of a punch.It is thus a shape transformation process with material retention. The process is considered "deep" drawing when the depth of the drawn part exceeds its diameter. This is achieved by redrawing the part through a series of dies. The flange region (sheet metal in the die shoulder area) experiences a radial drawing stress and a tangential compressive stress due to the material retention property. These compressive stresses (hoop stresses) result in flange wrinkles (wrinkles of the first order). Wrinkles can be prevented by using a blank holder, the function of which is to facilitate controlled material flow into the die radius.

English wheel


An English wheel (ewheel) can then be used to smooth out the lumps created from the stretching or shrinking processes. If too much pressure is exerted by the ewheel on areas that were shrunk, the material will start to stretch changing the shape. If too much pressure is exerted at the stretched areas, the metal will be stretched even more and change the shape. Picture of the ewheel below. This is a clone based on the Imperial Wheeling Machines brand.


A good quality wheel and anvils will greatly help in the wheeling process as the contact between the rollers and sheet will remain constant and give nice results.

Here we have a video that try to explain how we can use an english wheel:

Conformado de Roscas

En esta práctica vamos a plasmar el trabajo realizado en el taller durante una practica de conformado de roscas. El resultado final han de ser dos varillas roscadas en una base cuadrada de dimensiones exactas y perfectamente escuadrada.

En primer lugar buscamos en el taller la varilla correspondiente para serrar nuestros 2 pedazos correspondientes al igual que la base y una vez encontrados y serrados , los 'arreglamos' mediante el uso de la lima con la cual limaremos las puntas de las varillas para evitar la presencia de aristas , y en el caso de la base desbastaremos lo necesario para conseguir dejarla a escuadra por completo utilizando una escuadra metálica además de las herramientas ya mencionadas:

Previo a la utilización de estas herramientas y como es costumbre en nuestras prácticas , nos equiparemos con los elementos de seguridad correspondientes para este tipo de trabajo.

Una vez tenemos la base y las varillas preparadas , en primer lugar nos disponemos con la ayuda de una lima a realizar un 'cuadradillo' en un extremo de las dos varillas que nos facilite el roscado una vez tengamos la pieza finalizada :

Una vez realizado este sencillo paso , nos disponemos a comenzar con la fabricación de las roscas propiamente dichas. Para ello necesitaremos utilizar terrajas y machos de roscar y una aceitera con aceite para lubricas la varilla y el agujero de la base y así facilitar el trabajo tanto de los machos como de las terrajas :

Para ello necesitamos buscar concretamente las que se correspondan con el diámetro de nuestras varillas que este caso será de 8 mm. En nuestro caso comenzamos por el uso de la terraja , la cual nos va a servir para crear la rosca en el extremo de la varilla en el cual no habíamos realizado el cuadradillo anteriormente mencionado. Para realizar este proceso amordazamos la varilla en un tornillo , colocamos la terraja correspondiente en el elemento que nos permite girarla posteriormente para realizar el corte en la varilla , echamos aceite generosamente en la punta de la varilla y comenzamos en el proceso. Siempre trataremos de , aproximadamente , por cada media vuelta que demos avanzando en el corte con la terraja , retrocedes un cuarto de vuelta con el fin de ir cortando las virutas que van apareciendo y conseguir así un mejor trabajo.
El resultado final es este :

Repetimos el proceso en la otra varilla y una vez terminado , ya tendremos las dos varillas finalizadas :

Una vez finalizado el trabajo con las varillas , comenzaremos a preparar las roscas correspondientes en la base.Para ello , el primer paso que vamos a realizar es el de realizar dos pequeños agujeros con una broca mas o menos fina que nos sirvan como guía posterior.
Una vez realizados los agujeros , recurrimos a una tabla para saber el diámetro concreto de agujero con el que tendremos que comenzar a usar los machos de roscar. En este caso , en función del material que tenemos nosotros y el diámetro de las varillas (8 mm) sabemos que la broca que debemos utilizar es de un diámetro de 6.8 mm. Como en nuestro caso no disponemos de dicha broca , utilizamos una de 7 mm .

Una vez realizados ambos agujeros nos disponemos a realizar la rosca interior. Para ello utilizamos los machos de roscar , que son 3 diferentes del mismo diámetro , a razón de que cada uno realiza un corte un poco mayor que el anterior por lo que empezamos por el que menos dibujo tiene y acabamos con el de mayor calado , siendo necesario el uso de los 3 en su correcto orden. Al igual que ocurría en el uso de las terrajas , echamos aceite y por cada media vuelta retrocedemos un cuarto con el fin de cortar las virutas que se van generando.
Una vez realizado el proceso , el resultado sería algo así :

Una vez finalizado este proceso , solo nos queda comprobar que las varillas rosquen correctamente en la base y observar el resultado final :

Conclusión personal :
Esta práctica me ha resultado quizá la mas llamativa de todas las que he realizado hasta el día de hoy ya que jamás hubiese imaginado que existiese la posibilidad de crear roscas en un proceso tan 'relativamente sencillo'. Al igual que con muchas otras prácticas requiere de paciencia ya que el uso de terrajas y machos de roscar conlleva un tiempo para evitar que las roscas nos salgan torcidas y una vez terminadas no rosquen como deberían.

Afilado de brocas

En esta entrada vamos a reflejar la práctica realizada en el taller de clase que consiste en el afilado de brocas para cortar metales. Para ello vamos a utilizar la esmeriladora que tenemos en nuestro taller , al poder ser la que tenga la piedra con grano mas fino :

En la imagen podemos observar la esmeriladora que tenemos en nuestro taller. Antes de comenzar a utilizarla , nuestros profesores nos dieron ciertos detalles de su correcto uso con el fin de evitar accidentes.
Para ello debemos tener en cuenta los siguientes factores:

- En primer lugar y al igual que para el resto de actividades que realizamos en el taller debemos utilizar los elementos de seguridad necesarios (guantes , gafas , botas de seguridad..) ya que en este caso vamos a trabajar con un elemento del cual pueden salir disparadas pequeñas partículas que podrían provocarnos alguna lesión , por ejemplo , ocular.

- Además uno de nuestros profesores nos explica la composición y conformación de la piedra esmeril y nos explica el caso de que al encontrarse en un taller en el cual es manipulada por mucha gente , nos desaconseja ponerla en funcionamiento mientras nos encontremos en la trayectoria en la cual pudieran saltar pequeñas partículas de la misma , por lo que la ponemos en marcha situándonos a un costado del disco


Una vez tenemos claras las directrices de seguridad que tenemos que seguir , comenzamos con la teoría para realizar el afilado de la broca.
Para ello se nos entregan brocas que están sin utilizar , ya que es el mejor ejemplo que vamos a poder tener para observar tanto el angulo que debemos dejar en la punta de la broca ( que debería ser de unos 120º aproximadamente) como lo que definimos como angulo de desprendimiento de la broca.:

Una vez hemos trabajado ambas partes de la punta de nuestra broca pasaremos a comprobar el corte de la broca en un recorte de chapa que no necesitemos para nada. Debemos tener en cuenta que la parte de la broca que corta la chapa al girar (filo) se encuentra en la cara interna del surco de la broca y que una vez realizado el proceso podremos comprobar con el propio guante para revisar nuestro trabajo.

El resultado final de la broca que yo he afilado ha sido el siguiente :

Tras finalizar el proceso de afilado de la broca , he comprobado su efectividad en una chapa de un grosor considerable ( unos 10 mm aprox) y el resultado ha sido satisfactorio para mi ya que realizó un agujero con bastante facilidad lo que demuestra que la broca estaba bastante bien afilada.

Opinión personal: 

Considero el proceso de afilado de brocas algo que requiere de mucha paciencia , ya que puede ser que son querer te excedas desbastando en alguna zona de la broca y necesites comenzar el proceso de nuevo lo que tras ocurrir 5 o 6 veces lleva a la desesperación. Cuando finalmente consigues que tu broca realice un buen corte , la satisfacción es notable.
Con esta práctica he aprendido , además del proceso de afilado de brocas , a utilizar la esmeriladora , que las brocas son elementos de corte y no de desbastado y que la paciencia es estos procesos es un facto FUNDAMENTAL.

Tipos de aceros empleados en el automovil

En la presente entrada vamos a exponer la relación de tipos de aceros utilizados en automoción para la fabricación de vehículos , así como su composición y sus principales características:

El acero es el material empleado tradicionalmente en la fabricación de carrocerías, como consecuencia de sus buenas propiedades mecánicas (resistencia y ductilidad) y su bajo coste económico en relación con otros materiales.
Es una aleación de hierro y carbono, que puede incluir otros elementos y en la que el contenido en carbono no rebasa el límite de saturación (1,7%), quedando todo él en solución sólida.
Otros elementos, como cromo, níquel, molibdeno, tungsteno, vanadio, etc, se añaden en porcentajes controlados con el propósito de mejorar sus propiedades.

En función de su límite elástico, podemos dividir los diferentes tipos de aceros de la siguiente forma:

➢ Aceros Convencionales.
➢ Aceros de Alta Resistencia.
➢ Aceros de Muy Alta Resistencia.
➢ Aceros de Ultra Alta Resistencia.

Acero Convencional

El acero convencional es un acero dulce no aleado, laminado en frío y con un bajo contenido en carbono. Este reducido contenido en carbono le proporciona unas buenas características para el trabajo de deformación en prensas, pero por el contrario su límite elástico es demasiado bajo, por lo que se necesitan

mayores espesores para soportar los esfuerzos a los que se someten las distintas piezas, y además en los paneles exteriores se producen abolladuras con facilidad.

Empleo: Su bajo límite elástico lo convierte en un material para usar en piezas con baja responsabilidad estructural (aletas, paneles de puertas, portones
traseros, etc).

Reparación: Como consecuencia de su reducido límite elástico, el proceso de reconformado de este tipo de acero no presentan ningún tipo de complejidad. De la misma manera, el bajo contenido en elementos
aleantes le confiere una buena soldabilidad.

Aceros de Alta Resistencia 

Estos aceros se clasifican en tres tipos en función del mecanismo de endurecimiento que se usa para

aumentar su resistencia:

- Aceros Bake-Hardening

Estos aceros han sido elaborados y tratados, para conseguir un aumento significativo del límite elástico

durante un tratamiento térmico a baja temperatura, tal como una cocción de pintura. La ganancia en su

límite elástico conseguida por el tratamiento de cocción, llamado efecto “Bake Hardening” (BH), es

generalmente superior a 40 MPa. El efecto “Bake Hardening” ofrece una mejora en la resistencia a la

deformación y una reducción del espesor de la chapa para unas mismas propiedades mecánicas.

Empleo: Estos aceros están destinados a piezas de panelería exterior (puertas, capós, portones, aletas delanteras y techo) y piezas estructurales para el automóvil (bastidores inferiores, refuerzos y travesaños).

Reparación: Durante el reconformado se deberá realizar un mayor esfuerzo, que si se tratara de una

pieza fabricada con acero convencional, debido a un límite elástico más elevado. Mientras que su aptitud

a la soldadura es buena sea cual sea el método utilizado, al tener poca aleación.

- Aceros Microaleados o Aceros ALE

Los Aceros Mircroaleados o Aceros ALE se obtienen mediante la reducción del tamaño de grano y

precipitación del mismo, y en algunos casos, de forma selectiva se añaden otros elementos de aleación como

titanio, niobio o cromo que confieren propiedades de dureza. Este tipo de aceros se caracterizan por una

buena resistencia a la fatiga, una buena resistencia al choque y una buena capacidad de deformación en frío. 

Empleo: Estos aceros se destinan sobre todo para piezas interiores de la estructura que requieren una

elevada resistencia a la fatiga, como por ejemplo los refuerzos de la suspensión, o refuerzos interiores.

También se pueden encontrar en largueros y travesaños.

Reparación: Poseen una buena aptitud a la soldadura con cualquier procedimiento debido a su bajo

contenido de elementos de aleación, mientras que en el proceso de reconformado se deberán realizar esfuerzos mayores como consecuencia de su mayor límite elástico en comparación con los aceros convencionales.

- Aceros Refosforados o Aceros Aleados al Fósforo

Son aceros con una matriz ferrítica, que contienen elementos de endurecimiento en la solución sólida, tales

como  fósforo, cuya presencia puede ser de hasta un 0.12 %. Estos aceros se caracterizan por ofrecer altos

niveles de resistencia, conservando al mismo tiempo una buena aptitud para la conformación por estampación.

Empleo: Las piezas fabricadas con esta clase de acero se destinan a usos múltiples, como piezas de estructuras o refuerzos que están sometidas a fatiga, o piezas que deben intervenir en las colisiones como

son largueros, travesaños o refuerzos de pilares.

Reparación:  Siguiendo la tónica de los Aceros “Bake Hardening” y de los Aceros Microaleados el

proceso de reconformado requiere de la aplicación de unas fuerzas mayores para recuperar la geometría

inicial de la pieza. Con respecto al proceso de soldadura reseñar que cualquier procedimiento es apto

debido a su bajo contenido en elementos aleantes.

Aceros de Muy Alta Resistencia

Los aceros de muy alta resistencia o también llamados multifásicos obtienen la resistencia mediante

la coexistencia en la microestructura final de “fases duras” al lado de “fases blandas”, es decir, se parte

de un acero inicial que se somete a un proceso específico, por lo general es un tratamiento térmico (temple,

revenido, normalizado…), que lo transforma en otro. En esta categoría se incluyen los siguientes aceros:

- Aceros de Fase Doble (DP)

Este tipo de aceros presentan una buena aptitud para la distribución de las deformaciones, un excelente

comportamiento a la fatiga y una alta resistencia mecánica lo que genera una buena capacidad de

absorción de energía y por lo tanto predispone a utilizarlos en piezas de estructura y refuerzo. Su fuerte

consolidación combinada con un efecto BH muy marcado les permite ofrecer buenas prestaciones para

aligerar piezas.

Empleo: Como consecuencia de sus altas propiedades mecánicas y su potencial de aligeramiento entorno

al 15%, en  comparación con los aceros convencionales, se usan en piezas con alto grado de responsabilidad estructural como son estribo, el montante A, correderas de asientos, cimbras de techo, etc.

Reparación: El reconformado de éstos aceros es por lo general difícil, como consecuencia de su mayor

límite elástico, lo que obliga a realizar esfuerzos mayores en comparación con otros aceros de menor resistencia. El proceso de soldadura también se complica, teniendo que usar equipos capaces de

proporcionar intensidades mayores que las que suministran los equipos convencionales y una presión

ejercida por la pinza superior a la que se ejerce a la hora de soldar un acero de menor límite elástico.

- Aceros de Plasticidad Inducida por Transformación (TRIP)

La capacidad de consolidación de estos aceros es importante, lo que favorece la distribución de las

deformaciones, y por lo tanto, le asegura una buena estampación, así como ciertas características sobre

piezas, en particular el límite elástico, que son mucho más altas que sobre el metal plano. Este gran

potencial de consolidación, y una alta resistencia mecánica generan una buena capacidad de absorción

de energía, lo que predispone el uso de este tipo de aceros para piezas de estructura y refuerzo. A su vez,

esta gama de aceros son sometidos a un importante efecto BH (“Bake Hardening”) que les proporciona

una mayor resistencia, y por lo tanto permite aligerar las piezas y aumentar su capacidad de absorción.

Empleo: Estos aceros se adaptan sobre todo a piezas de estructura y seguridad debido a su fuerte

capacidad de absorción de energía y su buena resistencia a la fatiga, como son largueros, traviesas,

refuerzos de pilar B, etc. 

Reparación: El proceso de reconformado de estos aceros es por lo general difícil como consecuencia

de su mayor límite elástico, lo que obliga a realizar esfuerzos mayores en comparación con otros aceros

que presentan una menor resistencia. Considerando el aumento del carbono equivalente, es necesario

aumentar los esfuerzos (presión ejercida por la pinza) y adaptar los ciclos (aumentar la intensidad) para

conseguir puntos de soldadura de buena calidad, lo que lleva a decir que la soldadura por puntos varía

con respecto a los aceros de menor límite elástico. 

- Aceros de Fase Compleja (CP)

Los Aceros de Fase Compleja se diferencian del resto por un bajo porcentaje en carbono, inferior al

0,2 %. Su estructura esta basada en la ferrita, en la cual también se encuentra austenita y bainita. Los

aceros CP incorporan además, elementos de aleación ya convencionales (manganeso, silicio, cromo, molibdeno, boro) y microaleantes para afinamiento de grano (niobio y titanio), que les confieren una estructura de grano muy fino. Este tipo de aceros se caracterizan por una elevada absorción de energía acompañada de una alta resistencia a la deformación 

Empleo: Por su alta resistencia a la deformación, las piezas que se fabrican con este tipo de acero son

aquellas que tienen como misión evitar la intrusión de elementos en la zona de pasajeros así como en

los habitáculos motor y maletero. Un ejemplo de la aplicación de este tipo de aceros en la carrocería del

automóvil es el refuerzo del pilar B.

Reparación: El reconformado de las chapas de estos tipos de aceros es por lo general difícil como

consecuencia de su mayor límite elástico lo que complica considerablemente su reconformado

teniendo que aplicar esfuerzos superiores a los que habría que aplicar en aceros con menor resistencia.

El proceso de soldadura también se vuelve más complejo, teniendo que usar equipos capaces de

proporcionar intensidades superiores que las que suministran los equipos convencionales y una

presión ejercida por la pinza superior a la que se ejerce a la hora de soldar un acero de menor límite elástico.

Aceros de Ultra Alta Resistencia

Este tipo de aceros se caracterizan por su alta rigidez, la absorción de grandes energías y su alta

capacidad para no deformarse. Los usos más comunes son aquellos en los que se requiere una elevada

capacidad de absorber energía sin que se deforme la pieza, un ejemplo sería el refuerzo en el denominado

pilar B.

- Aceros Martensíticos (Mar)

Los Aceros Martensíticos presentan una microestructura compuesta básicamente de martensita,

obtenida al transformarse la austenita en el tratamiento de recocido. El resultado son aceros que alcanzan

límites elásticos de hasta 1400 MPa.

Empleo: Su alta resistencia a la deformación, convierten a estos tipos de aceros en los materiales

más indicados para la fabricación de piezas destinadas a evitar la penetración de objetos en la zona de pasajeros, así como en los habitáculos motor y maletero. Un ejemplo de su aplicación de este tipo de aceros

en la carrocería del automóvil es el refuerzo del pilar B.

Reparación: El reconformado de las chapas de estos aceros es por lo general difícil como consecuencia de su mayor límite elástico, lo que lleva en un alto número de reparaciones a la sustitución de la

pieza. El proceso de soldadura también se complica, teniendo que usar equipos capaces de proporcionar

intensidades y presiones de pinza superiores que las que suministran los equipos convencionales. 

- Aceros al Boro o Aceros Boron (Bor)

Son aceros que presentan un alto grado de dureza como resultado del tratamiento térmico al que son

sometidos así como de la adición de elementos aleantes tales como Manganeso (1,1 a 1,4 %), cromo y

boro (0,005%). Gran parte de la dureza que poseen estos aceros es el resultado de la estructura martensítica que se obtiene de aplicar el tratamiento térmico.

Empleo: Por su alto límite elástico y su reducido alargamiento (entorno a un 8%), estos aceros se

adaptan sobre todo a piezas estructurales del automóvil, en particular las piezas conferidas para dar un

alto grado de seguridad, debido a su alta resistencia a los choques y a la fatiga. La mayoría de las aplica

ciones actuales están centradas en piezas anti intrusión (habitáculo o motor), por ejemplo, refuerzos

de pilar B y traviesas.

Reparación: Los altos grados de dureza, que son capaces de alcanzar, complican en gran medida el

proceso de reparación haciendo prácticamente imposible su reconformado y por lo tanto se tiene que recurrir a la sustitución de la pieza dañada. De la misma manera, el proceso de soldadura se vuelve

más complejo, teniendo que recurrir a equipos de soldadura por resistencia eléctrica por puntos que

sean capaces de proporcionar intensidades y presiones de pinza más elevadas que un equipo

convencional.

A raíz de los conceptos referidos en esta entrada , y a la vista de la fotografía podemos comprender ciertas ideas como que en función de la parte en cuestión del vehículo utilizamos unos aceros u otros. Esto varía en función de los esfuerzos a los que vaya a ser sometida dicha parte de nuestro coche , ademas de las propiedad que necesitemos en cada parte ya que en algunos lugares como los pilares o los travesaños necesitaremos un acero que tenga propiedades que nos permitan obtener una rigidez en el vehículo para conformar su estructura , pero sin embargo en otras partes como pueda ser el capó necesitaremos que el acero que lo constituya tenga la capacidad de absorber energía doblándose en casa de colisión o accidente.

Espero que esta entrada sirva de ayuda a todo aquel que la necesite , un saludo.

Diagrama Fe-C. Tratamientos térmicos en los aceros.

En el diagrama de equilibrio o de fases, Fe-C se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de difusión (homogeneización) tienen tiempo para completarse. Dicho diagrama se obtiene experimentalmente identificando los puntos críticos (temperaturas a las que se producen las sucesivas transformaciones) por métodos diversos.







Aquí la explicación del diagrama :

Ferrita: Aunque la ferrita es en realidad una solución sólida de carbono en hierro alfa, su solubilidad a la temperatura ambiente es tan pequeña que no llega a disolver ni un 0.008% de C. Es por esto que prácticamente se considera la ferrita como hierro alfa puro. La ferrita es el más blando y dúctil constituyente de los aceros. Cristaliza en una estructura BCC. Tiene una dureza de 95 Vickers, y una resistencia a la rotura de 28 Kg/mm2, llegando a un alargamiento del 35 al 40%. Además de todas estas características, presenta propiedades magnéticas. En los aceros aleados, la ferrita suele contener Ni, Mn, Cu, Si, Al en disolución sólida sustitucional. Al microscopio aparece como granos monofásicos, con límites de grano más irregulares que la austenita. El motivo de esto es que la ferrita se ha formado en una transformación en estado sólido, mientras que la austenita, procede de la solidificación.


Cementita: Es carburo de hierro y por tanto su composición es de 6.67% de C y 93.33% de Fe en peso. Es el constituyente más duro y frágil de los aceros, alcanzando una dureza de 960 Vickers. Cristaliza formando un paralelepípedo ortorrómbico de gran tamaño. Es magnética hasta los 210ºC, temperatura a partir de la cual pierde sus propiedades magnéticas. Aparece como:



Perlita: Es un constituyente compuesto por el 86.5% de ferrita y el 13.5% de cementita, es decir, hay 6.4 partes de ferrita y 1 de cementita. La perlita tiene una dureza de aproximadamente 200 Vickers, con una resistencia a la rotura de 80 Kg/mm2 y un alargamiento del 15%. Cada grano de perlita está formado por láminas o placas alternadas de cementita y ferrita. Esta estructura laminar se observa en la perlita formada por enfriamiento muy lento. Si el enfriamiento es muy brusco, la estructura es más borrosa y se denomina perlita sorbítica. Si la perlita laminar se calienta durante algún tiempo a una temperatura inferior a la crítica (723 ºC), la cementita adopta la forma de glóbulos incrustados en la masa de ferrita, recibiendo entonces la denominación de perlita globular.

Austenita: Este es el constituyente más denso de los aceros, y está formado por la solución sólida, por inserción, de carbono en hierro gamma. La proporción de C disuelto varía desde el 0 al 1.76%, correspondiendo este último porcentaje de máxima solubilidad a la temperatura de 1130 ºC.La austenita en los aceros al carbono, es decir, si ningún otro elemento aleado, empieza a formarse a la temperatura de 723ºC. También puede obtenerse una estructura austenítica en los aceros a temperatura ambiente, enfriando muy rápidamente una probeta de acero de alto contenido de C a partir de una temperatura por encima de la crítica, pero este tipo de austenita no es estable, y con el tiempo se transforma en ferrita y perlita o bien cementita y perlita.

Excepcionalmente, hay algunos aceros al cromo-niquel denominados austeníticos, cuya estructura es austenítica a la temperatura ambiente. La austenita está formada por cristales cúbicos de hierro gamma con los átomos de carbono intercalados en las aristas y en el centro. La austenita tiene una dureza de 305 Vickers, una resistencia de 100 Kg/mm2 y un alargamiento de un 30 %. No presenta propiedades magnéticas.



Martensita: Bajo velocidades de enfriamiento bajas o moderadas, los átomos de C pueden difundirse hacía afuera de la estructura austenítica. De este modo, los átomos de Fe se mueven ligeramente para convertir su estructura en una tipo BCC. Esta transformación gamma-alfa tiene lugar mediante un proceso de nucleación y crecimiento dependiente del tiempo (si aumentamos la velocidad de enfriamiento no habrá tiempo suficiente para que el carbono se difunda en la solución y, aunque tiene lugar algún movimiento local de los átomos de Fe, la estructura resultante no podrá llagar a ser BCC, ya que el carbono está “atrapado” en la solución). La estructura resultante denominada martensita, es una solución sólida sobresaturada de carbono atrapado en una estructura tetragonal centrada en el cuerpo. Esta estructura reticular altamente distorsionada es la principal razón para la alta dureza de la martensita, ya que como los átomos en la martensita están empaquetados con una densidad menor que en la austenita, entonces durante la transformación (que nos lleva a la martensita) ocurre una expansión que produce altos esfuerzos localizados que dan como resultado la deformación plástica de la matriz. La martensita se presenta en forma de agujas y cristaliza en la red tetragonal. La proporción de carbono en la martensita no es constante, sino que varía hasta un máximo de 0.89% aumentando su dureza, resistencia mecánica y fragilidad con el contenido de carbono. Su dureza está en torno a 540 Vickers, y su resistencia mecánica varía de 175 a 250 Kg/mm2 y su alargamiento es del orden del 2.5 al 0.5%. Además es magnética.
Bainita: Se forma la bainita en la transformación isoterma de la austenita, en un rango de temperaturas de 250 a 550ºC. El proceso consiste en enfriar rápidamente la austenita hasta una temperatura constante, manteniéndose dicha temperatura hasta la transformación total de la austenita en bainita.

Ledeburita: La ledeburita no es un constituyente de los aceros, sino de las fundiciones. Se encuentra en las aleaciones Fe-C cuando el porcentaje de carbono en hierro aleado es superior al 25%, es decir, un contenido total de 1.76% de carbono.

Según la norma UNE EN 10020:2001, y atendiendo a la composición química, los aceros se clasifican en:

• Aceros no aleados, o aceros al carbono: son aquellos en el que, a parte del carbono, el contenido de cualquiera de otros elementos aleantes es inferior a la cantidad mostrada en la tabla 1 de la UNE EN 10020:2001. Como elementos aleantes que se añaden están el manganeso (Mn), el cromo (Cr), el níquel (Ni), el vanadio (V) o el titanio (Ti). Por otro lado, en función del contenido de carbono presente en el acero, se tienen los siguientes grupos:

I) Aceros de bajo carbono (%C < 0.25)

II) Aceros de medio carbono (0.25 < %C < 0.55)

III) Aceros de alto carbono (2 > %C > 0.55)



• Aceros aleados: aquellos en los que, además del carbono, al menos uno de sus otros elementos presentes en la aleación es igual o superior al valor límite dado en la tabla 1 de la UNE EN 10020:2001. A su vez este grupo se puede dividir en:

I) Aceros de baja aleación (elementos aleantes < 5%)

II) Aceros de alta aleación (elementos aleantes > 5%)



• Aceros inoxidables: son aquellos aceros que contienen un mínimo del 10.5% en Cromo y un máximo del 1.2% de Carbono.



Según la calidad

A su vez, los anteriores tipos de aceros la norma UNE EN 10020:2001 los clasifica según la calidad del acero de la manera siguiente:

• Aceros no aleados

Los aceros no aleados según su calidad se dividen en:

- Aceros no aleados de calidad: son aquellos que presentan características específicas en cuanto a su tenacidad, tamaño de grano, formabilidad, etc.

- Aceros no aleados especiales: son aquellos que presentan una mayor pureza que los aceros de calidad, en especial en relación con el contenido de inclusiones no metálicas. Estos aceros son destinados a tratamientos de temple y revenido, caracterizándose por un buen comportamiento frente a estos tratamientos. Durante su fabricación se lleva a cabo bajo un control exhaustivo de su composición y condiciones de manufactura. Este proceso dota a estos tipos de acero de valores en su límite elástico o de templabilidad elevados, a la vez, que un buen comportamiento frente a la conformabilidad en frío, soldabilidad o tenacidad.



• Aceros aleados

Los aceros aleados según su calidad se dividen en:

- Aceros aleados de calidad: son aquellos que presentan buen comportamiento frente a la tenacidad, control de tamaño de grano o a la formabilidad. Estos aceros no se suelen destinar a tratamientos de temple y revenido, o al de temple superficial. Entre estos tipos de aceros se encuentran los siguientes:

I) Aceros destinados a la construcción metálica, aparatos a presión o tubos, de grano fino y soldables;

II) Aceros aleados para carriles, tablestacas y cuadros de entibación de minas;

III) Aceros aleados para productos planos, laminados en caliente o frío, destinados a operaciones severas de conformación en frío;

IV) Aceros cuyo único elemento de aleación sea el cobre;

V) Aceros aleados para aplicaciones eléctricas, cuyos principales elementos de aleación son el Si, Al, y que cumplen los requisitos de inducción magnética, polarización o permeabilidad necesarios.

- Aceros aleados especiales: son aquellos caracterizados por un control preciso de su composición química y de unas condiciones particulares de elaboración y control para asegurar unas propiedades mejoradas. Entre estos tipos de acero se encuentran los siguientes:

I) Aceros aleados destinados a la construcción mecánica y aparatos de presión;

II) Aceros para rodamientos;

III) Aceros para herramientas;

IV) Aceros rápidos;

V) Otros aceros con características físicas especiales, como aceros con coeficiente de dilatación controlado, con resistencias eléctricas, etc.



• Aceros inoxidables

Los aceros inoxidables según su calidad se dividen en:

- Según su contenido en Níquel:

I) Aceros inoxidables con contenido en Ni < 2.5%;

II) Aceros inoxidables con contenido en Ni ≥ 2.5%;



- Según sus características físicas:

I) Aceros inoxidables resistentes a la corrosión;

II) Aceros inoxidables con buena resistencia a la oxidación en caliente;

III) Aceros inoxidables con buenas prestaciones frente a la fluencia.



Por su aplicación

Según el uso a que se quiera destinar, los aceros se pueden clasificar en los siguientes:

• Aceros de construcción: este tipo de acero suele presentar buenas condiciones de soldabilidad;

• Aceros de uso general: generalmente comercializado en estado bruto de laminación;

• Aceros cementados: son aceros a los cuales se les ha sometido a un tratamiento termoquímico que le proporciona dureza a la pieza, aunque son aceros también frágiles (posibilidad de rotura por impacto). El proceso de cementación es un tratamiento termoquímico en el que se aporta carbono a la superficie de la pieza de acero mediante difusión, modificando su composición, impregnado la superficie y sometiéndola a continuación a un tratamiento térmico;


Aceros para temple y revenido: Mediante el tratamiento térmico del temple se persigue endurecer y aumentar la resistencia de los aceros. Para ello, se calienta el material a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica y se somete a un enfriamiento más o menos rápido (según características de la pieza) con agua, aceite, etc. Por otro lado, el revenido se suele usar con las piezas que han sido sometidas previamente a un proceso de templado. El revenido disminuye la dureza y resistencia de los materiales, elimina las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima (unos 50° C menor que el templado) y velocidad de enfriamiento (se suele enfriar al aire). La estructura final conseguida es martensita revenida;

• Aceros inoxidables o para usos especiales: loa aceros inoxidables son aquellos que presentan una aleación de hierro con un mínimo de 10% de cromo contenido en masa. El acero inoxidable es resistente a la corrosión, dado que el cromo, u otros metales que contiene, posee gran afinidad por el oxígeno y reacciona con él formando una capa exterior pasivadora, evitando así la corrosión del hierro en capas interiores. Sin embargo, esta capa exterior protectora que se forma puede ser afectada por algunos ácidos, dando lugar a que el hierro sea atacado y oxidado por mecanismos intergranulares o picaduras generalizadas. Algunos tipos de acero inoxidable contienen además otros elementos aleantes, como puedan ser el níquel y el molibdeno;

• Aceros para herramientas de corte y mecanizado: son aceros que presentan una alta dureza y resistencia al desgaste;

• Aceros rápidos: son un tipo de acero especial para su uso como herramienta de corte para ser utilizados con elevadas velocidades de corte. Generalmente van a presentarse con aleaciones con elementos como el W, Mo y Mo-Co.




Espero que esta entrada sirva de ayuda a todo aquel que la necesite. Un saludo

Elementos amovibles (parte trasera)

En esta practica vamos a desmontar la parte trasera del automóvil.
Lo primero que vamos a hacer es visualizar la parte trasera de un hyundai lantra y observamos como vamos a empezar a desmontar.

Después de visualizar la parte trasera levantamos el portón trasero y quitamos los tornillos que anclan el portón.

 Una vez quitado el portón trasero,empezamos a extraer los tornillos de los dos focos para poder quitar la defensa.

Después de quitar los dos focos,empezamos a desmontar el paragolpes trasero,sacamos unos tornillos que hay en el paso de rueda y los tornillos que hay por debajo de la defensa,además de estos tornillos por la parte de arriba hay que unas grapas que hay que extraer y también hay unos tornillos por dentro del maletero que hay que sacar,una vez hecho esto sacamos la defensa.

Una vez terminada la defensa desmontamos el parachoques que tiene cuatro tornillos en la partes izquierda y cuatro tornillos en la parte derecha.Los tornillos que están por dentro son un poco mas complicados de extraer que los de afuera.

La conclusión final que extraigo acerca de esta práctica , al igual que del resto de las de elementos amovibles del vehículo es que no contienen ninguna dificultad extrema si se hace todo con cuidado y orden para evitar sorpresas como perder los tornillos que fijan los elementos a la carrocería o romper las grapas que también sirven de fijación. Una vez montados de nuevo los elementos , tendremos que tratar de que la colocación sea la adecuada , especialmente la del portón trasero ya que en nuestro caso , no cerraba adecuadamente y tuvimos que ajustarla varias veces para conseguir una colocación adecuada.