MAPA CONCEPTUAL ALEACIONES FERROSAS Y NO FERROSAS

Los aceros inoxidables austeníticos son aleaciones de hierro que contienen cromo, níquel y manganeso. A diferencia de otros aceros, no son magnéticos y ofrecen una excelente resistencia a la corrosión. Sin embargo, son propensos al agrietamiento por esfuerzo-corrosión. Estos aceros se endurecen mediante el trabajo en frío y son altamente dúctiles, lo que facilita su conformado, aunque la formabilidad disminuye con el aumento del trabajo en frío. Son utilizados en diversas aplicaciones, como utensilios de cocina, accesorios, construcción soldada, equipos de transporte ligero, piezas para hornos e intercambiadores de calor, así como en componentes para entornos químicos severos. La norma UNS (Sistema de Designación Unificado para Metales y Aleaciones) para los aceros inoxidables austeníticos suele incluir una letra "S" seguida de números, por ejemplo, S30400 para el acero inoxidable austenítico más común, el 304. La norma UNS proporciona una identificación única y estandarizada para estos materiales.

Las denominaciones de temple para el aluminio, ya sea forjable o fundido, son las siguientes:

• F: Indica que el material se encuentra en su estado tal como se fabricó, ya sea mediante trabajo en frío, trabajo en caliente o por fundición.
• O: Significa que el material ha sido recocido, lo que implica un proceso de calentamiento y enfriamiento controlado para eliminar tensiones y mejorar la maleabilidad. Se aplica tanto a productos en estado de trabajo en frío como a productos fundidos.
• H: Se utiliza únicamente para productos forjados y denota que el material ha sido endurecido por deformación mediante trabajo en frío.
• T: Indica que el material ha sido tratado térmicamente, generalmente para obtener propiedades específicas como mayor resistencia o dureza. Este es uno de los tratamientos más comunes para aleaciones de aluminio.
• W: Se utiliza para productos que han sido tratados solo con soluciones, lo que significa que se ha realizado un proceso de calentamiento y enfriamiento para modificar la estructura de la aleación. Este tratamiento a menudo se llama "temple inestable".

Estas designaciones de temple son esenciales para indicar el estado y las propiedades del material de aluminio, lo que facilita su identificación y selección en función de las necesidades de una aplicación particular.

Las aleaciones de níquel se han desarrollado con una amplia gama de resistencias a diferentes temperaturas, lo que las hace adecuadas para diversas aplicaciones. En el Sistema Unificado de Numeración (UNS), se utilizan letras específicas para identificar las aleaciones de níquel, con la letra "N" como indicador principal. A continuación, se mencionan algunas de las aleaciones de níquel más conocidas:

• Hastelloy (por ejemplo, Hastelloy G): Ahora se identifican en el sistema UNS como aleaciones de níquel con la letra "N." Por ejemplo, el Hastelloy G se conoce como N06007. Estas aleaciones son conocidas por su buena resistencia a la corrosión y alta resistencia a temperaturas elevadas.

• Monel: Es una aleación de níquel-cobre con propiedades notables de resistencia y durabilidad. A menudo se utiliza en aplicaciones que requieren una alta resistencia a la corrosión. Inconel: Estas aleaciones son níquel-cromo y tienen una resistencia a la tensión excepcionalmente alta, llegando hasta 1400 MPa (200 ksi). Son ideales para aplicaciones que enfrentan condiciones de alta temperatura y estrés mecánico.

• Nichrome: Nichrome es una aleación de níquel, cromo y hierro. Ofrece alta resistencia eléctrica y una fuerte resistencia a la oxidación, lo que la hace adecuada para elementos calefactores eléctricos y aplicaciones que requieren una resistencia constante a altas temperaturas.

• Invar y Kovar: Estas son aleaciones de hierro y níquel conocidas por su baja sensibilidad a las variaciones de temperatura. Son utilizadas en aplicaciones donde se requiere una estabilidad dimensional a temperaturas cambiantes.

Estas aleaciones de níquel son ampliamente utilizadas en una variedad de industrias debido a sus propiedades únicas y su capacidad para resistir condiciones extremas de temperatura, corrosión y estrés. La nomenclatura UNS proporciona un sistema estandarizado para identificar estas aleaciones de manera precisa y eficiente.

La denominación de las aleaciones de aluminio fundido se basa en un sistema de cuatro dígitos, y el significado de los dígitos es el siguiente: 1xx.x: Indica aluminio con un contenido mínimo del 99.00%. Los dos primeros dígitos indican el contenido mínimo de aluminio, de manera similar a las aleaciones de aluminio forjable.

• 2xx.x: Representa aleaciones de aluminio-cobre.
• 3xx.x: Significa aleaciones de aluminio-silicio, que pueden contener cobre y/o magnesio.
• 4xx.x: Corresponde a aleaciones de aluminio-silicio.
• 5xx.x: Indica aleaciones de aluminio-magnesio.
• 6xx.x: Esta serie no se utiliza para aleaciones de aluminio fundido.
• 7xx.x: Denota aleaciones de aluminio-zinc.
• 8xx.x: Se refiere a aleaciones de aluminio-estaño.

El cuarto dígito, que se encuentra a la derecha del punto decimal (x), indica la forma del producto o no tiene una importancia numérica específica. Estas denominaciones permiten identificar las composiciones principales de las aleaciones de aluminio fundido y ayudan en la selección y clasificación de los materiales según sus propiedades y aplicaciones específicas.

Los aceros inoxidables ferríticos son aleaciones con un alto contenido de cromo, que puede llegar hasta un 27%. A diferencia de los aceros inoxidables austeníticos, estos aceros son magnéticos y presentan una buena resistencia a la corrosión. Sin embargo, su ductilidad es menor en comparación con los aceros austeníticos. Estos aceros no pueden someterse a tratamientos térmicos y se endurecen mediante trabajo en frío. Se utilizan comúnmente en aplicaciones no estructurales, como utensilios de cocina y componentes de guardafangos de automóviles. En cuanto a la normalización UNS (Sistema de Designación Unificado para Metales y Aleaciones), los aceros inoxidables ferríticos suelen llevar una designación que incluye una letra "S" seguida de números, por ejemplo, S43000 para el acero inoxidable ferrítico tipo 430. Esta norma UNS proporciona una identificación única y estandarizada para estos materiales.

La normalización del titanio y sus aleaciones se realiza mediante el Sistema de Designación Unificado para Metales y Aleaciones (UNS, por sus siglas en inglés). En este sistema, las aleaciones de titanio se designan con una letra "R" seguida de números y letras que indican la composición química específica de la aleación. Aquí tienes algunos ejemplos de denominaciones UNS para aleaciones de titanio:

• Aleación de titanio: R50400
• Aleación de titanio aluminio: R50550
• Aleación de titanio vanadio: R56400
• Aleación de titanio aluminio vanadio: R58640

Estas designaciones UNS proporcionan información precisa sobre la composición química de las aleaciones de titanio, lo que facilita su identificación y selección en aplicaciones específicas

La denominación de las aleaciones de magnesio sigue un sistema similar al de otras aleaciones metálicas y se compone de varias partes:

• Prefijo de una o dos letras: Estas letras indican los principales elementos de aleación en la composición.
• Dos o tres números: Estos números representan el porcentaje de los principales elementos de aleación redondeados al decimal más cercano.
• Una letra del alfabeto (excepto I y O): Esta letra indica la aleación normalizada con variaciones menores en la composición.
• Símbolo para el temple del material: Este símbolo sigue el sistema utilizado para las aleaciones de aluminio.

Por ejemplo, consideremos la aleación AZ91C-T6:

• Los principales elementos de aleación son el aluminio (A, al 9%, redondeado) y el zinc (Z, al 1%).
• La letra C, que es la tercera del alfabeto, indica que esta aleación fue la tercera normalizada (después de la A y la B, que fueron la primera y la segunda aleación normalizada, respectivamente).
• T6 indica que esta aleación fue tratada con solución y se envejeció artificialmente, lo que implica un proceso específico de temple.

Este sistema de denominación proporciona información detallada sobre la composición y el tratamiento térmico de las aleaciones de magnesio, lo que facilita su identificación y selección en aplicaciones específicas.

El Sistema Unificado de Numeración (UNS) es una forma internacional de identificar y clasificar metales y sus aleaciones, incluido el aluminio y otros metales no ferrosos. La denominación UNS consta de una letra que indica la clase general de la aleación, seguida de cinco dígitos que representan su composición química específica. Aquí tienes algunos ejemplos:

• A: Se utiliza para el aluminio.
• C: Se utiliza para el cobre.
• N: Se utiliza para las aleaciones de níquel.
• P: Se utiliza para los metales preciosos.
• Z: Se utiliza para el zinc.

Por ejemplo, la aleación de aluminio forjable 2024 se identifica en el sistema UNS como A92024. La "A" indica que es una aleación de aluminio, y los dígitos siguientes (92024) proporcionan información detallada sobre su composición química específica. Esta notación UNS es útil para la estandarización y la identificación precisa de materiales en aplicaciones industriales y de ingeniería.

Las aleaciones de aluminio forjable se denominan utilizando un sistema de cuatro dígitos que describe la composición de la aleación y su tratamiento térmico. Aquí está la descripción de las denominaciones:

• 1xxx: Aluminio comercialmente puro. Tiene excelente resistencia a la corrosión, alta conductividad eléctrica y térmica, buena capacidad de trabajo, baja resistencia y no es tratable térmicamente.
• 2xxx: Aleaciones con cobre. Ofrecen una alta relación resistencia-peso, pero tienen baja resistencia a la corrosión. Son tratables térmicamente.
• 3xxx: Aleaciones con manganeso. Tienen buena capacidad de trabajo y resistencia moderada, generalmente no son tratables térmicamente.
• 4xxx: Aleaciones con silicio. Tienen un punto de fusión más bajo y forman una película de óxido de color gris oscuro a negro. En general, no son tratables térmicamente.
• 5xxx: Aleaciones con magnesio. Ofrecen buena resistencia a la corrosión y soldabilidad, con resistencia de moderada a elevada. No son tratables térmicamente.
• 6xxx: Aleaciones con magnesio y silicio. Tienen resistencia media, buena formabilidad, maquinabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión. Son tratables térmicamente.
• 7xxx: Aleaciones con zinc. Tienen resistencia de moderada a muy elevada y son tratables térmicamente.
• 8xxx: Otras aleaciones que contienen elementos distintos.

En la serie 1xxx, los tercer y cuarto dígitos representan la cantidad mínima de aluminio en la aleación. Por ejemplo, 1050 indica un mínimo de 99.50% de aluminio, mientras que 1090 indica un mínimo de 99.90% de aluminio. En otras series, los tercer y cuarto dígitos identifican diferentes aleaciones en el grupo y no tienen un significado numérico específico. Para elegir una aleación específica, se consideran las características de manufactura y la economía. Por ejemplo, en una lata de bebidas, se pueden usar aleaciones como 3004 o 3104 para el cuerpo de la lata, 5182 para la tapa y 5042 para la pestaña, todas en la condición H19, que es el estado de mayor trabajo en frío. Estas aleaciones se seleccionan en función de sus propiedades y su eficiencia en la fabricación.

Las aleaciones de cobre en el Sistema Unificado de Numeración se identifican con la letra "C" seguida de una serie de números que indican la composición específica de la aleación. Por ejemplo, el bronce para cartuchos se denomina C26200, lo que reemplaza la obsoleta numeración de tres dígitos de CDA 262 (por Copper Development Association). Además de esta denominación basada en la composición química, el cobre y sus aleaciones son conocidos por varios nombres tradicionales. Además, se utilizan denominaciones de temple que describen el estado del material en función de la reducción de porcentaje a través del trabajo en frío, como "1/2 duro", "extra duro", "extra elástico", etc. En resumen, las aleaciones de cobre se identifican principalmente mediante la letra "C" seguida de números en el Sistema Unificado de Numeración, pero también tienen nombres tradicionales y denominaciones de temple basadas en el grado de trabajado en frío que han experimentado. Estos sistemas de nomenclatura ayudan a caracterizar y seleccionar adecuadamente las aleaciones de cobre para diversas aplicaciones.

Los aceros inoxidables martensíticos son aleaciones que, en su mayoría, carecen de níquel y obtienen su resistencia mediante tratamientos térmicos. Su contenido de cromo puede llegar hasta un 18%. Estos aceros son magnéticos y se caracterizan por su alta resistencia, dureza, capacidad de resistir la fatiga, buena ductilidad y resistencia moderada a la corrosión. Son ampliamente utilizados en aplicaciones como cuchillería, herramientas quirúrgicas, instrumentos, válvulas y resortes debido a su robustez mecánica y su capacidad para mantener un filo duradero. La normalización UNS (Sistema de Designación Unificado para Metales y Aleaciones) para los aceros inoxidables martensíticos suele incluir una letra "S" seguida de números, por ejemplo, S41000 para el acero inoxidable martensítico tipo 410. Esta norma UNS proporciona una identificación estandarizada para estos materiales