ESTRUCTURAS

Alexander Lopez

Johan Aguirre

Marian Echavarria

Jonier Pacheco Lozano

Valentina restrepo

John Alex Guayara

Grupo #3

METALES

Los metales en la aviación son materiales utilizados en la construcción de aeronaves debido a su alta resistencia, ligereza y durabilidad. Los más comunes son: Aluminio, Acero. Titanio y Magnesio

ACERO

El acero es una aleación de hierro que tiene un contenido de carbono que varía entre 0.02% y 2.11%. Es frecuente que también incluya otros ingredientes de aleación: manganeso, cromo, níquel y molibdeno; pero es el contenido de carbono lo que convierte al hierro en acero. Existen cientos de composiciones de acero disponibles en el comercio. Estos Se dividen en los siguientes grupos: 1) aceros al carbón simples2) aceros bajos de aleación 3) aceros inoxidables 4) aceros para herramientas

Tipos de Aceros al carbón

Aceros al bajo carbono

Contienen menos del 0.20% de C y son por mucho los más utilizados.

Aceros al medio carbono

Su contenido de carbono varía entre 0.20% y 0.50%, y se especifican para aplicaciones que requieren una resistencia mayor que las de los aceros al bajo carbono

Aceros al alto carbono

Contienen carbono en cantidades superiores a 0.50% y se especifican para aplicaciones que necesitan resistencias aún mayores y también rigidez y dureza.

BENEFICIO DEL ACERO

El acero, a pesar de no ser el material predominante en la fabricación de aviones modernos, sigue siendo fundamental en ciertas aplicaciones debido a sus propiedades:

* Resistencia y durabilidad: Soporta grandes cargas, es resistente a la fatiga y a altas temperaturas.* Versatilidad: Se puede moldear y soldar fácilmente, y existen numerosas aleaciones para diferentes aplicaciones.* Aplicaciones específicas: Se utiliza en trenes de aterrizaje, motores, estructuras y herramientas de mantenimiento.

Elementos clave: 1. Cromo: Aumenta resistencia y dureza. 2. Manganeso: Mejora resistencia y templabilidad. 3. Molibdeno: Incrementa tenacidad y dureza en caliente. 4. Níquel: Mejora tenacidad y resistencia a la corrosión. 5. Vanadio: Aumenta resistencia y tenacidad al inhibir el crecimiento de granos.

Los aceros al carbono son aleaciones donde el carbono es el componente principal, generalmente con un pequeño porcentaje de otros elementos como manganeso (aproximadamente 0.5%). Su resistencia aumenta con el contenido de carbono.La nomenclatura utilizada por AISI y SAE clasifica estos aceros en un sistema numérico de cuatro dígitos: 10XX. Aquí, "10" indica que es acero al carbono simple, y "XX" representa el porcentaje de carbono en centésimas. Por ejemplo, el acero 1020 contiene 0.20% de carbono. Esta clasificación es crucial para determinar sus propiedades y aplicaciones industriales.Los aceros de baja aleación son aleaciones de hierro-carbono que contienen menos del 5% de otros elementos. Estos aditivos, como cromo, manganeso y molibdeno, mejoran significativamente sus propiedades mecánicas, ofreciendo mayor resistencia, dureza y tenacidad en comparación con los aceros al carbono simples.

aleaciones

Los aceros para herramientas son aleaciones diseñadas para aplicaciones en herramientas de corte, troqueles y moldes, donde se requieren alta resistencia, dureza en caliente y tenacidad a impactos. Para lograr estas propiedades, se someten a tratamientos térmicos. Clasificación de aceros para herramientas: 1. Aceros de alta velocidad (HSS): Ideales para corte, con gran resistencia al desgaste. 2. Aceros para trabajos en caliente: Usados en troqueles para forjado y extrusión. 3. Aceros para trabajos en frío: Empleados en operaciones de moldeado y extrusión. 4. Aceros resistentes a los golpes: Diseñados para aplicaciones que requieren alta tenacidad. 5. Aceros para moldes: Utilizados en la fabricación de moldes para plásticos y caucho.

Los aceros inoxidables son aleaciones altamente resistentes a la corrosión, principalmente gracias a su contenido de cromo, que suele ser superior al 15%. Este cromo forma una película de óxido que protege el acero. El níquel también se añade para mejorar la resistencia a la corrosión y la ductilidad. Se clasifican en tres grupos: 1. Austeníticos: Contienen aproximadamente 18% de Cr y 8% de Ni, son los más resistentes a la corrosión y no son magnéticos. 2. Ferríticos: Tienen entre 15% y 20% de Cr y son magnéticos, pero menos resistentes a la corrosión. 3. Martensíticos: Contienen más carbono, lo que permite un tratamiento térmico para aumentar su dureza, pero son menos resistentes a la corrosión.

aleaciones

El éxito en tratamientos térmicos depende de factores críticos como el control de temperatura, la atmósfera interna del horno, la uniformidad del calentamiento y los métodos de enfriamiento. Estos elementos son esenciales para garantizar que las piezas aeronáuticas mantengan características uniformes en todas sus secciones. Además, las autoridades de seguridad aérea requieren certificaciones periódicas para los equipos usados en estos tratamientos, asegurando así la calidad y seguridad de los materiales utilizados en la industria aeronáutica.

El carbono en el acero se presenta como partículas de carburo de hierro, cuya forma, número y distribución afectan la resistencia mecánica del material. A temperaturas superiores a la crítica, el carburo se disuelve en el hierro; al enfriarse, las partículas crecen, disminuyendo su cantidad y resultando en acero de calidad media. Un enfriamiento rápido, como en agua o aceite, limita el crecimiento de estas partículas, favoreciendo la creación de aceros de alta calidad y resistencia. Los tratamientos térmicos aprovechan estas transformaciones para optimizar las propiedades del acero.

aleaciones

1. Extracción del mineral de hierro: Se extrae el mineral de hierro de las minas.2. Reducción del mineral: Se reduce el mineral de hierro a arrabio mediante el proceso de reducción.3. Afinación: Se elimina el carbono y otros impurezas mediante el proceso de afinación.4.Aleación: Se agregan elementos de aleación como cromo, níquel, molibdeno, etc.5. Colada: Se vierte el acero líquido en moldes.6. Solidificación: Se deja solidificar el acero.7. Laminación: Se lamina el acero para darle forma.

proceso de obtencion del acero

A519: Es una norma específica que clasifica los requisitos para tubos de acero sin costura utilizados en aplicaciones mecánicas y estructurales.y el otro numero indica las propiedades

ASTM: American Society for Testing and Materials, una organización que desarrolla estándares técnicos para materiales, productos, sistemas y servicios.

usos del acero en la aviacion :

En estructuras y Componentes:FUSELAJE :Acero inoxidable 304L (ASTM A240)Composición: Contiene aproximadamente 18% de cromo y 8% de níquel.Propiedades: Alta resistencia a la corrosión, buena formabilidad y soldabilidad. La "L" indica un contenido bajo de carbono, lo que mejora la resistencia a la corrosión intergranular. Usos: Comúnmente utilizado en aplicaciones donde se requiere resistencia a la corrosión, como en el fuselaje.

ALAS Y FLAPS:Acero cromado 4130 (ASTM A519):Composición: Contiene aproximadamente 0.30% de carbono, 0.80-1.10% de manganesio, y pequeñas cantidades de cromo y molibdeno. Propiedades:Buena combinación de resistencia, ductilidad y tenacidad. Ideal para estructuras que requieren alta resistencia. Usos: Utilizado en alas y flaps por su capacidad para soportar tensiones.

ESTABILIZADORES Y TIMONES: Acero níquel-cromo Inconel 718 (ASTM B637) Composición: Contiene aproximadamente 50.00-55% de níquel, junto con cromo (17-21%), hierro (balance), molibdeno y otros elementos (titanio, aluminio, silicio, magnesioPropiedades: Excelente resistencia a la corrosión y altas temperaturas, además de ser resistente a la fatiga. Usos: Usado en estabilizadores y timones debido a su durabilidad en condiciones extremas.

COMPONENTES DEL MOTOR Acero molibdeno-cromo A286 (ASTM A638) Composición: Contiene aproximadamente 25% de níquel, 15-17% de cromo, y molibdeno. Propiedades: Alta resistencia a temperaturas elevadas y buena estabilidad dimensional. Usos: Ideal para componentes de motores que operan a altas temperaturas.

OTROS COMPONENTES:

RUEDAS Y FRENOS: (Acero inoxidable 440C ASTM A276): Composición: Un acero inoxidable martensítico con alrededor del 16-18% de cromo. Propiedades: Alta dureza después del tratamiento térmico, buena resistencia al desgaste. Usos: Ideal para componentes que requieren alta dureza como ruedas y sistemas de frenado.

Bibliografía (s.f.). Groover, M. P. (2007). Fundamentos de manufactura moderna. Mexico: McGraw-Hill Interamericana, 2007. Aprendamos Aviacion A2. (18 de 02 de 2019). Aprendamos Aviacion. Obtenido de Aprendamos Aviacion: https://pa-2.aprendamos-aviacion.com/2022/06/metales-ferrosos-en-aviacion-hierro.htmlOñate, A. E. (2016). Materiales y Elementales Aeronauticas. España: COPYRIGHT © 2016 Ediciones Paraninfo, SA. Principios Básicos de Estructuras de Aeronaves: Y Materiales de Fabricación . (s/f). Escrito. Recuperado el 6 de noviembre de 2024, de https://es.scribd.com/presentation/624575726/PRINCIPIOSnBASICOSnDEnESTRUCTURASnDEnAERONAVESnnAutoguardadon-186260564d92b4e

BIBLIOGRAFIA

también presenta algunas desventajas: Peso: Es más pesado que el aluminio. Corrosión: Puede corroerse si no se protege adecuadamente. En resumen, el acero es un material valioso en la industria aeronáutica gracias a su resistencia y versatilidad, pero su uso está limitado en algunas áreas debido a su peso y susceptibilidad a la corrosión.

desventajas

Aplicaciones

fabricación de perfiles estructurales, alambres, clavos, tornillos, barras, varillas, etc.

METALES

Los metales han servido a la humanidad desde tiempos inmemoriales gracias a su carácter idóneo para formar herramientas, estatuas o estructuras de todo tipo, debido a sus particulares propiedades físicas: Maleabilidad. Al someterse a compresión, algunos metales pueden formar láminas delgadas de material homogéneo. Ductilidad. El acero puede ser moldeado y doblado sin romperse, lo que permite crear objetos con formas complejas.Tenacidad. Capacidad de resistirse a la fractura, cuando se les somete a fuerzas bruscas (golpes, caídas, etc.).Resistencia mecánica. Capacidad de soportar tracción, compresión, torción y otras fuerzas sin ceder en su estructura física ni deformarse

fuselaje en acero inoxidable :

HISTORIA

La técnica de fundir mineral de hierro se remonta al 1000 a.C. con los griegos, quienes endurecían armas mediante tratamientos térmicos. Los primeros artesanos producían hierro forjado al calentar mineral y carbón en hornos de tiro forzado, eliminando impurezas manualmente. A partir del siglo XIV, se aumentó el tamaño de los hornos, produciendo arrabio, que luego se refinaba para obtener acero. En la actualidad, los arquitectos aprovechan las propiedades del acero para diseñar estructuras innovadoras y funcionales.

montantes de las alas

alas y flaps:

COMPONENTES DEL MOTOR: HELICES Y PALAS:

Aplicaciones

fabricación de piezas que requieren una combinación de resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste, como: Vías férreas Ruedas de trenes Cigüeñales Engranajes

HELICES Y PALAS:

Aplicaciones

Construcción Se utiliza en construcciones industriales, obras públicas y residenciales.Industria automotriz Se utiliza para fabricar estructuras de vehículos, paneles de puertas, muelles,en la aviacion se usan como los ejes de transmisión y los engranajes.