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Autor Tema: Composición atómica de aceros y soldaduras.  (Leído 4892 veces)

Desconectado tor_nero

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Composición atómica de aceros y soldaduras.
« en: 22 Septiembre 2011, 22:13 »
Hola amigos, nunca me había planteado cosas como esta así que voy a intentar que me entendais, quiero por un lado saber si un acero aleado es una mezcla? como por ejemplo el agua con café, o es un compuesto atómico.
También quiero saber si el bronce es una mezcla, o lo es a nivel atómico

Por otro lado quisiera saber de que forma se altera la estructura atómica de los aceros en las uniones soldadas electricamente y por otro lado las que se sueldan con llama.

No conozco nada el tema asi que cualquier respuesta será bienvenida. Saludos.

Desconectado fersape79

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Re:Composición atómica de aceros y soldaduras.
« Respuesta #1 en: 23 Septiembre 2011, 02:15 »
El hierro es el metal puro. Tiene unas propiedades mecanicas muy pobres, pero cuando se alea con carbono basicamente, pueden variar notablemente entre unos limites muy amplios, ya que se forma una estructura cristalina que dependiendo de la estructura y tamaño del grano de los cristales proporciona una u otra propiedad.

El hierro puro es muy blando, tiene poca resistencia a la rotura y su limite elastico es muy bajo (osea que al deformarlo, queda facilmente deformado permanentemente). Son muy facilmente soldables. En realidad no se utiliza puro en la industria, y como minimo suele llevar un 0.05-0.10% de carbono, que son los aceros para altas deformaciones y facilmente soldables (carrocerias de coches, lampisteria, varillas de soldadura para ciertas aplicaciones, etc...)

A medida que se va aumentando el porcentaje de carbono, los aceros son mas duros, mas resistentes a la rotura, y su limite elastico es mayor. Pero su soldabilidad es menor ya que pasan de estado solido a liquido de forma mas brusca. Digamos que el limite para que un acero sea soldable es de aproximadamente el 0.3% de carbono. Por eso los aceros que se venden en las tiendas (son aceros, no "hierros" como dicen por ahi... incluso los propios vendedores de acero) suelen tener entre el 0.15% y el 0.25% de carbono. Son los aceros llamados dulces.

Tambien hay que tener en cuenta que a partir de cierto contenido en carbono, el acero es templable. Una forma facil de entenderlo es que cuando el acero esta caliente, los granos cristalinos que lo forman son muy pequeños, y van haciendose grandes al enfriarse. Si se enfria bruscamente cuando los cristales son pequeños, el material queda muy duro pero fragil. Un cristal grande le proporciona propiedades similares al hierro puro, y si los cristales son pequeños, el material es duro, resistente, pero fragil.

A partir de un 1.6-1.7% de carbono, no se le llama acero sino fundicion. Eso es porque a partir de esa proporcion, las propiedades son totalmente diferentes. Las fundiciones no se pueden forjar, puesto que son muy fragiles. Son poco resistentes y menos rigidas que los aceros, pero tienen la ventaja de que se moldean muy bien.

Eso es a grandes rasgos lo que es el hierro, el acero y la fundicion. En realidad el tema tiene mucha miga y es super complejo. Pero no hace falta saber mucho mas a nivel teorico para poder hacer cosas... Quiza lo unico, es saber que ademas del carbono siempre estan aleados con otros elementos, a veces impurezas que son dificiles y caras de eliminar (y que quiza no modifiquen mucho las propiedades), y otras veces (las que mas) para mejorar ciertas propiedades. Cuando un acero lleva aleados otros elementos para esa finalidad, se dice que es un acero aleado.

Desconectado joshagrady

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Re:Composición atómica de aceros y soldaduras.
« Respuesta #2 en: 23 Septiembre 2011, 10:27 »
Una pregunta sencilla donde las haya.  De hecho, una pregunta tan simple que cualquier hijo de vecino (que tenga una licenciatura en física o ingeniería de materiales) te podrá responder sin mucha pausa. 

Fersape te ha respondido a grandes rasgos algo de las diferencias entre un acero y otro, pero ha pasado por alto la parte más básica de tu pregunta.  A ver si yo puedo evitar meter la pata.

Un átomo es la estructura básica del universo, aunque hasta ésta estructura básica está compuesta de "piezas" más pequeñas.  Que sepamos, hay unos 115 tipos de átomo diferentes.   Estos 115 tipos de átomo reciben el nombre de "elemento".  Entre ellos, tenemos hierro (FE), carbono (C), cobre (CU), hidrógeno (H), estaño (SN), cinc (ZN), oxigeno (O), etc. 

Cuando se juntan dos o más tipos diferentes de átomo se produce una aleación.  De ellos, tal vez la más famosa es el peligrosisimo monóxido de dihidrógeno, que mata a miles de personas cada año. 

Entre las aleaciones que más nos interesan en el taller, se encuentran el acero que es una mezcla, a modo de café y agua, de hierro y carbono (generalmente con unas cuantas cositas más).  Las proporciones de estas otras cositas, como apuntó Fersape, es lo que establece el tipo de acero y de sus propiedades.  Acero, por definición, es una aleación, así que decir, "acero aleado" queda redundante (algo así como decir, "persona humana").  Bronce y latón son otras aleaciones, en este caso de cobre con estaño y cobre con cinc respectivamente.  Aluminio (AL) es un elemento, pero en el taller, así como en la vida real (es decir, fuera de laboratorio) se suele encontrar aleado con otros elementos para conseguir distintas propiedades.  En las aleaciones, como en los cócteles, el valor del producto final depende de la proporción de los ingredientes bases. 

El estudio de los materiales es fascinante y complejo.  El amigo Pacomuson nos aportó un enlace hace poco para la obra seminal de Robert Fitzgerald, Mecanica de los Materiales en Español.  Si empieza a picarte el gusanillo, este libro sería un buen sitio para empezar.

(Como aparte, comento que por fin llega amazon.es a España.  Yo llevo años pidiendo libros desde fuera por simple economía.  Si puedo conseguir una copia del citado libro en los EE.UU. por $1.49 + gastos de envío, me sale bastante mejor que los €90+ que costará aquí.  A ver si la competencia fuerte hará, por fin, que el Ministerio de (In)Cultura Español decida permitir que los libreros nativos tengan una oportunidad a vender a un precio justo.)

Desconectado tor_nero

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Re:Composición atómica de aceros y soldaduras.
« Respuesta #3 en: 23 Septiembre 2011, 10:29 »
Gracias amigo ese tema lo tengo mas menos controlado, mi pregunta se refiere, a nivel atómico y lo quiero como curiosidad, seria más bien una pregunta para un químico. quiero decir al igual que el agua es H20 un átomo de hidrogeno y dos de oxigeno, me gustaría saber la formulación de por ejemplo en acero común o el acero al cromo vanadio, o el acero al cromo niquel molibdeno.
Basicamente quiero saber si se mezclan a nivel atómico, molecular o como?
Y luego como he dicho antes me gustaría saber en que forma se produce la soldadura eléctrica y la de llama, si se mezclan átomos de un material con otro o con el aportado o que? A esos niveles no tengo ni idea. (No me es necesario pero me intriga saberlo saludos)

Desconectado joshagrady

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Re:Composición atómica de aceros y soldaduras.
« Respuesta #4 en: 23 Septiembre 2011, 10:44 »
Creo que te estás haciendo "la pisha un lío" no con los conceptos, sino con la terminología.  Una molécula es simplemente un grupo de dos o más átomos.   Por lo tanto, toda mezcla de elementos para formar una molécula de, digamos acero, ocurre a nivel atómico. 

Para saber la composición (tipo H2O) de un acero en concreto, podrás echar un vistazo al fabuloso matweb.com.

Los efectos de un tipo u otro de soldadura en una aleación concreta pueden variar montón, puestos que es posible que estés produciendo un impacto a nivel tanto atómico (por ejemplo, el exceso de calor de una mezcla pobre en argón permite que se queme algo del carbono mientras permita que se oxide la unión.) como una re-estructuración a nivel molecular.  Por eso, según que tipo de trabajo se hace mejor con una técnica de soldadura u otra.  Trabajos muy exigentes requieren un entendimiento tanto de los materiales originales, como la función y/o los requisitos del producto final. 

Como tú dices, es muy intrigante todo este tema, pero no me pides más, que estoy al límite de mi entendimiento técnico y pronto empezaré a decir gilipolleces. 

TOR

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Re:Composición atómica de aceros y soldaduras.
« Respuesta #5 en: 23 Septiembre 2011, 11:21 »
Buenos días.

Yo leí algo de eso raro en estos sitios:

http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/enlace-ionico/estructura-metales

http://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/sinmarcos/elementos/fe.html

http://www.elconstructorcivil.com/2011/01/estructura-del-acero.html

O acerte un "cursito" de estos:

http://ing.unne.edu.ar/pub/metalurgia.pdf

Aunque lo que te han expuesto fersape y Josh, brillante como siempre, me parece muy claro.

Estos de Cartagena es que inventan mucho y claro necesitan saber.

Saludos,
áTORmo

Desconectado tor_nero

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Re:Composición atómica de aceros y soldaduras.
« Respuesta #6 en: 23 Septiembre 2011, 11:39 »
Gracias por los aportes amigos  .yupi, creo que me queda un poco más claro el tema, este finde intentare clarificarlo más, con lo aportado .brinda. Un saludo y a seguir así  .bien

Desconectado joshagrady

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Re:Composición atómica de aceros y soldaduras.
« Respuesta #7 en: 23 Septiembre 2011, 11:45 »
Si eres capaz de asimilar todo lo que te hemos puesto de "deberes" en un fin de semana, deberías cambiar tu mote de "tor_nero" a mak_ina".  Ten cuidado, que el tema engancha.  Cada vez que leo algo, me doy cuenta de lo poco que sé.  Como molaba tener 18 años y saberlo todo. 

Desconectado joshagrady

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Re:Composición atómica de aceros y soldaduras.
« Respuesta #8 en: 23 Septiembre 2011, 14:39 »
O acerte un "cursito" de estos:
http://ing.unne.edu.ar/pub/metalurgia.pdf

Cuando pone "Donar órganos es donar esperanzas" supongo que no querrán decir que su curso cuesta un riñón.

Cada vez hay más universidades que ofrecen cursos "en línea" de forma gratuita.  Desde la Carlos III de Madrid (Enlace) pasando por la mismísima MIT (Enlace), parece que las universidades reconocen que el conocimiento debe ser libre y que lo que venden es el papel que ponga "Diploma".

Desconectado argonauta

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Re:Composición atómica de aceros y soldaduras.
« Respuesta #9 en: 23 Septiembre 2011, 14:57 »
Una pregunta muy interesante, solo aportar un pequeño apunte. Tan importante como los 'ingredientes' esta la forma en que están cristalizados (combinados geometricamente) estos ingredientes. Por poner un ejemplo sencillo. El carbono puede formar grafito (blando,con coeficiente de fricción muy bajo) o diamante (muy duro). El ingrediente es el mismo, de hecho solo uno, carbono, pero la forma en que cristaliza es muy diferente, determinando sus propiedades mecánicas. Lo mismo pasa con los aceros, por ejemplo, en función de tratamientos térmicos, galvánicos  y químicos la forma en que cristaliza es diferente, y aun teniendo los mismos componentes, dan lugar a propiedades totalmente dispares.

Un saludo
Torno Warco 250V,Torno Optimun D180x300 vario, Fresadora Sieg SX2P a medio Cenecear, Fresadora  Proxxon MF-70 Ceneceada, Sierra de cinta Quantum  S91G, impresora 3D Prusa i3 Steel

Desconectado fersape79

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Re:Composición atómica de aceros y soldaduras.
« Respuesta #10 en: 23 Septiembre 2011, 15:06 »
me gustaría saber la formulación de por ejemplo en acero común o el acero al cromo vanadio, o el acero al cromo niquel molibdeno

Al alearse se forman estructuras cristalinas muy complejas, no es como el agua que es una molecula que se repite.

Desconectado MeTxInO

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Re:Composición atómica de aceros y soldaduras.
« Respuesta #11 en: 23 Septiembre 2011, 15:24 »
Tan importante como los 'ingredientes' esta la forma en que están cristalizados (combinados geometricamente) estos ingredientes.

ufff.... por ahi creo que vienen los tiros de "austenitico" , "martensitico" y "austenomartensitico" que creo que eran los estados en los que se podia encontrar el acero. Incluso que podia cambiar de un estado a otro por el propio calor de la soldadura, cambiando tambien las propiedades del acero.
Pero como han apuntado ya por arriba, serian cosas diferentes, la composicion quimica de un acero y el estado en el que se encuentra.

en un hilo de otra seccion donde preguntan por como soldar acero galvanizado, yo comento algo que viene tambien con este tema, lo que no recuerdo bien, es si era el zink con el carbono, el azufre con el carbono, o cual de ellas, pero en su union a nivel molecular, cuando le damos calor al soldar, creo que el azufre ¿se volatilizaba?¿? y al quedar ese hueco vacio en la estructura molecular es cuando soldando aparece el fogonacillo y se hace el "mitico" agujero.

a mi es que estas cosas me resultaban interesantes cuando me las enseñaron en los cursos, lo que pasa que luego ya currando se me han ido olvidando por el camino....  :-[

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Re:Composición atómica de aceros y soldaduras.
« Respuesta #11 en: 23 Septiembre 2011, 15:24 »

 

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