Posible mal uso de la pieza

En la mayoría de los casos, el diseñador no tiene control sobre las condiciones reales de uso del producto que diseña. Legalmente, es responsabilidad del diseñador considerar cualquier uso del producto razonablemente predecible y garantizar la seguridad del producto. Debe considerarse la posibilidad de una sobrecarga accidental sobre cualquier pieza de un producto

Forma de carga

Pueden identificarse tres tipos principales de carga. Una carga estática es aquella que se aplica lenta y gradualmente a un a pieza y que permanece aplicada o por lómenos se aplica y elimina con poca frecuencia durante la vida diseñada de la pieza Las cargas repetidas son aquellas que se aplican y retiran varios miles de veces durante la vida diseñada de la pieza. Bajo cargas repetidas, una pieza se fractura por el mecanismo de fatiga a un nivel de esfuerzo mucho menor que el podría causar fractura bajo una carga estadística. Esto requiere el uso de un factor de diseño más elevado para cargas repetidas que para cargas estadísticas. Las piezas sujetas a impacto a golpe requieren el uso de un factor de diseño muy elevado por dos razones. Primero una carga que se aplica de respóndete causa esfuerzos en la pieza que son varias veces mayores que aquellos que podrían calcularse mediante formulas convencionales. Segundo, bajo carga de impacto, se requiere que el material de la pieza absorba energía del cuerpo

Tipo de material

Una consideración importante respecto al tipo de material es su ductilidad. Los modos de fractura de materiales quebradizos son muy distintos a los de materiales dútibles. Los modos de fractura de materiales quebradizos como el hierro colado no presentan cedencia, los diseños s e basan siempre en la resistencia última. Por lo general se considera que un metal es quebradizo si su porcentaje de alargamiento en una longitud de calibración de 2plg es menor al 5%. Excepto para aleaciones altamente endurecidas de hechos todos los aceros son dúctiles. El aluminio es dúctil. Excepto en el caso de funciones. Otros factores en relación con el material que pueden afectar la resistencia de sus piezas son su informidad y la confianza en las propiedades establecidas

Criterio de la resistencia del material

La mayoría de los diseños que utilizan metales e basan en la resistencia a la cedencia, la resistencia última, o ambas, como ya se explico. Esto se debe a que la mayoría de las teorías de la fractura de los metales muestran una estrecha relación entre el esfuerzo durante la falla y las propiedades de estos materiales. Además, estas propiedades casi siempre se reportan para materiales que se utilizan en el diseño de ingeniería. el valor del factor de diseño será distinto, según la resistencia del material que se utilice como criterio para el diseño, como demostrará más adelante

Códigos y normas.

Si el miembro que se diseña cae bajo la jurisdicción de un código o norma existente, es obvio que debe elegirse un factor de diseño o esfuerzo de diseño que satisfaga este código o norma. Algunos ejemplos de instituciones que imponen normas son:

Es responsabilidad del diseñador determinar que normas o reglamentos, de haberlos, se aplican al miembro que se diseña y asegurar que el diseño satisfaga estas normas

FACTOR DE DISEÑO

En la especificación del factor de diseño intervienen muchos aspectos distintos del problema de diseño. En algunos casos se desconocen las condiciones precisas de servicio. El diseñador debe entonces hacer estimaciones conservadoras de las condiciones, es decir, estimaciones que hagan que c1 diseño resultante quede del lado seguro cuando se consideran todas las variaciones posibles. La elección final de un factor de diseño depende de las 11 condiciones siguientes:

ESFUERZOS NORMALES DE DISEÑO - III

Un enfoque distinto para avaluar la aceptabilidad de un diseño dado, y que se utiliza de manera especial en la industria aeroespacial, es el margen de seguridad y se define de forma siguiente

Cuando el diseño se basa en la cedencia del material Cuando se basa en la resistencia última el margen de seguridad es

Entonces el mínimo margen de seguridad factible es 0.0 En este blog se utilizaran los conceptos de esfuerzo de diseño y factores de diseño en contraposición con margen de seguridad

ESFUERZOS NORMALES DE DISEÑO - II

Pueden utilizarse las siguientes ecuaciones para calcular el esfuerzo de diseño para un cierto valor de N:

Normalmente el diseñador es quien determina, por medio de su criterio y experimenta el valor del factor de diseño. En algunos casos son los códigos, normas o políticas de compañía los que especifican los factores de diseño o los esfuerzos de diseño que se utilizaran.
Cuando es el diseñador quien debe determinar el factor de diseño su juicio debe basarse en un compresión de como pueden fracturase las partes y los factores que afectan el factor de diseño. Las secciones 3-43-5 y 3-6 dan información adicional acerca del factor de diseño y Acerca de la elección de métodos para calcular los esfuerzos de diseño.

ESFUERZOS NORMALES DE DISEÑO - I

Un miembro de carga falla cuando se rompe o deforma un exceso lo que hace que este sea inaceptable para el uso que se pretende. Por consiguiente, es esencial que el nivel de esfuerzo que se aplica nunca exceda a la resistencia a la tensión última o a la resistencia a la cadencia del material

Para calcular el esfuerzo de diseño, deben especificarse dos factores: el factor de diseño N y la propiedad del material en la que se basará en el diseño. Por lo general en el caso de los metales, el esfuerzo de diseño se basa en la resistencia a la cendencia S o en la resistencia S del material

DISEÑO DE MIEMBROS BAJO TENSIÓN O COMPRESIÓN DIRECTA

En el capitulo 1 se desarrolló la fórmula para el esfuerzo directo y se formuló de la manera siguiente:

Para que la ecuación 3-1 sea válida deben satisfacerse las siguientes condiciones:

1. El miembro con carga debe ser recto.

2. El miembro con carga debe tener una sección transversal uniforme a lo largo en
toda la longitud que se considera,

3. El material del que está hecho el miembro debe ser homogéneo.

4. La carga debe aplicarse a lo largo del eje centroidal del miembro de modo que no haya tendencia a que este se flexione.  

5. Los miembros a compresión deben ser conos para que no se pandeen (véase el capítulo 4 para el anales especial que se requiere para miembros largos y  esbeltos sometidos a esfuerzos de compresión. y para el método que se utiliza  para decidir cuando debe un miembro considerarse largo o corto )

Es importante observar que el concepto de esfuerzo se refiere a la resistencia interna opuesta por un ¿mi unitaria, es decir, un área infinitamente pequeña. Consideramos al esfuerzo como si actuara sobre un punto y, en general puede variar de punto a punto en un cuerpo en particular La ecuación 3-1 indica que para un miembro sometido a tensión o compresión axial directa, el esfuerzo es uniforme a través de todas áreas si se satisfacen las cinco condiciones. En muchas aplicaciones prácticas las variaciones menores que pueden ocurrir en los niveles locales de cierzo se toman en cuenta al seleccionar con cuidado el esfuerzo permisible, como discutirá más adelante 

Diseño de elementos estructurales sometidos a esfuerzo directo

Se presento ya el concepto del concepto de esfuerzo directo junto con ejemplos de cálculos de esfuerzo directo, esfuerzo de compresión directo, esfuerzo cortante directo y esfuerzo de apoyo. Se enfatizó la comprensión de los fenómenos, unidades y terminologías básicas y la magnitud de los esfuerzos que aparecen en aplicaciones estructurales y mecabicas típicas.

 Nada se menciono acerca de la aceptabilidad de los niveles de esfuerzo que se calcularon ni acerca del diseño de miembros que deben soportar una carga dada En este capitulo podremos énfasis en el DISEÑO, pues usted, lector, como diseñador deberá tomar decisiones en cuanto a si determinado diseño propuesto es satisfactorio, cual es la forma y tamaño de la sección transversal de un miembro que soporta carga y que material debe estar hecho este miembro 

Después de termina el estudio de este capitulo, el lector será capaz de :

Ejemplo

Calcule las propiedades esperadas de resistencia a la tensión ultima, modulo de intensidad y peso especifico de un material compuesto hecho de fibras unidireccionales de carbono PAN en una matriz expóxica. La fracción de volumen de las fibras es de 30% utilice

Predicción de propiedades de materiales compuestos. - V

La tabla 2-S es una lisia de ejemplos de valores de las propiedades de algunos materiales de matriz y de relleno. Recuérdese que pueden ocurrir amplias variaciones en estas propiedades, según la formulación exacta y la condición de los materiales.

Predicción de propiedades de materiales compuestos. - IV

La densidad se define como MASA POR UNIDAD DE VOLUMEN una propiedad relacionada pero especifico, se define como PESO POR UNIDAD DE VOLUMEN y se denota por el símbolo Y (Letra griega gama). LA relación entre la densidad y peso especifico es simplemente Y=pg donde G es la aceleración de la gravedad. Al multiplicar cada miembro

Predicción de propiedades de materiales compuestos. - III

Predicción de propiedades de materiales compuestos. - II

Utilizaremos un caso ideal para la forma en que puede predecirse la rigidez y resistencia de un material compuesto. Considérese un material compuesto con fibras continuas unidireccionales, alineadas en la dirección de carga aplicada. Las fibras son continuas unidireccionales, alineadas en la dirección de la carga aplicada

Construcción de materiales compuestos laminados - III

La simetría y balance de este tipo de técnica de capas resulta en propiedades casi uniformes en dos direcciones A veces se utiliza el termino CUASI- ISOTROPICO para describir una estructura de esta naturaleza.
Nótese que las propiedades perpendiculares a las caras de las estructura de esta naturaleza en capas (a través del grosor) siguen siendo muy bajas debido a que las fibras nos e extienden en esa dirección. Además, la rigidez y resistencia en las direcciones primarias son ligeramente menores que si las capas estuvieran alineadas en la misma dirección. en la tabla 2-7 aparecen datos de un laminado si- isotrópico, comparados con uno que dispone de fibras unidireccionales en la misma matriz

Construcción de materiales compuestos laminados - II

Para superar la falta de resistencia y rigidez descentrada, las estructuras laminadas deben hacerse con una variedad de orientaciones en sus capas. Una disposición muy popular aparece en la 

Figura 2-13 Si se nombra la dirección longitudinal de la capa de la superficie como capa O° de inclinación, esta estructura se refiere como:

Construcción de materiales compuestos laminados - I

Muchas estructuras hechas de materiales compuestos esta n hechas de varias capas de materiales básicos que la contiene tanto la matriz como fibras de refuerzo. La forma en que las capas están orientadas una en relación con la otra, afecta las propiedades finales de la estructura terminada Como ilustración, considérese que cada capa está hecha de un conjunto de fibras paralelas del material de relleno de refuerzo, tales como fibras de vidrio E, incrustadas es la matriz de resina, como es el poliéster. 

En esta forma, el material a veces se conoce como PREPREG indicando que el relleno fue impregnado en la matriz antes de formar la estructura y curar el material ensamblando. Para producir rigidez y resistencia máximas en una dirección en particular, pueden aplicarse varias capas de PREPREG una sobre la otra donde todas las fibras están alineadas en la dirección de la carga de tensión esperada esto se conoce como LAMINADO UNIDIRECCIONAL. Después de curado el laminado podría tener una alta rigidez y resistencia al cargarse en la dirección de as fibras, llamada dirección LONGITUDINAL sin embargo el producto resultante podría tener una baja resistencia y rigidez en la dirección perpendicular ala dirección de las fibras, y que se conoce como dirección TRANSVERSAL. Si aparece una carga fuera de eje la parte puede fracturarse o deformarse de manera significativa

Limitaciones de los materiales compuestos.

Los diseñadores debe n balancear muchas propiedades de materiales en sus disertos y considerar al mismo tiempo las operaciones de fabricación, costos, segundad, duración y servicio del producto, En la siguiente lista se consignan las principales preocupaciones al utilizar materiales compuestos.

Resistencia especifica contra módulo especifico de metales y materiales compuestos seleccionados

Resistencia especifica contra módulo especifico de metales y materiales compuestos seleccionados

Comparación de resistencia especifica y rigidez especifica de materiales seleccionados

Comparación de resistencia especifica y rigidez especifica de materiales seleccionados

Comparación de resistencia especifica y modulo especifico de materiales seleccionados

Comparación de resistencia especifica y modulo especifico de materiales seleccionados

Ventajas de los materiales compuestos. - III

Ventajas de los materiales compuestos. - II

Puesto que el módulo de elasticidades una medida de la rigidez de un material, el específico a veces se conoce como rigidez especifica. Aunque obviamente no se trata de una longitud ambas magnitudes se miden en unidades de longitud, derivadas de la razón entre las unidades de longitud, derivadas de las razón entre las unidades de resistencia o modulo de elasticidad y las unidad de peso especifico 

En el sistema estaounidense, las unidades de resistencia a la tensión y el modulo de elasticidades son lb/plg. Por consiguiente, las unidades de la resistencia específica o módulo específico son pulgadas. En el sistema internacional de unidades o sistema métrico decimal, la resistencia y el modulo están expresados en N/m2 (pascales) puesto que el peso especifico esta dado en N/m3 . por consiguiente la unidad para resistencia especifica o modulo especifico es el metro 

 Las ventajas de los materiales compuestos pueden resumirse de la forma siguiente:

Ventajas de los materiales compuestos. - I

Es característico que los diseñadores busquen producir productos que sean seguros, fuertes, rígidos, ligeros y sumamente tolerantes al enlomo en que opera el producto Los materiales compuestos son excelentes para satisfacer estos objetivos cuando se comparan con materiales alternativos como metales, maderas y plásticos sin relleno Dos parámetros que se utilizan para comparar materiales son la resistencia especifica y el módulo especifico, definidos en la forma siguiente:

Tipos de materiales do relleno.

Los rellenos, que también se conocen como fibras, vienen en muchos tipos, con base en sus malcríales orgánico* c inorgánico-. Algunos de los rellenos más populares aparecen a contaminación

Formas de los materiales de relleno

A continuación muchas formas de materiales de relleno

Materiales de matrices.

Algunos de tos materiales de matrices de uso más frecuentes son:

MATERIALES COMPUESTOS - II

Puede producirse una variedad casi ilimitada de materiales compuestos al combinarse distintos materiales de matrices con rellenos en formas diferentes y en orientaciones distintas. Algunas materiales típicos a continuación

MATERIALES COMPUESTOS - I

Los materiales compuestos tienen dos o mas constituyentes combinados de una forma resulta en una unión mecánica o adhesiva entre los materiales. Para formar un material compuesto, se distribuye un material de relleno en una matriz, de forma que el relleno refuerce la matriz. Típicamente, el relleno es un material fuerte y rígido en tanto que la matriz tiene una densidad relativamente baja. Cuando los dos materiales se unen entre sí, gran parte de la capacidad de soporte de carga del compuesto es producida por el material compuesto ligeramente optimizado que tiene una alta resistencia y rigidez en relación con su bajo peso.

PLÁSTICOS - II

Algunos ejemplos de los termoplásticos incluyen ABS, acetatos, de celulosa, fluorocarbonos TFE, nylon, polietileno, polipropileno, poliestireno y vinilos. Entre los plásticos termoendurecibles se incluyen tos fenólicos. epóxicos poliésteres, silicones, metanos, alquidicos, alílícos y aminicos. Con frecuencia se selecciona un plástico particular, para obtener una combinación de propiedades como ligereza, flexibilidad, color, resistencia intrínseca y resistencia química, baja fricción o transparencia. Puesto que los productos disponibles son tan numerosos, en el apéndice A-19 sólo se incluye una breve tabla de propiedades de los plásticos. Los materiales plásticos primarios que se utilizan para seis distintos tipos de aplicación. En las referencias 4,7,8 pueden hallarse un extenso estudio comparativo de las propiedades de los plásticas

PLÁSTICOS - I

Los plásticos se componen de moléculas de cadena larga llamadas polímeros, y son materiales orgánicos sintéticos que pueden formularse y procesarse literalmente en m i 1 es de formas. 

Puede hacerse una clasificación entre materiales termoplásticos y materiales termoendurecibles. Los termoplásticos pueden suavizarse repetidamente mediante calentamiento. Sin que haya cambio en sus propiedades ni en su composición química. En cambio luego del curado inicial de los plásticos termoendurecibles, ya no pueden suavizarse nuevamente. Durante el curado ocurre un cambio químico con la presión y el calor

CONCRETO - III

El peso específico del concreto con base de grava es aproximadamente de 150 lb/pie. El modulo de elasticidad depende de algún modo del peso especifico y de la resistencia nominal. Según el American Concrete Intitute (Instituto Estadounidense del Concreto) puede calcularse una estimación del módulo de la siguiente forma:

CONCRETO - II

El concreto se clasifica según su resistencia a la compresión, que varia de 2000ps¡ (14MPa)a7000 psi (48 MPa). La resistencia a la tensión del concreto es en extremo baja y una práctica común es suponer que es cero. Desde luego, el reforzado de las concretas varillas de acero permite utilizarlo en vigas y losas amplias, puesto que el acero resiste las cargas de tensión. 

El concreto debe curarse para desarrollar su resistencia nominal. Debe mantenerse húmedo durante por lo menos 7 días, y en este lapso tiene aproximadamente el 75% de su resistencia a las compresiones nominal. Aunque su resistencia se incrementa con los años, con frecuencia se utiliza a laos 28 días para determinar su resistencia nominal 

 Los esfuerzos de trabajo permisibles en el concreto son típicamente del 25% de la resistencia nominal a los 28 días. Por ejemplo, un concreto clasificado como de 2000psi (14MPa) tendrá un esfuerzo permisible de 500 psi (3.4 MPa)

CONCRETO - I

Los componente s del concreto son el cemento y un agregado Al añadirse agua y mezclar los componentes, se produce una estructura uniforme donde el cemento recubre todas las partículas agregadas. Luego de curarse, la masa queda aglutinada de forma segura. Algunas de las variables que intervienen cilla determinación de la resistencia final del concreto son el tipo de cemento utilizado, el tipo y tamaño del agregado, y la cantidad de agua que se añadió 

Una mayor cantidad de cemento en el concreto produce una mayor resistencia Si se disminuye la cantidad de agua en relación con la cantidad de cemento se aumento li resistencia del concreto. Desde luego, debe añadirse agua suficiente para hacer que cemento recubrir a los agregados y permita que el concreto pueda colarse y trabajarse; antes de que ocurra un curado excesivo. La densidad del concreto que se afecta por d agregado también es un factor. Es común que se agregue una mezcla de arena, grava y piedra quebrada para el concreto que se utiliza en la construcción.

MADERA - II

La estructura celular de la madera produce su grano, que están evidente al cortarse en tablas y maderos. La resistencia de la madera depende de si la carga se aplica perpendicular o paralela al grano. Además, a través de su grano, la resistencia es distinta en una dirección radial que en una dirección tangencial relecto al tronco del árbol cilíndrico original del que se corto

Otra importante variable que afecta la resistencia de la madera es el contenido de humedad. Los cambios de humedad. Los cambios de humedad relativa pueden variar la cantidad de agua absorbidas por las células de la madera

Ejemplo

MADERA - I

Puesto que la madera es un materia) natural, su estructura es dependiente, en la forma que crece, y no de la manipuladle losares humanos, como en el caso de los metales La forma larga, esbelta y cilíndrica de los arboles resulta en una estructura interna compuesta de células longitudinales. Conforme el árbol crece se añaden anillos sucesivos a ala madera más vieja. De este modo, el núcleo interno, que se cono como corazón o duramen, tiene propiedades distintas 

 Las especies de la madera también afectan sus propiedades, puesto que clases distintas de árboles producen madera mas dura o ás blanda, más fuerte o débil. Incluso en las mismas especies ocurre variabilidad debido a las mismas condiciones de crecimiento tales como las diferencias del suelo y ala cantidad de sol y lluvia.

NO METALES EN EL DISEÑO DE INGENIERÍA

La madera y el concreto se usan muy comúnmente en la construcción. Los plásticos y materiales compuestos aparecen en casi todos los campos del diseño, incluyéndose productos de consumo, equipo industrial» automóviles, aviones y productos arquitectónicos. Para el diseñador las propiedades de resistencia y rigidez de los no metales son de importancia vital, del mismo modo en que lo son para los metales. Debido a las diferencias estructurales en los metales, su comportamiento es sumamente distinto de los metales. 

La madera, el concreto, los materiales compuestos y muchos plásticos tienen estructuras que son anisotrópicas Esto significa que las propiedades mecánicas del material son distintas, dependiendo de la dirección de la carga. Además, debido a los cambios químicos naturales, las propiedades varían respecto al tiempo, y con frecuencia respecto a las condiciones climáticas. El diseñador debe estar consciente de estos factores

ZINC, MAGNESIO Y TITANIO / II

El magnesio es por lo común el metal más ligero que se utiliza en piezas para soportar cargas. Su densidad de solo 0.066 ih/plg (1830kg/m) es una cuarta parte de la del acero y el zinc, un quinto del cobre y dos terceras partes de la acero y del zinc, un quinto de la cobre y dos terceras partes de la aluminio. Tiene una resistencia moderada y se presta a aplicaciones en las que el peso fabricado final de la pieza o la estructura deber ligero . Las escaleras, carretillas, piezas de cintas fin herramientas mecánicas portátiles y cuerpos de podadoras de césped utilizan magnesio en la industria automotriz las piezas de carrocería, las ruedas de ventiladores, en los aviones su ligereza se hace que este metal sea atractivo para los pisos 

 El titanio tiene una alta resistencia y su densidad es aproximadamente la mitad de acero. Aunque el aluminio tiene una menor densidad, el titanio es superior al aluminio y ala mayoría de los aceros con base en su resistencia contra peso retine un alto porcentaje de su resistencia a temperaturas elevadas, y puede utilizarse hasta 538º

ZINC, MAGNESIO Y TITANIO / I

El zinc tiene una resistencia y dureza moderada y excelentes resistencia a la corrosión. Se utiliza en formas forjadas tales como láminas y hojas y varillas o alambres troquelados. Entre sus principales aplicaciones están las latas de bacterias secas, herrajes para construcción y placas para fotograbado

COBRE, LATÓN Y BRONCE / II

 Los latones son aleaciones de cobre y zinc. Tiene buena resistencia la corrosión son fáciles de trabajar y de bonito aspecto, lo que permite aplicaciones a radiadores automotrices, bases de lámparas, tubos de cambiadores de calor, herrajes marinos, cajas para municiones y muebles para el hogar. Si se añade plomo al latón, se mejora su maquinabilidad, lo que hace atractivo para utilizarse en la fabricación de piezas de tornos de roscas

Entre las principales familias de bronces, se incluye el bronce al fosforo, el bronce al aluminio y el bronce al silicio. Su alta resistencia intrínseca y ala corrosión hace útiles para aplicaciones marítimas, tornillos, engranes, recipientes a presión, resortes, bujes y baleros

La resistencia del cobre y sus aleaciones depende de la dureza que se consigue mediante el trabajo en frio. Las resistencias sucesivamente mayores resultarían de los temples designados como semi suave, suave, semiduro, duro, extra duro, para resortes y extra para resortes. Las resistencias de las cuatro alecciones de cobre en los templados suave y duro 

COBRE, LATÓN Y BRONCE / I

el termino cobre se utiliza de manera adecuada para denotar al metal virtualmente con un 99% o más de cobre. Se utiliza principalmente como conductor eléctrico, de interruptores y piezas de motores que conducen corriente eléctrica. El cobre y sus aleaciones tienen buena resistencia a la corrosión, son fáciles de fabricar y tienen aspecto agradable. Las principales aleaciones de cobre son el cobre al Berilio, los latones y los bronces. Cada uno tiene sus propiedades y aplicaciones especiales.

El cobre al berilio tiene una elevada resistencia y buena conductividad eléctrica. Entre sus usos se influyen las piezas para interruptores, sujetadores de fusibles, conductores eléctricos, fuelles, tubos para mono metros Bourdon y resortes 

Designaciones para templadas / II

El a aluminio es también sensible ala forma en que se produce, al tamaño de la sección y a la temperatura.

Designaciones para templadas / I

Puesto que las propiedades ricas de virtualmente todas las aleaciones de aluminio son en sumo grado sensibles al trbajo en frio o al tratamiento al calor, se aplican sufijos a las designaciones de cuatro dígitos de las aleaciones para describir su templado. Las designaciones de templado de uso más frecuente se describen como sigue:

Aluminio

Las aleaciones de aluminio se diseñan con el objeto de que adquieran propiedades optimas para usos específicos. algunas se producen primariamente como laminas, planchas barras o alambre. Con frecuencia los perfiles estructurales estándar y las secciones especiales son extruidas. Varias aleaciones se utiliza para forja en tanto que otras son aleaciones especiales para piezas Fundidas

EL hierro maleable

EL hierro maleable se utiliza en piezas de automóviles y camiones maquinaria de construcción y equipo eléctrico. Presenta cedencia tiene resistencia a la tensión comparables a las del hierro dúctil y tiene resistencias de comprensión ultimas ligeramente mayores que las del hierro dúctil. En general se utiliza un numero de 5 dígitos para designar los grados del hierro maleable

el hierro blanco

el hierro blanco produce al enfriar rápidamente una fundición de hierro gris o dúctil durante el proceso de solidificación. Típicamente, el enfriamiento se aplica a áreas seleccionadas, que se endurecen mucho y tienen una alta resistencia al desgaste El enfriamiento no permite que el carbono en el hierro se precipite durante la solidifícacion lo que le da su aspecto blanco Las regiones más alejadas del medio de enfriamiento es que el hierro blanco es muy quebradizo

El hierro dúctil

El hierro dúctil austemplado (ADl Auslempered Ductilc Iron) tiene una mayor resistencia y mejor ductilidad que los hierros dúctiles estándar, como puede verse en el apéndice A -16.
Esto permite que las piezas sean más chicas y ligeras, y hace que el hierro dúctil austemplado sea muy deseable para engranes automotrices, cigüeñales y miembros estructurales para equipo de construcción y transporte, sustituyendo a los aceros templados o colados.

El hierro dúctil

El hierro dúctil difiere del hierro gris en que no présenla cedencia y en que tiene un mayor porcentaje de alargamiento y una resistencia más elevada a la tensión I os grados del hierro dúctil se designan mediante un sistema de tres números, como por ejemplo, 80- 55 6 I I primer número indica la última resistencia mínima a la tensión» expresada en ksi; el segundo, la resistencia elástica expresada en ksi; y el tercero, el porcentaje de alargamiento. 

De este modo, el grado 80 55 6 tiene una resistencia última de K0 000 psi, una resistencia clástica de 55 000 psi, y un porcentaje de alargamiento de 6%. Entre los usos del hierro dúctil se incluyen cigüeñales y engranes sometidos agrandes cargas. 

La resistencia del hierro dúctil puede incrementarse por casi un factor de2 median- te un proceso que se llama austemplado. 

Las fundiciones primero se calientan a una temperatura entre 815 y 930 T, y se mantienen a estas temperaturas para conseguir una estructura uniforme 

Luego se enfrían rápidamente a una temperatura menor, 230 .i 400 °C y de nuevo se mantienen a esa temperatura Luego de permanecer varias horas a temperatura constante se permite que las fundiciones se enfríen hasta la temperatura ambiente.

Hierro fundido - I

Entre las atractivas propiedades del hierro fundido se cuentan su bajo costo, buena resistencia al desgaste, buena maquinabilidad y su capacidad para vaciarse e n formas complejas. A continuación se discutirán cinco variedades : Hierro gris, hierro dúctil, hierro dúctil austemplado, hojalata, hierro maleable.