ALEACIONES FERROSASLas aleaciones ferrosas, que se basan en aleaciones de hierro y carbono, incluyen los aceros al bajo carbono, los aceros aleados y de herramientas, los aceros inoxidables y los hierros fundidos. Los aceros tpicamente se producen de dos formas: refinando el mineral de hierro o reciclando chatarra de acero (figura 1).

Para la produccin de acero primario, el mineral de hierro (xido de hierro) se calienta en un alto horno en presencia de coque (carbono) y oxgeno. El carbono reduce el xido de hierro a hierro en bruto lquido, produciendo monxido de carbono y bixido de carbono como subproductos. La piedra caliza, agregada para ayudar a eliminar impurezas, se funde produciendo escoria lquida. Dado que el hierro bruto lquido contiene cantidades muy grandes de carbono, se sopla oxgeno en el horno de oxigenacin o de aceracin bsico para eliminar carbn excedente y producir acero lquido. Tambin se produce acero reciclando la chatarra del mismo metal. A menudo sta se introduce en un horno elctrico de arco, en el cual el calor la funde. Muchos aceros aleados y aceros especiales tambin se producen utilizando hornos elctricos.El acero lquido a veces se vaca directamente en moldes para producir fundiciones de acero terminadas; tambin se le permite solidificar en formas que posteriormente son procesadas por tcnicas de conformado de metales como es el laminado o el forjado. En este ltimo caso, el acero es vaciado en grandes lingoteras o se funde de manera continua en formas regulares.

FIGURA 1 En un alto horno, el mineral de hierro se reduce utilizando coque (carbn) y aire para producir hierro bruto Iquido. El alto contenido de carbono en el hierro bruto liquido se reduce mediante la introduccin de oxgeno en el horno de oxigenacin o de aceracin bsico para producir acero Iquido. Tambin se puede utilizar un horno elctrico de arco para producir acero Iquido mediante fundicin de la chatarra.

Clasificacin de los aceros

El diagrama de fases Fe-Fe,C nos da la base para comprender el tratamiento y las propiedades de los aceros. El diagrama de fases, las fases y los micro constituyentes en los aceros. El punto que divide los aceros de los hierros fundidos es 2.1 1 % C, donde se hace posible la reaccin eutctica. Para los aceros, ser necesario concentrarse en la porcin eutectoide del diagrama (figura 2) en el cual se identifican de manera especial las Iineas de solubilidad y la isoterma eutectoide. El A, muestra la temperatura a la cual se inicia la formacin de ferrita al enfriarse; el A,, muestra la temperatura a la cual empieza a forinarse la cementita y A, es la temperatura eutectoide. Prcticamente todos los tratamientos trmicos de un acero se dirigen hacia la produccin de una mezcla de ferrita y de cementita con una adecuada combinacin de propiedades.

FIGURA 2 proporcin eutectoide del diagrama de fases Fe-Fe,C

Formas alotrpicas del hierro

Hierro alfa (): Cristaliza a 768 C. Su estructura cristalina es BCC con una distancia interatmica de 2.86 . Prcticamente no disuelve en carbono.

Hierro gamma (): Se presenta de 910C a 1400C. Cristaliza en la estructura cristalina FCC con mayor volumen que la estructura cristalina de hierro alfa. Disuelve fcilmente en carbono y es una variedad de Fe a magntico. Hierro delta (): Se inicia a los 1400C y presenta una reduccin en la distancia interatmica que la hace retornar a una estructura cristalina BCC. Su mxima solubilidad de carbono es 0.007% a 1487C. No posee una importancia industrial relevante. A partir de 1537C se inicia la fusin del Fe puro

Existen cuatro variedades alotrpicas del hierro (diferentes tipos de estructuras cristalinas) estables a diferentes intervalos de temperatura y de contenido en carbono, que condicionan sus propiedades.

ALEACIONES NO FERROSASComprende todos los metales a excepcin del hierro. Su utilizacin no es tan masivas como los productos frreos (hierro, acero y fundicin) pero tienen una una gran importancia en la fabricacin de gran cantidad de productos, por propiedades como, en ocasiones:El bajo peso especfico, la resistencia a la oxidacin condiciones ambientales normales, la fcil manipulacin y mecanizado. Las aleaciones de productos no ferrosos tienen gran cantidad de aplicaciones:Monedas (fabricadas con aleaciones de cobre, nquel y aluminio) filamentos de bombillas (de wolframio) material de soldadura de componentes electrnicos (estao-plomo) recubrimientos (cromo, nquel, cinc) etc.

Estructuras cristalinas Los cuerpos slidos se pueden presentar en dos estados fundamentales: Cristalino. Cuando estn formados por tomos perfectamente ordenados en el espacio, como los metales, los materiales cermicos y algunos polmeros. Amorfo. No poseen ordenacin espacial, como los vidrios y la mayora de los polmeros. La estructura espacial de un slido cristalino se construye a partir de una unidad repetitiva o celda unidad, que queda definida por el valor de sus aristas y ngulos. Los tomos se sitan en los vrtices de estas celdas, en las caras o en el centro.

La repeticin de las celdas en el espacio da lugar a las llamadas redes cristalinas simples. La mayora de los metales cristalizan en estos tipos de redes: Cbica simple (CS), Cbica centrada en el cuerpo (BCC), Cbica centrada en las caras (FCC), Hexagonal (HCP).

CERAMICOSLos materiales cermicos son compuestos qumicos o soluciones complejas que contienen elementos metlicos y no metlicos. Comparados con los metales y plsticos son duros, no combustibles y no sufren oxidacin. Estn constituidos por elementos metlicos y no metlicos. Debido a sus enlaces inicos o covalentes, los materiales cermicos por lo general son duros, frgiles, con un alto punto fusin, tienen baja conductividad elctrica y trmica, buena estabilidad qumica y trmica y elevada resistencia a la comprensin.

ESTRUCTURA PEROVSKITE. La celda unitaria perovskite se encuentra en varios cermicos elctricos importantes, como el BaTio3, y el SrTiO3. En este tipo de celda estn presentes tres clases de iones, si en las esquinas de un cubo estn los iones de bario, los iones de oxigeno llenaran los sitios centrados de las caras y los iones de titanio ocuparn los sitios centrados en el cuerpo. La distorsin de la unitaria produce una seal elctrica lo que permite que ciertos titanatos sirvan como transfductores.