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La Forja: Desde la Antigüedad hasta la Revolución Industrial, Apuntes de Mecánica

Este documento ofrece una reseña histórica sobre la forja, desde sus inicios en civilizaciones avanzadas como la egipcia, hasta la Edad Media y la Revolución Industrial. Se abordan los procesos de forja en caliente y frío, la clasificación del acero y sus propiedades, así como los tratamientos térmicos. Además, se mencionan los diferentes tipos de acero y sus aplicaciones.

Tipo: Apuntes

2020/2021

Subido el 20/11/2022

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA
Y ELECTRICA
UNIDAD AZCAPOTZALCO
ASIGNATURA: INGENIERIA DE MANUFACTURA I
CICLO ESCOLAR: 2022-2
PRACTICA: FORJA (Laboratorio Forja)
ELABORADO POR: ARELLANO VIDAURRY KEVIN ISAAC
BOLETA: 2020361368 GRUPO:6MM3
FECHA DE ENTREGA: 07 DE OCTUBRE DEL 2022
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¡Descarga La Forja: Desde la Antigüedad hasta la Revolución Industrial y más Apuntes en PDF de Mecánica solo en Docsity!

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA

Y ELECTRICA

UNIDAD AZCAPOTZALCO

ASIGNATURA: INGENIERIA DE MANUFACTURA I

CICLO ESCOLAR: 2022- 2

PRACTICA: FORJA (Laboratorio Forja) ELABORADO POR: ARELLANO VIDAURRY KEVIN ISAAC BOLETA: 2020361368 GRUPO:6MM 3 FECHA DE ENTREGA: 07 DE OCTUBRE DEL 2022

Objetivo Conocer el laboratorio de forja y tratamientos químicos que se pueden hacer dentro del laboratorio, así como las maquinas que lo conforman, la distribución de estas así mismo la explicación de cómo funcionan cada una de estas, y abordando temas de la explicación sobre la forja, del acero y de los tratamientos térmicos. Antecedentes Historia de la forja La forja tiene su origen, concretamente, en una de las etapas de la Prehistoria, la Edad de los metales. Conocida así porque sus habitantes comenzaron a trabajar los metales para conseguir utensilios de caza, de cocina, armas, herramienta, etc. Primero comenzaron a forjar el cobre, después el bronce y por último el hierro (mucho más abundante que los otros metales). Hasta esa época las herramientas se obtenían de las piedras y rocas. El salto de la Edad de Piedra a la Edad de los Metales se produjo gracias al descubrimiento del fuego. Este elemento es fundamental para el arte de la forja. Sin fuego no existiría la forja. Los primeros utensilios de hierro descubiertos hasta el momento, datan del año 3000 a.C. y como no podía ser de otra manera, pertenecían a una de las civilizaciones más avanzadas, enigmáticas e interesantes de la historia: los egipcios. Además, se sabe que antes de esa época ya se usaban adornos de hierro. Un poco más adelante en el tiempo, los griegos, hacia el año 1000 a.C. también conocían la técnica, de cierta complejidad, para endurecer armas de hierro mediante el tratamiento con calor. Y para los romanos, el hierro era fundamental. Tenían un conocimiento profundo sobre el metal. En la Edad Media era cada vez mayor la demanda de aplicaciones de hierro (sobre todo armas y armaduras debido a las continuas guerras) tanto fue así, que empezaron a surgir especialistas que conseguían mayor precisión y calidad. Algunos en la construcción de armas, otros en rejas, soportes y elementos de apoyo a la construcción, herraje de animales, carruajes, etc. La Revolución Industrial de la segunda mitad del S.XVIII supuso la modernización y la creación de las primeras fábricas de forja. La demanda de este material creció y comenzó a fabricarse forja industrial. Los artesanos veían como las grandes fábricas entraban en el mercado de los productos de forja quedando su labor destinada a crear auténticas piezas de arte y artículos de máxima calidad. Con la llegada de nuevos materiales como el acero inoxidable, el vidrio, propios de estilos de decoración más vanguardistas, la forja ha perdido el esplendor de épocas pasadas.

por debajo de la temperatura de recristalización y en una de las tres categorías: caliente, tibia o fría. El forjado en caliente es más rápido y preciso, mientras que el forjado en frío suele provocar el endurecimiento de la pieza. Clasificación de la Forja El proceso de forja se clasifica de muy diversas formas dependiendo del estado del material que se va a forjar y de la forma del proceso La forja en caliente es una técnica en la que la pieza se calienta y luego se golpea hasta la forma deseada. Al golpear la pieza de trabajo a temperaturas superiores a la de recristalización, el gas del interior del material se expulsa, refinando la estructura del grano durante la recristalización, haciéndola más fuerte. Por otro lado, la forja en frío es una forma de dar forma al material al golpearlo a temperaturas ambiente. La forja en frío presenta una alta precisión de procesamiento y una mayor tenacidad. FORJA DE MATRIZ ABIERTA O LIBRE. El proceso de forja de matriz abierta implica deformar una pieza de metal entre múltiples matrices que no encierran completamente el material. El material se modifica a medida que las matrices martillean o estampan el material mediante una serie de movimientos hasta lograr la forma deseada. En muchos casos, los productos formados mediante este tipo de forjado requieren un repavimentado o mecanizado secundario para lograr las especificaciones deseadas. FORJA DE MATRIZ CERRADA: El forjado con dado impresor o forjado con matriz de impresión la pieza a fabricar adquiere la forma de los huecos o cavidades al forjarse entre dos matrices con perfil. Cuando se realiza esta operación algo de material fluye hacia fuera y forma una rebaba, ésta tiene un papel importante en el flujo del material en el estampado ya que es delgada, se enfría rápidamente y al ejercer una resistencia gracias a la fricción que existe entre la rebaba y la matriz, somete a grandes presiones al material en la cavidad de la matriz causando así el rellenado de la cavidad. FORJA CON RODILLOS. Este proceso se emplea para reducir la sección transversal de barras, razón por la cual se aplica en operaciones de preforma para la posterior forja en estampa. Por la forma en que se realiza y debido a su limitada aplicación, en muchas ocasiones no se le menciona al definir los procesos de forja, normalmente involucra grandes deformaciones, por lo que se efectúa en caliente

Acero El acero no es un metal que se encuentra en la naturaleza en estado puro. Es una aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,088% y el 2,110%, normalmente se encuentran entre el 0,2% y el 0,3%. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,0% se vuelve quebradizo y no es posible forjarlo. El acero conserva las características metálicas del hierro en estado puro, pero la adición de carbono y de otros elementos tanto metálicos como no metálicos mejora sus propiedades físico-químicas. Estas aleaciones, logran diferentes resultados en función de la presencia o ausencia de otros elementos. Los efectos de las aleaciones son:

  • Mayor resistencia y dureza
  • Mayor resistencia al impacto
  • Mayor resistencia al desgaste
  • Mayor resistencia a la corrosión
  • Mayor resistencia a altas temperaturas
  • Penetración de temple (Aumento de la profundidad a la cual el acero puede ser endurecido). El acero, posee una gran cantidad de propiedades favorables para la construcción, y por ello después del concreto, es llamado como el esqueleto de las estructuras. Su plasticidad permite obtener piezas de formas geométricas complejas con relativa facilidad, la experiencia acumulada en su utilización permite realizar predicciones de su comportamiento, reduciendo costos de diseño y plazos de puesta en el mercado.

De moldeo 1. De usos generales

  1. De baja radiación
  2. De moldeo inoxidable Propiedades: Maleables, para poder ser vestidos en moldes de arena Aplicaciones: Piezas de forma geométrica tortuosa, solo se distinguen de los demás aceros por su moldeabilidad, Tratamientos térmicos El tratamiento térmico es una operación que implica cambios de temperatura sobre el material que se desea tratar; en general, nos referimos a calentamientos y enfriamientos de metales, controlando los grados de intensidad, velocidad y medios en los que se realiza. Los tratamientos térmicos sirven para modificar las propiedades y características mecánicas de los materiales, en este caso del acero. Cuando el acero es sometido a variaciones extremas de temperatura, su estructura interna cambia, haciendo que adquiera nuevas propiedades como la resistencia, tenacidad, dureza y entre otras. En fin, cambiar las propiedades de un material, evidentemente crea la posibilidad de que estos puedan ser utilizados en ciertas aplicaciones que requieran un grado de propiedades mecánicas específicas. Por ejemplo, el acero después de un tratamiento térmico puede adquirir mayor dureza y ser empleado para la fabricación de herramientas de corte para otros aceros menos duros. Clasificación de los tratamientos térmicos
  3. Temple: es un tratamiento térmico cuyo objetivo es aumentar la dureza y la resistencia del acero, esto se consigue elevando la presencia de los constituyentes martensíticos en el acero.
  4. Normalizado: es un proceso de recocido con el objetivo de dejar el material en estado normal, es decir, con ausencia de tensiones internas y con distribución uniforme del carbono. Para ello, se mantienen las temperaturas altas hasta la total transformación en austenita con enfriamiento al aire.
  5. Recocido: es un tratamiento térmico que se realiza para ablandar al acero, básicamente consiste en elevar la temperatura del metal hasta superar la temperatura de temple, seguidamente se mantiene por un tiempo controlado a una temperatura constante.
  6. Revenido: es un tratamiento térmico que se realiza después de un tratamiento de temple; esto con la finalidad de reducir las tensiones internas producidas por el temple. El aumento de dureza y resistencia obtenida con el temple, trae consigo que el metal adquiera una mayor fragilidad.
  1. Cementación: Este proceso consiste en elevar el contenido de carbono de un acero en su superficie, de esta manera se obtiene un acero con mayor contenido de carbono en sus superficies. Mediante un proceso de temple se conseguirá que la superficie con mayor contenido de carbono se vuelva más duro y el núcleo tenaz.
  2. Cianuración: La cianuración es un tratamiento termoquímico que consiste en una cementación líquida; el acero es sometido en sales fundidas, a base de cianuro sódico; de esta manera se consigue endurecer la superficie del acero, debido a la formación de carburos y nitruros de hierro
  3. Nitruración: Este tratamiento termoquímico se trata de una cementación gaseosa; el acero es sometido a gases de amoniaco a temperaturas de entre 400 y 525 grados centígrados para formar nitruros de hierro en su superficie. Mediante este proceso se puede conseguir superficies más duras que con la cementación sólida. Croquis Tinas de enfriamiento Hornos^ eléctricos^ Temperatura de 100 0 ° a 1600 ° Horno de gas T max 2000° Hornos eléctricos o muflas Fragua Ariete (martillo) 1 tonelada de impacto 1 40 golpes por minuto