Tratamientos Termicos Presentacion
July 27, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
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INGENIERIA INDUSTRIAL •
Ciencia e Ingenierías de los Materiales
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Docente: Ingeniero Rolardi Valencia Becerra
TRA TRAT TAMIENTOS TERMIC TERMICOS OS •
Aplicados en los aceros
DEFINICIÓN Tiene por objeto mejorar las propiedades y características del acero
•
Consiste en calentar y mantener las piezas o herramientas a temperaturas adecuadas durante un cierto tiempo y luego enfriarlas en condiciones convenientes •
•
El tiempo y la temperatura t emperatura son los factores que deben fijarse de antemano, deacuerdo a la condición del acero, tamaño de la pieza y características que se desean obtener Ing. Rolardi Valencia Becerra
O T N O S E C I I M A M T R A E R T T
TEMPLE
REVENIDO Se aplica exclusivamente al metal templado, tratamiento
Calentamiento y enfriamiento obteniendo un metal muy duro y resistente mecanicamente
complementario de temple, se complementario mejora la tenacidad, dis minuye un poco la dureza
1. Tratamientos sin cambio de composición
NORMALIZADO Por medio de el se eliminan las tensiones internas y se uniformiza el tamaño de grano grano,, cuando se desea eliminar los defectos de un tratamiento anterior
TRATAMIENTOS TERMICOS Son operaciones de calentamientos calentamient os y enfriamientos a la que se somete los metales, para conseguir determinados cambios en su estructura cristalina
RECOSIDO
Ing. Rolardi Valencia Becerra
Sele spmete a una temperatura durante un empo y se le deja enfriar lentamente, adquieren mayor placidad para trabajarlo mas fácil, ablandamiento
CEMENTACION
Se aumenta aumenta el contenido contenido de carbono de la supercie del acero
Con cambio de composición 2. Tratamientos térmicos con cambio de composición. Se aplican a piezas que necesitan una parte exterior muy dura y núcleo blando y tenaz
CIANURACION
Semejante al anterior, añadiéndose a la supercie carbono y nitrógeno
NITRACION
Tratamiento de endurecimiento supercial temperaturas bajas por medio de acorrientes de amoniaco Ing. Rolardi Valencia Becerra
TRATAMIENTO TERMICO:
LA ALEACION SE HACE MAS
RESISTENTE CUANDO SE CALIENTA Y ENFRIA PROPOSITO LOGRAR MEJORES PROPIEDADES MECANICAS Y CONDICIONES DE SERVICIO DESEABLES MODIFICACION DE LA MICROESTRUCTURA EN EL ACERO
Tratamiento térmico de temple Por el proceso de temple se puede conseguir una dureza muy elevada en el acero tanto mayor cuanto mayor sea el porcentaje de carbono
Para conseguir máxima dureza el acero debe enfriare sucientemente rápido. Después de cada temple se debe realizar un revenido
Medios de temple: Agua , aire ,aceite , sales, salmuera…… Obtención de martensita tras el enfriamiento, por tanto dureza y resistencia mecánica alta Severidad de temple relacionado con la velocidad de enfriamiento, el agua produce un temple mas severo. Los aceites de temple adecuados para aceros aleados y alto porcentaje de carbono
Templabilidad: Capacidad de un acero aleado para transformarse en martensita durante el temple. Templabilidad actud para endurecerse por tratamiento térmico
La temperatura de temple se considera que debe calentar calentarse se de media a una hora por cada pulgada de espesor
PRIMERO SE REALIZA EL TEMPLE Y SEGUIDAMENTE EL REVENIDO, EN LOS ACEROS DE CONSTRUCCION SE LE LLAMA ACERO BONIFICADO, NO ASI EN LOS ACEROS DE HERRAMIENT HERRAMIENTA A
Ing. Rolardi Valencia Becerra
Ing. Rolardi Valencia Becerra
Ing. Rolardi Valencia Becerra
Ing. Rolardi Valencia Becerra
NORMALIZADO NORMAL IZADO Normalizado Normalizad o llamado como como recosido de normalización, normalización, se suele emplear emplear en piezas fundidas o forjadas f orjadas o laminados aceros moldeados con objeto de afinar el grano de su estructura Se calienta el acero a temperatura 50 0 75 °C mas alto que la temperatura critica superior del acero y posterior enfriamiento al aire (900 o 950 °C), temperatura critica 723 °C
Enfriamiento al aire: Los aceros que se han deformado plásticamente son relativamente grandes e irregulares, tamaño muy variable ,se afina con el normalizado disminuye su tamaño medio. Los aceros de grano fino son mas tenaces que los de grano grande
TRAT TRA TAMIENTOS CONVENCIONALES
Se puede disminuir la dureza recosidocon , mejora ductilidad y maleabilidad El recosido comprende: Calentamiento depende del po de corrección Temperatura de tratamiento Enfriamiento al aire o en el horno •
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Ing. Rolardi Valencia Becerra
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TRATAMIENTO TERMOQUIMICO DEFINICION: Consiste en operaciones de calentamiento y enfriamiento de metales , que se complementan con la adición de nuevos elementos en las superficies de las piezas de manera que se modifica la composición química superficial.
TRATAMIENTO TERMICO DE CEMENTACION
2CO CH4 + CO2
CO2 + C 2CO + 2 H2
TRATAMIENTO TRAT AMIENTO TERMOQUIMICO DE CEMENTACION CEMENTACION CONSISTE EN AÑADIR CARBONO MEDIANTE DIFUSION A LA SUPERFICIE DE UN ACERO CON BAJO CONTENIDO DE CARBONO 0,2 O 0,3 %C CON OBJETO DE AUMENTAR AUMENT AR SU DUREZA SUPERFICIAL, PARA FACILITAR LA DIFUSION DEL CARBONO CON TEMPERATURA DE 900°C TEMPERATURA QUE FAVORECE FAVORECE LA ADICION ADICIO N DE CARBONO
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2 NH3
2 N + 3H2
NITRURACION: ENDURECIMIENTO ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL DEL HACER MEDIANTE INCORPORACION DE NITROGENO, LA PROBETA SE INTRODUCE AL HORNO Y ES SOMETIDA A UNA CORRIENTE DE NITROGENO A 500 °C EL AMONIACO SE ENCUENTRA PARCIALMENTE DISOCIADO, ESTANDO LIBRE EL NITROGENO QUE ES ABSORBIDO POR EL ACERO.
CARBONITRURACION ; Se consigue aumentar la dureza de los aceros por medio de la adsorción superficial de carbono y nitrógeno la probeta de acero se somete a una atmosfera cementante, se añade nitrógeno en forma de amoniaco. La temperatura del proceso es 750-800°C, LOS RIESGOS DE SOBRECALENTAMIENTO SE REDUCEN, AUMENTA LA TEMPLABILIDAD DEL ACERO. HACE POSIBLE EL TEMPLE EN ACEITE LA CARBONITRURACION SE REALIZA EN ATMOSFERA GASEOSA SE APLICA NO SOLO EN ACEROS DE BAJO CONTENIDO DE CARBONO SI NO TAMBIEN EN LOS DE MEDIO Y ALTO, PARA QUE ADQUIERAN UNA BUENA RESISTENCIA Y DUREZA SUPERFICIAL.
Ing. Rolardi Valencia Becerra
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TEMPLE Y TEMPLABILIDAD DE LOS ACEROS Se define temple de un acero, como aquel tratamiento que busca obtener en la pieza una dureza elevada favoreciendo una formación de una •
estructura martensitica. Elevar la temperatura del material para conseguir una estructura austenitica (Austenizacion), segudido de un enfriamiento suficiente brusco, para impedir el desarrollo de cualquier transformacion de tipo termica.( Puede dar lugar a ferrita , perlita o bainita ). •
Como medio de enfriamiento debe elegirse un medio que asegure el templado completo de la pieza , que sea el enfriamiento lo mas lento posible para •
Ing. Rolardi Valencia Becerra minimizar las tensiones internas,
SEVERIDAD DEL TEMPLE “H” “H” DE DIFERENTES MEDIOS Aire
Aceite
Agua
Solución salina
Sin circulación del uido ni
0,02
0,25-0,3
0,9-1,0
2,0
agitación de la pieza Circulación(o agitación suave
_
0,3-0,35
1,0-1,3
2,0-2,2
Circulación media
_
0,35-0,5
1,3-1,5
_
Circulación intensa
0. 05
0,5-0,8
1,6-2,0
4,0
H = Severidad de temple M = Coeficiente de película K = Conductividad del acero
Ing. Rolardi Valencia Becerra
TENSIONES Y AGRIETABILID TENSIONES AGRIETABILIDAD AD DURANTE EL TEMPLE El brusco enfriamiento que es preciso aplicar durante el tratamiento de temple crea importantes diferencias de temperatura entre la superficie y el centro de la pieza a
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templar, templar , esto permite la formacion de tensiones y son “INDESEABLES” puede producir un fallointernas en la pieza, puede originar grietas en el material. En cuanto al origen dela tensiones internas de temple , ya que la austenita , la martensita se dilatan de maneras distintas.
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Factores que influyen en las tensiones internas a) Aceros utilizados util izados : Influye Influye en el contenido contenido de carbono 8 A mayor porcentaje de carbono, mayor es el cambio de volumen que se produce en la transformación martensitica) . b) Por parte de las características de la pieza, influye influye el espesor ( Mayores Mayores espesores crean mayores mayores gradientes de temperatura y mayores tensiones internas. c) Por part partee del trat tratami amient ento o aplica aplicado do y el enfriamiento utilizado.
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TEMPLABILIDAD DEL ACERO Se define “ LA MAYOR O MENOR FACILIDAD QUE TIENE EL ACERO PARA SER TEMPLADO” TEMPLAD O” •
Se define la velocidad critica de temple completo, como
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la mínima de enfriamiento que hay que a un acero velocidad en estado austenitico para conseguir unaaplicar estructura martensitica. Los diámetros críticos, son los diámetros de barras, para
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los que al ser enfriados en un medio de temple elegido previamente se tiene en el centro de la barra barra una velocidad de enfría miento igual a la critica para obtener la estructura deseada.
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TRAT TRA TAMIENTO DE TEMPLE AUSTENITA
MARTENSITA
Formación de martensita Fe-C mediante mediante el temple instantáneo. Si una muestra de acero en estado austenitico se enfría rápidamente hasta la temperatura ambiente, se sumerge en agua , su estructura se modificara de austenita a martensita,
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El temple tiene por objeto endurecer y aumentar la resistencia de los aceros. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950ºC) y se enfría •
luego más o menos rápidamente (según
características de la pieza) en un medio como agua, Ing. Rolardi Valencia Becerra aceite, etc.
FACTORES QUE INFLUYEN EL TRATAMIENTO DE TEMPLE El
tamaño de la pieza: cuanto más espesor tenga la pieza más hay que aumentar el ciclo de duración del proceso de
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calentamiento y de enfriamiento. La composición química del acero: en general los elementos de aleación facilitan el temple. •
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El tamaño del grano: ende la grano velocidad crítica del temple, tieneinfluye mayorprincipalmente templabilidad el grueso.
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FACTORES QUE INFLUYEN EL TRATAMIENTO DE TEMPLE
El medio de enfriamiento: el más adecuado para templar un acero es aquel que consiga una velocidad de temple ligeramente superior a la crítica. Los medios más utilizados son: aire, aceite, agua, baño
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de Plomo, hidrosolubles baño de Mercurio, baño de sales fundidas y polímeros hi drosolubles
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FORMAS DE ENFRIAMIENTO
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DIAGRAMA FIERRO CARBONO
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MEDIOS DE TEMPLE Salmuera agitada
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Agua quieta Aceite quieto
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Gas frio Aire quieto Sales fundidas
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Otros medios
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El fluido que se usa en el temple tiene un efecto importante
MEDIOS DE TEMPLE
En estos fluidos se han considerado: conductividad térmica, calores específicos, calor de vaporización
La agitacion y la velocidad de
enfriamiento es un factor muy importante
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TEMPLABILIDAD Capacidad relativa de un acero a ser endurecido, por la transformación a martensita Los aceros con buena templabilidad, pueden endurecer mas, no requieren alta velocidad de enfriamiento
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Los elementos que mejoran la templabilidad son: Cr. Mn, Mo, Ni
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TEMPLABILIDAD
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HORNO PARA TEMPLAR
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CURVA TTT T = Tiempo
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T = Temperatura T = Transformación Esta curva nos permite controlar las transformaciones, ejerciendo control sobre el tiempo y la temperatura en el proceso de templado templado •
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TRATAMIENTO DE REVENIDO Es un tratamiento complementario del temple, que generalmente sigue a éste. •
Al conjunto de los dos tratamientos también se le denomina "bonificado".
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El tratamiento de revenido consiste en calentar al acero después de
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normalizado templado, a una temperatura inferior punto cuando crítico, se seguido de uno enfriamiento controlado que puede seralrápido pretenden resultados altos en tenacidad, o lento, para reducir al máximo las tensiones térmicas que pueden generar deformaciones
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LOS FINES QUE SE CONSIGUEN CON REVENIDO Mejorar los efectos del temple, llevando al acero a un estado de mínima fragilidad. •
Disminuir las tensiones internas de transformación, que se originan en el temple. •
Modificar las características mecánicas, en las piezas templadas produciendo producien do los siguientes siguientes efecto efectos: s: •
Disminuir la resistencia a la rotura por tracción, el límite elástico y la dureza.
•
Aumentar las características de ductilidad; alargamiento estricción y las
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de tenacidad; resiliencia. Ing. Rolardi Valencia Becerra
Los fines que se consiguen con revenido El acero templado se vuelve frágil, siendo inúl en estas condiciones, condiciones, por eso vamos al REVENIDO REVENIDO..
•
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Esta operación es para que las ranteces y tensiones generadas en el acero no tengan empo de actuar provocando deformaciones o grietas.
Este proceso hace más tenaz y menos quebradizo el acero aunque pierde algo de dureza. •
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PROCESO revenir
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NORMALIZADO Un tratamiento térmico en el cual las aleaciones •
porosas se calientan hasta aproximadamente 50 °C sobre el rango crítico, sosteniendo esa temperatura por el tiempo requerido, y enfriándola a la la temperatura del medio ambiente. Se realiza calentando el acero a una temperatura unos 50ºC superior a la crítica y una vez autenizado se deja enfriar al aire tranquilo. •
La velocidad de enfriamiento es más lenta que en el temple y más rápida que en recocido. •
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NORMALIZADO NORMALIZ ADO Con este tratamiento se consigue afinar y homogenizar la estructura.
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Este tratamiento es típico de los aceros al carbono de construcción de 0.15% a 0.60% de carbono.
•
A medida medida que aumenta el diámetro de la barra, el enfriamiento será más lento y por tanto la resistencia y el límite elástico disminuirán y el •
alargamiento aumentará ligeramente. Esta cuanto más cerca del núcleo, realicemos elvariación ensayo. será más acusada
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TRATAMIENTO DE RECOSIDO •
Recoser consiste en calentar lentamente a una
determinada temperatura la detención a esa temperatura y el lento enfriamiento subsiguiente a) Recosido para ablandar •
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b) Recosido Recosido de normalizar normalizar c) Recosido para eliminar tensiones
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RECOCIDO
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Temperaturas de recocido a) Para eliminar tensiones de cilindrado, cil indrado, forja, mecanizado
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Se calienta las piezas de una a dos horas y se enfrían lentamente
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Temperatura de 550 °C – 600 °C y aceros ac eros de baja al aleación eación 650 °C – 700 °C
b) Recosido de ablandamiento, se vuelve a ablandar para para volverlos a trabajar para despues volverlos a endurecer en frio
•
•
Temperaturas de 680 °C – 730 °C los de baja aleacion, de 710 °C – 730 °C
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RECOCIDO DE NORMALIZACION c)
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Recocido de normalización en el cilindrado o
cementado, presenta una granulación desigual o gruesa Los aceros no aleados 820 °C y los aceros de baja aleación 850 °C y 920°C •
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Se deja enfriar el horno hasta los 300 °C y luego se hace enfriar al aire a temperatura ambiente.
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TRATAMIENTO DE NORMALIZADO Las piezas que han sufrido trabajos en caliente o
•
frio, enfriamiento o calentamiento irregulares o tratamiento anterior, anterior, con tension tensiones es internas se eliminan con normalizado Calentamiento-permanenciaCalentamiento-perm anencia- enfriamiento
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RECOCIDO DE REGENERACION •
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El calentamiento debe ser lento
Sirve para regenerar la estructura del material y ablandarlo Piezas mayores a 200 mm, deben precalentarse •
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RECOCIDO GLOBULAR •
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Este recocido facilita maquinado
El enfriamiento se realiza en forma lenta a una velocidad de 10 °C 20 °C por hora Se aplica a aceros al carbono 0, 9 % C •
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PROCESO DE RECOSIDO Con este nombre se conocen varios tratamientos •
cuyo objetivo principal es "ablandar" el acero para facilitar su mecanizado posterior. •
También es utilizado para regenerar el grano o eliminar las tensiones internas. Se debe tener en cuenta que los recocidos no proporcionan generalmente las características más •
adecuadas utilización delposterior acero y casi el material para sufrelaun tratamiento con siempre vistas a obtener las características óptimas del mismo. Cuando esto sucede el recocido se llama también •
"tratamiento térmico preliminar" y al tratamiento final como "tratamiento térmico de calidad". Ing. Rolardi Valencia Becerra
CEMENTADO CON SUSTANCIAS SOLIDAS tratamiento que permite aumentar el contenido de carbono en la superficie del acero, para hacerlo mas duro y mas resistente al desgaste •
conservando su núcleo sus características primitivas
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CARACTERISTICAS DEL CEMENTADO a) Se requiere cajas especiales, una vez •
preparadas se introducen en en el horno b) Medio carburante es una sustancia solida de 20 a 50 mm. de diametro carbon vegetal con melaza o pintura asfaltica •
Ing. Rolardi Valencia Becerra
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CEMENTACION ETAPAS DE CALENTAMIENTO a) Etapas – calentamiento-permanencia-
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tratamiento final b) Calentamiento. La temperatura de calentamiento esta comprendida entre 800°C y 1000 °C la mas mas ac aconsejable onsejable es de 925 °C •
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CEMENTACION TRATAMIENTO FINAL
Una vez cementada la pieza ,esta es sometida a
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tratamiento, para eliminar el tamaño de grano grueso, y conseguir las propiedaes requeridas Dos aceros diferentes la capa y el nucleo Temple directo y revenido •
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REGLAS TRABAJO Hay DE que mantener las normas para el •
tratamiento térmico que dan las casa suministradoras No se debe abrir el grifo del gas sino cuando la llama de encendido arda ya ( peligro de explosión) •
Cuando se manipulan sales cianicas esta prescrito el uso de delantal y guantes protectores, asi como una protección para la •
cara para salpicadura Ing. Rolardi Valencia Becerra
REGLAS DE TRABAJO El material a templar hay que llevarlo seco al baño de sales para evitar peligrosas salpicaduras de cianuro •
El que en las partes descubiertas de la piel tenga erosiones abiertas no debe trabajar con las sales cianogenas •
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En los locales debeber trabajo en queasí haya baños de sales esta prohibido comer y fumar, como llevar consigo víveres y condimentos
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Consiste en dar una capa nísima de oxido a PAVONADO •
ciertas piezas, metálicas con el objeto de protegerlos contra contra la oxidación, y al mismo empo darles una apariencia especial con un brillo caracterís caracterísco co Generalmente el pavonado se realiza en hornos eléctricos y en fragua, a temperatura comprendida entre 100 y 300 grados cengrados desacuerdo al po de acabado que •
se requiere Ing. Rolardi Valencia Becerra
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Ing. Rolardi Valencia Becerra
gracias
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