ING. JESSICA ALAYO

TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES

• PUNTUALIDAD: 05 minutos de tolerancia.• TARDANZAS: 3 tardanzas = 1 inasistencia.

• ASISTENCIA: 5 inasistencias = Inhabilitado.

• TRABAJOS EN CLASE: equivale a 1 Nota.• EVALUACIONES: 4 Prácticas Calificadas.

CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES DE LOS

MATERIALES

SESIÓN 1

ING. JESSICA ALAYO

•Clasificar y diferenciar los materiales utilizados en el mundo industrial.

•Conocer las diferentes propiedades de los materiales.

OBJETIVOS:

¿Qué son los materiales?• Es una sustancia (elemento o compuesto químico) con alguna propiedad útil, para satisfacer alguna necesidad.

Clasificación de los Materiales

1H1H

3Li

4Be

5B

6C

7N

8O

9F

10Ne

2He

11Na

12M g

13Al

14Si

15P

16S

17Cl

18Ar

19K

20Ca

21Sc

22Ti

23V

24Cr

25M n

26Fe

27Co

28Ni

29Cu

30Zn

31Ga

32Ge

33As

34Se

35Br

36Kr

37Rb

38Sr

39Y

40Zr

41Nb

42M o

43Tc

44Ru

45Rh

46Pd

47Ag

48Cd

49In

50Sn

51Sb

52Te

53I

54Xe

55Cs

56Ba

57La

72Hf

73Ta

74W

75Re

76Os

77Ir

78Pt

79Au

80Hg

81Tl

82Pb

83Bi

84Po

85At

86Rn

87Fr

88Ra

89Ac

58Ce

59Pr

60Nd

61Pm

62Sm

63Eu

64Gd

65Tb

66Dy

67Ho

68Er

69Tm

70Yb

71Lu

90Th

91Pa

92U

93Np

94Pu

95Am

96Cm

97Bk

98Cf

99Es

100Fm

101M d

102No

103Lw

Lantánidos

Actínidos

Materiales Metálicos• Sustancias inorgánicas que están compuestos de uno o más elementos metálicos.

• Normalmente los metales y aleaciones se clasifican en:

FERROSOS NO FERROSOS

Aceros

Fundiciones

Aluminio

Cobre

Zinc

Titanio

Niquel

1H1H

3Li

4Be

5B

6C

7N

8O

9F

10Ne

2He

11Na

12M g

13Al

14Si

15P

16S

17Cl

18Ar

19K

20Ca

21Sc

22Ti

23V

24Cr

25M n

26Fe

27Co

28Ni

29Cu

30Zn

31Ga

32Ge

33As

34Se

35Br

36Kr

37Rb

38Sr

39Y

40Zr

41Nb

42M o

43Tc

44Ru

45Rh

46Pd

47Ag

48Cd

49In

50Sn

51Sb

52Te

53I

54Xe

55Cs

56Ba

57La

72Hf

73Ta

74W

75Re

76Os

77Ir

78Pt

79Au

80Hg

81Tl

82Pb

83Bi

84Po

85At

86Rn

87Fr

88Ra

89Ac

58Ce

59Pr

60Nd

61Pm

62Sm

63Eu

64Gd

65Tb

66Dy

67Ho

68Er

69Tm

70Yb

71Lu

90Th

91Pa

92U

93Np

94Pu

95Am

96Cm

97Bk

98Cf

99Es

100Fm

101M d

102No

103Lw

Lantánidos

Actínidos

Materiales Cerámicos• Materiales inorgánicos constituidos por elementos metálicos y no metálicos.

Vidrios

• Están basados en sílice (SiO2)• Dos son de gran interés:

• La sílice vítrea de alta pureza, SiO2, puede soportar T° de servicio >1000°C

Materiales Poliméricos• Formados por largas cadenas de moléculas orgánicas.

1H1H

3Li

4Be

5B

6C

7N

8O

9F

10Ne

2He

11Na

12M g

13Al

14Si

15P

16S

17Cl

18Ar

19K

20Ca

21Sc

22Ti

23V

24Cr

25M n

26Fe

27Co

28Ni

29Cu

30Zn

31Ga

32Ge

33As

34Se

35Br

36Kr

37Rb

38Sr

39Y

40Zr

41Nb

42M o

43Tc

44Ru

45Rh

46Pd

47Ag

48Cd

49In

50Sn

51Sb

52Te

53I

54Xe

55Cs

56Ba

57La

72Hf

73Ta

74W

75Re

76Os

77Ir

78Pt

79Au

80Hg

81Tl

82Pb

83Bi

84Po

85At

86Rn

87Fr

88Ra

89Ac

58Ce

59Pr

60Nd

61Pm

62Sm

63Eu

64Gd

65Tb

66Dy

67Ho

68Er

69Tm

70Yb

71Lu

90Th

91Pa

92U

93Np

94Pu

95Am

96Cm

97Bk

98Cf

99Es

100Fm

101M d

102No

103Lw

Lantánidos

Actínidos

NATURALES ARTIFICIALES

Es de mayor

importancia

POLIMEROS

Polímeros Termoplásti

cos celulósicos

Catalizador+

• Los Polímeros suelen clasificarse en: Termoplásticos, termoestables, elastómeros y espumas o polímeros expandidos.

TERMOPLÁSTICOS TERMOESTABLES

T°>Tg los polímeros se vuelven suaves y deformables.

PET

T°>Tg los polímeros se vuelven duros y rígidos.No pueden ser recalentados y refundidos.

Elastómeros• Sus dimensiones pueden variar mucho si son sometidos a esfuerzos, volviendo a sus dimensiones originales (o casi) cuando se retira el esfuerzo.

Materiales Compuestos• Combinación de dos o más materiales, donde cada uno tiene sus propiedades específicas.Naturaleza del constituyente

matriz

Polimérica

Metálica

Cerámica

Disposición de sus fibras en el interior de la

matriz

Disperso

Continuo

Discontinuo

DENSIDADDILATACIONPUNTO DE FUSIONCONDUCTIVIDADMAGNETISMO

Corrosión

RESISTENCIA MECANICAELASTICIDADPLASTICIDADFRAGILIDADTENACIDADDUREZA

COLABILIDADMALEABILIDADMAQUINABILIDADSOLDABILIDADTEMPLABILIDADFORJABILIDAD

Es una magnitud que relaciona la cantidad de masa con la cantidad de volumen de un determinado cuerpo. Su ecuación es:

Normalmente se emplea como sustancia de referencia el agua (cuya densidad se considera de 1 gr/ml).

La dilatación es el aumento del volumen de un material al aumentar su temperatura

A la hora de diseñar estructuras es

necesario tener en cuenta la variación de

tamaño de sus componentes debido a la temperatura, por

eso es necesario dejar juntas de dilatación

Es la temperatura a la cual un cuerpo sólido pasa al estado líquido. Solamente los cuerpos cristalinos tienen un punto de fusión definido.

Capacidad de un material de transmitir la temperatura o electricidad a través de su masa.

Es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor

El magnetismo es el fenómeno por el cual los materiales muestran una fuerza atractiva orepulsiva o influyen en otros materiales, ha sido conocido por cientos de años. Sin embargo, los principios y mecanismos que explican el fenómeno magnético son complejos.

Consiste cuando un material se encuentra situado al aire libre, el óxido que se transforma se deposita en la parte exterior del material, que se comporta oponiéndose tanto al movimiento de los átomos de oxígeno como a los del material

Consistes cuando la oxidación de un material concreto se produce en un ambiente húmedo o en presencia de otras sustancias agresivas

Definen el comportamiento de los materiales frente a determinadas acciones mecánicas exteriores como fuerzas o desplazamientos.

RESISTENCIA MECÁNICA

• Capacidad de los materiales de soportar fuerzas que pasan a través de ellos.

• Un objeto puede ser sometido a diferentes esfuerzos:

L

F

L final

xAlargamiento

A

Resistencia a la tracción

1Fuerzas de tensión o tracción: La fuerza aplicada intenta estirar el material a lo largo de su línea de acción.

                 la resistencia de un material (metales, aleaciones y plásticos) a una fuerza estática o aplicada lentamente, en dirección de su eje axial, que le produce alargamientoEs importante considerar para los materiales la curva Esfuerzo-deformación

σ = F / A

CURVA CARACTERISTICA: ESFUERZO - DEFORMACIÓN

Máquinas para ensayos de tracción

Resistencia al corte o cizallamiento

Es la fuerza que intenta desplazar dos secciones,una con respecto a la otra.

σ = F / A

F

F

DUREZA Es el grado de oposición de un material a ser rayado o penetrado de cualquier forma, por otro material

FPenetrador

M aterial a penetrarComparación de Durezas

DiamanteAcero Templado

AceroDulce

CobreAluminio

RIGIDEZ Habilidad de un material a mantener su forma cuando sobre el actúa una carga.

σ = Esfuerzo tensionantesΕ = Deformación zona elástica

TENACIDAD Capacidad de un material de absorber energía antes de su fractura, es una combinación de resistencia y plasticidad para que se produzca un comportamiento tenaz de un material.

Fragilidad Es la tendencia a la fractura sin deformación apreciable por ejemplo :

el vidrio, la fundición gris.

El Péndulo de Charpy es uno de los ensayos con los que se puede determinar la resistencia al impacto de un material

Elasticidad:Capacidad de un material elástico para recobrar suforma al cesar la carga que lo ha deformado Límite elástico

Plasticidad:Es el cambio de forma permanente que experimenta el material sin llegar a la rotura.

COLABILIDAD

Materiales colables son aquellos que pueden fundirse en moldes a temperaturas económicas y técnicamente rentables; por ejemplo,fundición gris, estaño, plomo,aleaciones de cobre, etc.

Su principal aplicación son en procesos de fundición

MALEABILIDAD

Capacidad de los materiales que por la acción de fuerzas aplicadas sobre él admiten una deformación plástica o permanente conservando su cohesión molecular; por ejemplo, laminado, doblado, prensado,etc.

MAQUINABILIDADPropiedad que determina la capacidad de mecanización de un material. Está relacionada con los procesos en los cuales existe arranque de material o viruta como:Torneado, taladrado, cizallado

SOLDABILIDADPropiedad por el cual dos o más piezas de metal se unen por aplicación de calor, presión, o una combinación de ambos, con o sin al aporte de otro metal, cuya temperatura de fusión es inferior a la de las piezas que han de soldarse.

Proceso de baja temperatura en el tratamiento térmico del material, especialmente elacero, con el que se obtiene el equilibrio deseado entre la dureza y la tenacidad delproducto final.

TEMPLABILIDAD

1.-¿Es lo mismo elasticidad que plasticidad?2.-¿Que tipo de propiedades están expuestas a fuerzas externas?3.-¿Qué diferencia hay entre corrosión y oxidación?4.-¿Qué diferencia hay entre la conductividad eléctrica de y conductividad térmica?5.- ¿Cuál es la relación que hay entre dilatación y densidad?

Evaluación del aprendizaje

Propiedades de los Propiedades de los materialesmateriales

densidadensidadd

Punto Punto de de

fusiónfusiónDilatacDilatac

ióniónConductiviConductivi

daddad

OxidaciónOxidación

MaquinabiliMaquinabilidaddad

ResistencResistencia ia

MecánicaMecánica

DurezaDureza

RigidezRigidez

TenacidaTenacidadd

FragilidFragilidadad

ColabiliColabilidaddad

TemplabiliTemplabilidaddad

SoldabilidSoldabilidadad

MaleabilidMaleabilidadad

Corrosión Corrosión

magnetismomagnetismo

Elast. y Elast. y Plast.Plast.

1. En la fabricación de un engranaje En la fabricación de un engranaje que propiedades son importantes tomar que propiedades son importantes tomar en cuentaen cuenta..

DUREZA

En la zona de contacto de los diente

TENACIDAD

En el núcleo para que evite su rotura

MAQUINABILIDAD

Para la formación de su dientes mediante la maquina de fresado

TenacidadEs la propiedad donde al aumentarla temperatura se Es la propiedad donde al aumentarla temperatura se adquiere un mayor volumen en el materialadquiere un mayor volumen en el material

Dilatación

Es la propiedad que tiene un metal para transformarse en laminas delgadas

Maleabilidad

2. Coloque las siguientes palabras según 2. Coloque las siguientes palabras según corresponda al tipo de propiedades. corresponda al tipo de propiedades.

Densidad - elasticidad - plasticidad - dureza - tenacidad fragilidad - punto

de fusión - conductividad térmica - conductividad eléctrica - Colabilidad -

forjabilidad - Maquinabilidad - templabilidad soldabilidad - resistencia a la corrosión -

dilatación – resistencia mecánica

DensidadDensidadPunto de fusiónPunto de fusión

Conductividad térmicaConductividad térmicaConductividad eléctricaConductividad eléctrica

ColabilidadColabilidadForjabilidadForjabilidadMaquinabilidadMaquinabilidadTemplabilidadTemplabilidadSoldabilidadSoldabilidad

Elasticidad Elasticidad PlasticidadPlasticidad Dureza Dureza

TenacidadTenacidadFragilidadFragilidad DilataciónDilatación

Colabilidad fragilidad

Transferencias • Investigue sobre los

equipos que existen en Tecsup que nos ayudan a medir las propiedades y su principio de funcionamiento

• Investigue en su localidad alguna empresa que necesite conocer las propiedades de los materiales para la fabricación de su producto