Sesion 1 Tecsup.pptx 303q6a

CURSO:

TECNOLOGIA DE MATERIALES Semestre 2016 -I

Hebert G. Vizconde Poémape Ingeniero de Materiales – CIP 140416

Sesión N° : 1

CLASIFICACION Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES MSc. Hebert Vizconde Poémape

Copyright © 3/28/16 por TECSUP

- Que tipos de materiales conoces…?

e d s

e b a S e u q tán s… o s e ch e h

Problematización • Crees que todos los aceros son iguales...? • Cuál es el principal constituyente de los cerámicos..? • Los polímeros tienen alta resistencia a la temperatura..? • Quienes son más pesados…??

Logro de la sesión  Al finalizar la clase el alumno estará en la capacidad de:

Clasificar y diferenciar los materiales usuales utilizados en el mundo industrial; así como sus diversas propiedades.

Motivación • Observe el siguiente video : https://www.youtube.com/watch?v=Z_3Jg-aNajY

MATERIALES PARA INGENIERÍA Material: sustancia de la que cualquier cosa está compuesta o hecha

Clasificación “clasica” de los materiales

Materiales metálicos Buenas propiedades mecánicas, mala resistencia a la corrosión Materiales poliméricos Buena maleabilidad y deformabilidad, se degradan Materiales cerámicos Alta dureza, alta fragilidad Materiales compuestos Propiedades que dependen de los materiales mixtos utilizados

Materiales

Aplicaciones

Propiedades

Metales

Alambres, tubos, piezas

Alta conductividad eléctrica,

de automóviles

Resistentes y dúctiles a temperatura ambiente

Cerámicos

Vidrios, ladrillos, loza

Aislante térmico y eléctrico , frágiles, alta dureza, alta resistencia

Polímeros Compuestos

Recipientes plásticos,

Bajo peso, baja resistencia,

carcasas teléfonos

alta resistencia a la corrosión

herramientas de corte,

Ligeros, resistentes, dúctiles,

recipiente para

con resistencia a las altas

reactores

temperaturas

Materiales metálicos 

Los átomos están dispuestos de manera ordenada

 Resistentes y dúctiles a temperatura ambiente (pueden ser conformados con facilidad)



Buenos conductores eléctricos y térmicos



Son opacos a la luz visible



La superficie pulida tiene apariencia lustrosa



Los metales se dilatan y se contraen con la diferencia de temperatura



Tiene una elevada capacidad de oxidación

Ej.: Acero, aluminio, magnesio, zinc, hierro fundido, titanio, cobre, níquel, etc.

Aceros (Fe, C, Ni, Cu..) Metales ferrosos Fundiciones (Fe, Si, C, Mn..)

Aluminio y sus aleaciones Cobre y sus aleaciones Magnesio y sus aleaciones Metales no ferrosos

Níquel y aleaciones base níquel Aleaciones de zinc, plomo y estaño Titanio y aleaciones de titanio etc

Usos

Materiales cerámicos 

Materiales inorgánicos constituidos por elementos metálicos y no metálicos cohesionados químicamente Tipos de materiales cerámicos

Propiedades



Cristalinos, no cristalinos o mezcla de ambos





La mayoría de los cerámicos tienen elevada dureza y alta resistencia a la compresión

Se caracterizan por tener escasa conductividad, tanto eléctrica como térmica.



Son frágiles, tiene escasa resistencia al impacto



Bajo peso, alta resistencia al calor, a la corrosión y al desgaste



Propiedades aislantes

Ejemplo: óxidos, nitruros, carburos, minerales de arcilla, cemento, vidrio

Polímeros Los polímeros rodean nuestras vidas

Características Baja densidad y

Alta resistencia

extraordinaria flexibilidad

eléctrica y térmica

Tienen buena relación resistencia peso

Muy buena resistencia a las sustancias corrosivas.

La polimerización se produce cuando las moléculas pequeñas llamadas monómeros, se combinan para producir moléculas más largas (polímeros)

Según sus aplicación y su comportamiento a temperatura, se clasifican en:  Termoplásticos  Termoestables  Elastómeros

Polímeros termoplásticos Los

plásticos

termoplásticos

se

obtienen de compuestos derivados del petróleo, estos materiales se ablandan cuando se calientan y se pueden moldear, dándoles nuevas formas que se mantienen al enfriarse.

Polímeros termoestables Los plásticos termoestables proceden de

descompuestos

derivados

del

petróleo. Al someterlos al calor, se vuelven rígidos, por lo que solo se les puede calentar una sola vez. En general presentan una superficie dura y resistente y son más frágiles que los termoplásticos.

Elastómeros Polímeros (termoplásticos o termoestables,

con

pocos

enlaces cruzados) que tienen una

deformación

mayor al 200%.

elástica

Ventajas y desventajas de los polímeros frente a los metales Ventajas • Livianos • Mayor resistencia a la corrosión y a los agentes químicos Desventajas  Baja resistencia mecánica  Baja resistencia al calor  Baja resistencia a la degradación

Materiales compuestos Material que está conformado por materiales diferentes

El hormigón es un material compuesto cerámico, compuesto de material granular grueso y fino (grava, gravilla y arena) incorporados en la matriz dura de pasta de cemento. Madera contrachapada compuesto de chapas de madera superpuestas con la veta perpendicular entre ellas, alternando el sentido de la fibra, Pavimento: obtenido pegadas con resinas. al mezclar asfalto y grava

 Constan de dos o mas materiales físicamente distintos y separables mecánicamente (difieren en forma y composición química y son insolubles entre sí)  Pueden fabricarse mezclando los distintos materiales de tal forma que la dispersión de un material en el otro pueda hacerse de manera controlada  Las propiedades son superiores, y posiblemente únicas en algún aspecto especifico, a las propiedades de los componentes por separado

 Con los compuestos se fabrican materiales ligeros, resistentes, dúctiles, con resistencia a las altas temperaturas que no pueden obtenerse de otro modo.

También se pueden fabricar herramientas de corte muy resistentes al impacto que de

otra

manera

quebradizas.

serían

Para ingeniería, los materiales compuestos más importantes son: -

Plásticos reforzados con fibras

-

Hormigón

-

Asfalto

-

Madera

-

Materiales compuestos de matriz metálica y matriz cerámica

La era de los nuevos materiales ¿De qué están hechos los autos? Aquellos tiempos en los que el hierro y la madera eran los materiales predominantes en la construcción de un coche han pasado a la historia. Ahora hablamos del magnesio, del aluminio o de las fibras de carbono.

Los materiales tienen diferentes tipos de propiedades • Propiedades tecnológicas • Propiedades físicas • Propiedades químicas • Propiedades mecánicas • Propiedades térmicas y eléctricas

Propiedades de los materiales

Tipos de Propiedades

Tecnológicas

Físicas puras

Físicas

Mecánicas

Químicas

Térmicas

Propiedades Tecnológicas

P. Tecnológicas

Maleabilidad

Colabilidad

Maquinabiliad

Soldabilidad

• Maleabilidad:

Es la facilidad que presentan algunos materiales para extenderse en láminas cuando se los comprime. • Ductilidad: Es la capacidad que presentan algunos materiales de transformarse en hilos cuando se estiran. • Fusibilidad: Es la capacidad que tienen algunos materiales de pasar del estado sólido al líquido. • Soldabilidad: Es la facilidad que presentan algunos materiales para ser soldados. • Maquinabilidad: Capacidad de mecanizado. • Cizallado • Torneado • Taladrado • Templabilidad: Tratamientos térmicos.

Propiedades mecánicas

P. mecánicas

Dureza

Tenacidad

Elasticidad

• Resistencia: Oposición que presenta el material al cambio de

• • • • • •

forma o separación, debido a la acción de fuerzas externas. • Tracción • Cortadura Dureza: Es la resistencia que opone un material a ser rayado. Tenacidad: Es la capacidad de un material de aguantar los golpes sin romperse. Elasticidad: Es la capacidad de un material de recuperar su forma después de haber sido sometido a fuerzas deformantes. Fragilidad: Fractura sin deformación. Fatiga: Cargas repetitivas menores a las que producirían deformaciones. Plasticidad: Es el cambio de forma permanente que experimenta el material sin llegar a la rotura.

Propiedades físicas

Propiedades Física

Densidad

Punto de Fusión

Densidad: Es la cantidad de masa que tiene un material por unidad de volumen.

Punto de fusión: Temperatura en la cual el material sólido pasa al

Propiedades térmicas y Eléctricas.

Propiedades Térmicas

Conductivida d Térmica

Dilatación

Conductividad térmica: Es la facilidad que presenta un material para conducir el calor

Dilatación térmica: Es el aumento de volumen que experimentan los cuerpos cuando se calientan

Propiedades Magnéticas. fenómeno por el cual los materiales muestran una fuerza atractiva o repulsiva o influyen en otros materiales.

Propiedades químicas

P. Químicas Resistencia a la Corrosión

Resistencia a la corrosión: Es la resistencia que opone un material a ser oxidado.

Actividad práctica grupal Por columnas cada alumno escribirá un ejemplo de aplicación de los material de acuerdo a la clasificación dada en clase.

Conclusiones de la Sesión

Tarea / Asignación de casa Para complementar la información de clase y reforzar el conocimiento adquirido, se recomienda visitar los siguientes enlaces web: http://www.utp.edu.co/~publio17/temas_pdf/materiales1.pdf https://www.youtube.com/watch?v=lNGZ0e4XN5U

Bibliografía ­Smith­ William,­ Fundamentos­ de­ la­ ciencia­ e­ ingeniería­ de­ materiales.­ Larena­ Pellejero­Alicia.­(Trad.).­­3era­Edición.­Madrid:­Mc­Graw­Hill­Inc.­1998.­1-11p.­ISBN:­ 0-07-059241-1 Callister­ D.­ William­ Jr.­ Ciencia­ e­ ingeniería­ de­ los­ materiales­ Vol­ 1.­ Pere­ Molera­ (Trad.)­2da­Edición.­Barcelona:­Editorial­Reverte.­2016.­1-20­p.­ISBN:­978-84-2917251-5