Sesión 1 - Archivo Clasificación y Propiedades de Los Materiales1 (1)

8/15/2019 Sesión 1 - Archivo Clasificación y Propiedades de Los Materiales1 (1)

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TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES

OBJETIVOS GENERALES

• Diferenciar los materialesferrosos, no ferrosos,naturales y sintéticos másusados en la industria y analizar sus aplicaciones.

•

Diferenciar y analizar los diferentes procesos de transformación con y sinarranque de viruta

• Medirlongitudes y ángulos con instrumentos de precisión utilizados en elprocesamiento de materiales.

• Identificar los principales materiales y procesos util izados para unirmateriales y analizar el comportamiento de sus variables.

• Reconocer los principales procedimientos, conformado de planchas yperfiles paraobtenerpartes.

SISTEMA DE EVALUACION

PRACTICAS EN AULA: 30%

LABORATORIOS: 40%EXAMEN FINAL: 30%

DESCRIPCIÓN DEL CURSO

• Cada objeto que observamos opercibimos, ha sufrido unproceso de transformación delos materiales y que para elloha sido necesario: – Una tecnología apropiada,

que es cambiante con eltiempo;

– Los fundamentos de estos

procesos son relativamenteinvariables.


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CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES DE LOS MANTERIALESVeremos…

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OBJETIVO ESPECÍFICO

Clasificar y diferenciar los materiales más utilizados en

la industrial.

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EVOLUCIÓN HUMANA

El hombre aprendió amodificar lo queencontró a su

alrededor.

EVOLUCIÓN DEL USO DE LOS MATERIALES

El hombre aprendió amodificar lo queencontró a su

alrededor.


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EVOLUCIÓN DEL USO DE LOS MATERIALES

• El hombre descubre y se fascina por metales nativos en la formade "pepitas“ (oro y plata).

• (4500 A.C) - el oro es trabajado y usado como símbolo de laperfección

• (4000 A.C.) - en el Medio Oriente surge el cobre como resultadodel tratamiento de los minerales

• (3000 A.C.) - aleación cobre y arsénico – Mayordureza y resistencia que el cobre solo. – Primera herramienta metálica (suplió a la piedra)

EL PERÚ ANTIGUO

• El señor de SIPAN – Los Mochica innovaron la tecnología y

producción metalúrgica con el uso intensivodel cobre en la fabricación de ornamentos,armas y herramientas. Su más importanteproeza fue dorar el cobre con una sofisticadatécnica que obteniene los mismos resultadosque el sistema electrolítico inventado enEuropa recién a fines del siglo XVIII.

– Los guerreros debieron gozar de un statusespecial y formar pequeños ejércitosprofesionales, fuerza coercitiva de control,dominio político y cautela territorial, como lodemuestran las complejas edificacionesmilitares estratégicamente emplazadas en los

valles y las extensas murallas que demarcaronlos señoríos o pequeños reinos. – Para los Mochica, amantes de la vida, la

muerte no constituía el final. Los hombresseguían viviendo en otra esfera del mundocon sus mismas obligaciones o privilegios,razón que llevó a sepultarlos con provisionesy bienes. Los entierros reflejaban así lafunción y lugar de cada hombre dentro de susociedad.

El Perú antiguo


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EL PERÚ ANTIGUO EDAD DE LOS METALES

• (1300 A.C.) - Asia Menor se desarrolla un procedimiento para extraer hierrode sus minerales por alta temperatura.

• (200 A.C.) - Nace el Bronce (Cu Cobre – Sn Estaño): manejo del AsArsénico erapeligroso:

– Herramientas – armas y armaduras (poderío militar)

– Forjadores tenían gran prestigio.

– Su uso marcó el final de la edad de piedra y el inicio de la edad de losmetales.

EDAD DEL HIERRO

• Durante el siglo XIX se descubrieron nuevos procedimientos parala fabricación de acero (CoCobalto, Ni Nitrógeno,V Vanadio, W Wolframio)

- Propiedades sorprendentes.• Acero de resistencia media, 25% más fuerte que el maleable y

usado en el chasis de los autos. El acero duro es 100% más duroque el acero maleable.

• El acero es un material 100% reciclable.• Acero más duro en THE TWIN TOWER (350 mil toneladas de

acero)• Contenedor de acero: USA, primeros en estandarizar su uso. Hay

200 millones de contendores en el mundo.

CLASIFICACIÓN DE LOS

MATERIALES


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CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES

Las diferentes clasificaciones obedecen a necesidades particulares de resaltaralguna característica común a diferentes materiales; así tenemos:

1. Según su estado

2. Según su origen.3. Según su aplicación a

nivel industrial, etc.

La selecci ón adecuada de undeterminado material, para lafabricación de una pieza

determinada es vital paragarantizar la funcionalidad deesta durante su ciclo de trabajo.

Ferroso viene de la palabra Ferrum

que los romanos empleaban para el

fierro o hierro.

Por lo tanto, los materia les ferrosos

son aquellos que contienen hierro

como su ingrediente principal; esdecir, las numerosas calidades del

hierro y el acero.



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• FERROSO viene de la palabra Ferrumque los romanos empleaban para elfi er ro o h ierro. → Los materialesferrosos son aquellos que contienenhierro como su ingrediente principal;es decir, las numerosas calidades delhierro y el acero.

• NO FERROSOS no contienen hierro.Estos incluyen el Plomo, Cobre,aluminio, magnesio, zinc y otroselementos metálicos. Las aleacionesel latón y el bronce, son unacombinación de algunos de estosmetales No Ferrosos y se les denominaAleaciones No Ferrosas.

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES EFECTOS PRINCIPALES DE ALGUNOS ELEMENTOS EN LAALEACIÓN (I)

EFECTOS PRINCIPALES DE ALGUNOS ELEMENTOS EN LAALEACIÓN (II)

EFECTOS PRINCIPALES DE ALGUNOS ELEMENTOS EN LAALEACIÓN (III)


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METALES FERROSOS

• Mas versátil, adaptable y ampliamente usadoes el ACERO. Combina resistencia y posibilidadde ser trabajadomediante muchos métodos.

• Es básicamente una aleación/combinación dehierro y carbono (0.05% - < 2%)

• Algunas veces se agregan otros elementos dealeación específ icos tales como elCrCromo/NiNíquel con propósitos determinados.

ACERO CORRIENTE

• Más del 90% de todos los aceros son aceros alcarbono.

• Estos aceros contienen diversas cantidades decarbono y menos del 1,65% de manganeso, el0,60% de silicio y el0,60%de cobre.

• Entre los productos fabricados con aceros alcarbono figuran máquinas, carrocerías deautomóvil, la mayor parte de las estructuras deconstrucción de acero, cascos de buques,somieres y horquillas.

MÉTALES – FERROSOS «Acero Corriente»

• 0.1% a 0.25% de C. - Remaches y planchas


• 0.3% a 0.6% de C. – Rieles y Piezas Forjadas


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• 0.4 a 0.5% de C. Piezas Moldeables y llantas.


• 0.5 a 0.6% de C. Alambre duro, cables yresortes.

ACERO ALEADO

• Estos aceros contienen una proporcióndeterminada de vanadio, molibdeno y otroselementos, además de cantidades mayoresde manganeso, silicio y cobre que los aceros alcarbono normales.

• Estos aceros de aleación se pueden sub-clasificar en:

a) Estructurales.

b) Herramientas.

c) Especiales.

ACERO ALEADO - Estructurales

• Diversas partes de maquinas(engranajes, ejes y palancas),estructuras de edificios, construcción de chasis devehículos, puentes, barcos, etc. [0.25 a 0.6% de C]


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ACERO ALEADO - Herramientas

• Herramientas para cortar y modelar metales y no-metales. Taladros, escariadores, fresas y machos deroscar.

ACERO ALEADO - Especiales

• Aceros Inoxidables (Cr, Ni y otros; resistentes a lahumedad/ácidos y gases corrosivos) y aquellos con contenidode Cr superior al 12% «Aceros de gran dureza y alta resistenciaa altas temperaturas y a la corrosión». Turbinas de vapor,

engranajes, ejes y rodamientos.

HIERRO FUNDIDO

• Más empleados. Esta aleación contiene engeneral más de 2% de Ccarbono y más de 1%de SiSilicio, además de MnManganeso, Pfosforo y S azufre

• Resistente a la corrosión, absorbente deenergía y fácil de soldar.

NO FERROSOS no contienen hierro. Estos incluyen elPlomo, Cobre, aluminio, magnesio, zinc y otroselementos metálicos. Las aleaciones el latón y el bronce,son una combinación de algunos de estos metales NoFerrosos y se les denomina Aleaciones No Ferrosas.



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NATURALES

•

Madera• Piedra (mármol)

• Asbesto

• Vidrio

• Cuero

• Cerámico

• Caucho

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES NATURAL – Madera

NATURAL – Piedra (Mármol) NATURAL – Asbesto


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NATURAL – Vidrio NATURAL – Vidrio

NATURAL – Cuero NATURAL – Cerámico


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NATURAL – Cerámico NATURAL – Caucho

SINTÉTICOS

TERMOPLASTOS

• PVC

• Polietileno

• Poliamida

•

Acrílico• Poliestireno

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES SINTÉTICO – PVC


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SINTÉTICO – Polietileno SINTÉTICO – Poliamida

SINTÉTICO – Poliamida SINTÉTICO – Acrílico


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SINTÉTICO – Poliestiréno

SINTÉTICOS

DUROPLASTOS

• Resina de Fenol

• Resina de Poliéster

ELASTÓMEROS

• Poliuretano Blando.


SINTÉTICO – Resina de Fenol (Bakelita) SINTÉTICO – Resina de Poliéster


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SINTÉTICO – Poliuretano Blando

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

• Térmicas

• Eléctricas

• Químicas

• Mecánicas

• Tecnológicas

PROPIEDADES FÍSICAS

DENSIDAD

– Mide la relación de masa de una sustancia (sólido o líquido)por unidad de volumen

– Como referencia el agua con densidad de (1gr/ml)

PROPIEDADES FÍSICAS

PUNTO DE FUSIÓN

– Temperatura a la cual elmaterial sólido pasa aestado líquido.


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PROPIEDADES TECNOLÓGICAS

• Indican el comportamientodel material al momento deser trabajado:

– Colabilidad

– Maleabilidad

– Mecanizabilidad.

– Soldabilidad

– Templabilidad

– Ductibilidad.

…

PROPIEDADES TECNOLÓGICASCOLABILIDAD Son aquellos que pueden fundirse y conformarse

por moldeo en moldes a temperaturas económicas.

COLABILIDAD Son aquellos que pueden fundirse y conformarse por moldeo en moldes a temperaturas económicas.


MALEABILIDAD Son aquellos que por acción de fuerzas aplicadas, sufreuna deformación permanente conservando su cohesión molecular.


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MALEABILIDAD Son aquellos que por acción de fuerzas aplicadas, sufreuna deformación permanente conservando su cohesión molecular.


MAQUINABILIDAD Aquellosmateriales que por seccionado oarranque de viruta pueden

romper su cohesión molecular.

• Cizallado

• Torneado

• Taladrado


SOLDABILIDAD:


TEMPLABILIDAD Indica que ladureza del material puedemodificarse por acción de latemperatura.

Por lo tanto un acero aleado dealta templabilidad es aquel quee nd ur ec e, n o s ól o e n l a

superficie sino también en suinterior , es una medida de laprofundidad a la cual un aleaciónespecifica puede endurecerse.


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TEMPLABILIDAD Indica que ladureza del material puedemodificarse por acción de latemperatura.

Por lo tanto un acero aleado dealta templabilidad es aquel quee nd ur ec e, n o s ól o e n l asuperficie sino también en suinterior , es una medida de laprofundidad a la cual un aleaciónespecifica puede endurecerse.


DUCTIBILIDAD

Es la propiedad que presentan algunos metales

y aleaciones cuando, bajo la acción de una fuerza, pueden estirarse sin rompersepermitiendo obtener alambres o hilos.

A los metales que presentan esta propiedad seles denomina dúctiles.

PROPIEDADES MECÁNICAS

Es la reacción de los materialesdebido a fuerzas externas aplicadas.

RESISTENCIA

• Fuerza de tracción ( Ductibilidad )

• Fu erza d e compresi ón(maleabilidad )

• Fuerza de cortadura.


DUREZA

Propiedad mecánica de losmateriales consistente en ladificultad que existe para rayar

o crear marcas en la superficie

mediante micro penetración deuna punta.


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FRAGILIDAD

Capacidad de un material

de fracturarse con escasadeformación.


FATIGA

Una pieza sometida a acción de

cargas periódicas (alternativas ointermitentes). Puede llegar aromperse con cargas menores a lasque producirían deformaciones.

Propiedades mecánicas

TENACIDAD

Es la energía total queabsorbe un material antes de

alcanzar la rotura o

resistencia que opone unmineral a ser roto.

Péndulo de charpy


ELASTICIDAD

Es la propiedad que tiene un material de volver a su posición/formainicial tras su t racción.


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PLASTICIDAD

Es una propiedad mecánica de un material de deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra

sometido a tensiones por encima de su rango elástico sin llegar aromperse.

PROPIEDADES TÉRMICAS

Cuando el CALOR actúa sobre elmaterial:

–

Dilatación. – Punto de fusión.

– Conductividad térmica.

– Calor específico.


DILATACION TERMICA


CONDUCTIVIDAD TERMICAEs la capacidad que tienen los materiales de conducir calor:


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PROPIEDADES MAGNÉTICAS PROPIEDADES ELÉCTRICAS

Comportamiento de losmateriales frente a la ENERGÍAELÉCTRICA.

– Resistencia eléctrica

– Conductividad eléctrica

PROPIEDADES QUÍMICAS

Los materiales pueden deteriorarse químicamente:

– Oxidación

– Corrosión

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