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MATERIALES INDUSTRIALES ACTIVIDAD NO. 10
INTRODUCCIÓN
Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto .Desde el comienzo de la civilización, los materiales junto con la energía han sido utilizados por el hombre para mejorar su nivel de vida. Como los productos están fabricados a base de materiales , estos se encuentran en cualquier parte alrededor nuestro .Los mas comúnmente encontrados son madera ,hormigón, ladrillo, acero , plástico , vidrio , caucho , aluminio , cobre y papel . Existen muchos mas tipos de materiales y uno solo tiene que mirar a su alrededor para darse cuenta de ello. Debido al progreso de losprogramas de investigación y desarrollo , se están creando continuamente nuevos materiales.
La producción de nuevos materiales y el procesado de estos hasta convertirlos en productos acabados, constituyen una parte importante de nuestra economía actual. Los ingenieros diseñan la mayoría de los productos facturados y los procesos necesarios para su fabricación. Puesto que la producción necesita materiales , los ingenieros deben conocer de la estructura interna y propiedad de los materiales , de modo que sean capaces de seleccionar el mas adecuado para cada aplicación y también capaces de desarrollar los mejores métodos de procesado.
MATERIALES INDUSTRIALES ACTIVIDAD NO. 10
OBJETIVOS
Conocer las aplicaciones de los diagramas de fases y la transformación de los materiales
Aprender las propiedades relevantes de los materiales y sus aleaciones
Distinguir las características físicas y mecánicas de los materiales
Los materiales a ver en el presente trabajo son:
*Aceros al carbono, aceros aleados, tratamientos vs propiedades *Aceros inoxidables, fundiciones, tratamientos vs propiedades *Aluminio, cobre y tratamientos vs propiedades *Titanio, plomo, magnesio vs propiedades
MATERIALES INDUSTRIALES ACTIVIDAD NO. 10
PROPIEDAD ACEROS AL CARBONO
ACEROS ALEADOS
ACEROS INOXIDABLES
FUNDICIONES ALUMINIO COBRE TITANIO MAGNESIO PLOMO
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El cromo es el elemento aleado que más influye en la resistencia a la oxidación y a la corrosión de los aceros. Un 12% de cromo ya impide la corrosión por el aire ambiente húmedo.
Aplicaciones:
Con este tipo de acero se fabrican maquinas, carrocerías de automóvil, estructuras de construcción, pasadores de pelo, etc.
Utilizando aceros aleados es posible fabricar piezas de gran espesor, con resistencias muy elevadas en el interior de las mismas.
Aplicaciones:
Estos aceros se emplean para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.
Esta se presenta debido a una película de óxido de cromo que se forma en la superficie de acero.
Aplicaciones:
Se emplean mucho para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales. Además se usa para la fabricación de útiles de cocina.
Las fundiciones de muy alto porcentaje de cromo pueden resistir bien a laoxidación y a la corrosión. Se consigue buena resistencia a la corrosión cuando el cromo es másde 15 veces el carbono.
Aplicaciones:
Más fáciles de mecanizar que los aceros.
Se pueden fundir piezas de diferente tamaño y complejidad.
Absorben bien las vibraciones mecánicas y actúan como auto lubricantes.
Es un metal muy electropositivo y altamente reactivo. Al contacto con el aire se cubre rápidamente con una capa dura y transparente de óxido de aluminio que resiste la posterior acción corrosiva.
Aplicaciones:
El uso industrial del aluminio excede al del cualquier otro metal exceptuando el hierro / acero. Es un material importante en multitud de actividades económicas.
El cobre y sus aleaciones pertenecen al grupo de materiales metálicos que son resistentes a la corrosión gracias a una película protectora que crece naturalmente en ciertos medio ambientes.
Aplicaciones:
La aplicación por excelencia del cobre es como material conductor (cable), al que se destina alrededor del 45% del consumo anual de cobre.
La resistencia a la corrosión que presenta es debida al fenómeno de pasivación que sufre (se forma TiO2 que lo recubre).
Aplicaciones
Su utilización se ha generalizado con el desarrollo de la tecnología aeroespacial, y en la industria química, por ser resistente al ataque de muchos ácidos; asimismo, este metal tiene propiedades biocompatibles, dado que los tejidos del organismo toleran su presencia.
Un problema con el magnesio ha sido su carencia de suficiente resistencia a la corrosión para muchas aplicaciones, particularmente las aleaciones usadas para colada inyectada y colada en molde de arena.
Aplicaciones:
Los compuestos de magnesio, principalmente su óxido, se usan como material refractario en hornos para la producción de hierro y acero, metales no férreos, cristal y cemento, así como en agricultura e industrias Qcas.
Es poco resistente a los ácidos nítrico y acético, el álcali y en aguas que contienen CO2.
Aplicaciones
*Baterías para automoción, tracción, industriales, aplicaciones militares, energía solar, etc.
*Protección contra radiaciones de todo tipo.
*Soldadura, revestimientos, protección de superficies.
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PROPIEDAD ACEROS AL CARBONO
ACEROS ALEADOS
ACEROS INOXIDABLES
FUNDICIONES ALUMINIO COBRE TITANIO MAGNESIO PLOMO
DUREZA Varía desde valores cercanos a los 28 brinnel para los aceros hipoeutectoides y alcanza hasta 700 brinnel para aceros hiperecutectoides (contienen cementita), la fase más dura y frágil de los aceros al carbono. La dureza de estos aceros está directamente relacionada con su contenido de carbono, en general a mayor cantidad de carbono mayor dureza.
Aplicaciones:
Para conformación en frio: Elementos de construcción donde se requiere baja o mediana resistencia combinada con alta capacidad de deformación, como por ejemplo, bulones, alambres, tornillos y piezas similares. Se puede utilizar para cementación.
En general los aceros de este grupo poseen durezas similares a los aceros al carbono, su dureza en estado normalizado oscila entre los 35 y 550 brinell dependiendo del porcentaje de elemento aleante.
Aplicaciones
Alambres para resortes. Resortes de alta calidad. Varillas de torsión. Piezas de construcción en general sometidas a saveros esfuerzos. Herramientas de mano.
Acero inoxidable templable al aire, cuya dureza es de 52Hrc. Usado en la fabricación de moldes de plástico, cuchillería, instrumentos quirúrgicos, válvulas, partes resistentes al desgaste, moldes de vidrio, etc.
Las fundiciones de hierro, especialmente la blanca y la gris, presentan elevadas durezas, debido principalmente a su alto contenido de carbono (entre 2 y 4%), la dureza de las aleaciones de hierro no puede emplearse en herramientas de corte o elementos sometidos a impacto o cargas cíclicas, porque su elevada dureza va acompañada de extrema fragilidad.
Aplicaciones:
Para numerosos elementos d motores, maquinaria, etc., son suficientes las características mecánicas que poseen las
El aluminio en su estado puro es un material blando, su dureza aproximada es de 15 brinnel, llegando sus aleaciones más modernas hasta los 115 brinnel. La baja dureza del aluminio se debe a su estructura cristalina FCC cubica centrada en las caras, que también caracteriza otros metales blandos como el cobre y el níquel.
Aplicaciones:
Sus propiedades han permitido que sea uno de los metales más utilizados en la actualidad.
es determinante para su empleo como material estructural y, tiene importantes aplicaciones en ingeniería industrial aeronáutica ,
La dureza del cobre en estado puro es baja, aproximadamente 22 brinnel solidifica con estructura cubica centrada en las caras.
Aplicaciones:
En su mayoría es usado como una aleación.
Otra de las aplicaciones del cobre puro es el de lubricante en operaciones de deformación volumétrica como la forja, extrusión y laminado en caliente. Las aleaciones del cobre son muy importantes tiene múltiples aplicaciones sus
Este material es más fuerte y más rígido que el aluminio. Este material al igual que el hiero posee la caracteristica de ser alotropico (cambiar de estructura cristalina a diferentes temperaturas)El titanio tiene la mayor relación de fuerza vs. peso de todos los metales, es tan fuerte como el acero, pero pesa 45% menos.
Es sensible a la concentración de tensiones, por lo que deberían evitarse muescas, aristas agudas y cambios abruptos de sección.
A pesar de una amplia variación de la dureza con los distintos aleantes, la resistencia a la abrasión varía sólo en un 15 a 20%. Para proteger lugares o zonas de la pieza expuestas a gran roce, se suelen colocar insertos de acero, bronce, o materiales no metálicos.
Pueden utilizarse para bujes de poca carga, bajas velocidades,
Se trata de un metal sumamente pesado, que cuenta con una densidad relativa o bien con una gravedad específica de 11,4 a 16ºC.
Material de una gran flexibilidad, que es inelástico y que además es posible fundir sin que se requiera de un esfuerzo o de una complejidad enorme. Por el contrario, el fundido se puede llevar a cabo con suma facilidad.
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fundiciones. Su resistencia a la compresión es muy elevada (50 a 100 Kg./mm²) y su resistencia a la tracción (12 a 90 Kg./mm²) es también aceptable para muchas aplicaciones. Tienen buena resistencia al desgaste y absorben muy bien (mejor que el acero) las vibraciones de máquinas, motores, etc., a que a veces están sometidas
naval y espacial
Su aplicación en la construcción representa el mercado más grande de la industria del aluminio
El aluminio es también uno de los productos más importantes en la construcción industrial. El transporte constituye el segundo gran mercado. Muchos aviones comerciales y militares están hechos casi en su totalidad de aluminio
cualidades mas importantes como lo son conductividad eléctrica mecánicas no magnéticas y de resistencia a la corrosión.
bajas temperaturas y buena lubricación.
PROPIEDAD ACEROS AL CARBONO
ACEROS ALEADOS
ACEROS INOXIDABLES
FUNDICIONES ALUMINIO COBRE TITANIO MAGNESIO PLOMO
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Permite con facilidad el conformado del material.
Los aceros designados como 12L14, permiten desarrollar un alto índice de maquinabilidad debido a su composición química. En el proceso de fusión la adición de elementos tales como manganeso azufre y plomo ayudan a la formación de inclusiones que posteriormente permiten un fácil arranque de viruta haciendo de este un acero con un grado de maquinabilidad definitivamente superior a otro aceros comunes
facilidad que posee un material de permitir el arranque de viruta.
Esto se logra al usar Azufre en la aleación y entre mayor sea la presencia de éste en el acero, más maquinable el acero será.
Su gran característica es la aptitud al arranque de viruta. Características: -Acero al azufre: permite elevar la velocidad de mecanizado, reduce el desgaste de las herramientas y mejora el acabado superficial. -Aceros al azufre-plomo: mejora la maquinabilidad, pero lo fabrican las mejores acerías debido a que crea grietas que reducen la resistencia a la fatiga. - Maquinabilidad: la interpretación de este término varia según el usuario, ya que su definición puede expresarse en términos de duración o vida de la herramienta, mayor velocidad de mecanizado, acabado superficial, menor consumo de potencia, producción total, etc.- Fabricación de piezas recalcadas en frió que deban ser mecanizadas posteriormente.
Las fundiciones son, en general, mucho más fáciles de mecanizar que los aceros.
-Se pueden fabricar con relativa facilidad piezas de grandes dimensiones y también piezas pequeñas y complicadas, que se pueden obtener con gran precisión de formas y medidas, siendo además en ellas mucho menos frecuentes la aparición de zonas porosas que en las piezas fabricadas con acero fundido.
El aluminio puro es blando y tiene poca resistencia mecánica, pero puede formar aleaciones con otros elementos para aumentar su resistencia y adquirir varias propiedades útiles.
Es decir que el grado de pureza condiciona o modifica las condiciones mecánicas del aluminio.
El aluminio tiene unas excelentes características de conductividad térmica, lo cual es una importante ventaja, dado que permite que el calor generado en el
mecanizado se disipe con rapidez.
El cobre es un metal muy blando y por ese motivo para aumentar su maquinabilidad se suele alear con elementos como el plomo y teluro. Puede vaciarse, estirarse, obtenerse por extrusión, trabajarse en caliente y en frío, devanarse, conformarse a martillo, punzonarse y soldarse.
En comparación con la mayoría de los metales, el mecanizado de titanio es más exigente y tiene más limitaciones. Esto es debido a que las aleaciones de titanio tienen características metalúrgicas y propiedades que pueden afectar significativamente a la acción de corte y al material . Sin embargo, cuando se aplican correctamente las herramientas adecuadas y se optimizan la máquina y la configuración para el mecanizado de titanio, no hay ningún motivo por el cual estas exigencias no puedan cumplirse y las operaciones
llevarse a cabo
Por su bajo punto de fusión y maleabilidad extrema.
El magnesio puro tiene poca resistencia mecánica y plasticidad, su poca plasticidad es debida a que su red es hexagonal y posee pocos planos de deslizamiento. Las bajas propiedades mecánicas excluye la posibilidad de utilizarlo en estado puro como material estructural, pero aleado y tratado térmicamente puede mejorar sus propiedades mecánica.
Estructura cristalina HCP
El plomo tiene un efecto de lubricante por su bajo punto de fusión, lo que permite disminuir el desgaste de la herramienta de corte.
Por ejemplo el plomo es prácticamente insoluble en el latón, y se separa en forma de finos glóbulos, lo que favorece la fragmentación de las virutas en el mecanizado
MATERIALES INDUSTRIALES ACTIVIDAD NO. 10
MATERIALES INDUSTRIALES ACTIVIDAD NO. 10
CONCLUSION
Es sin duda impresionante la manera en la que han evolucionado los materiales y lo importante que es conocer sus propiedades no tan solo físicas o mecánicas sino también a otro nivel como bien podría ser a nivel atómico ya que de esto depende en buena parte el comprender como habrá de comportarse un material en ciertas condiciones y de esa manera conjeturar algunas características como su dureza o su resistencia a algunos esfuerzos.
El acero es en la actualidad la más importante de las aleaciones metálicas conocidas, no habiendo existido en ninguna época otro material que tanto haya contribuido al progreso de la humanidad.
La extraordinaria difusión del acero, se debe a sus notables propiedades a la existencia de numerosos yacimientos de minerales de hierro, y al desarrollo de procedimientos de fabricación relativamente simple.
Ningún otro metal ni aleación posee sus notables propiedades, que lo hacen insustituible para muchas aplicaciones.
Una de las propiedades más importantes de los aceros es su gran plasticidad y maleabilidad a elevada temperatura, que permite transformar su forma o dimensiones por laminado o martillado en caliente con gran facilidad. Además los aceros son dúctiles y por trabajo en frío se pueden laminar o estirar en forma de chapas, flejes, alambres o hilos de muy pequeño espesor o diámetro.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Modulo Materiales Industriales. Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD. Unidad II.
www.wikipedia.com
www.monografias.com
