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Este proyecto nos da una breve introducción para el curso de Resistencia de Materiales, trata sobre los materiales que se utiliza para la construcción en las diferentes industrias.
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FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS.
CURSO:
RESISTENCIA DE MATERIALES
GRUPO:
# 03
UNIDAD I:
Conceptos básicos de resistencia de materiales – propiedades de
diseño
SEMANA 02:
2.1 Propiedades de diseño de materiales.
2.2 Aleaciones ferrosas y no ferrosas.
2.3 Madera
2.4 Concreto
2.5 Plásticos
2.6 Compuestos
2.7 Selección de materiales
DOCENTE:
QUIROZ CUEVA, Segundo Alcibiades
INTEGRANTES:
ALVITRES VILLA, Franklyn Joiner
BAZÁN RODRÍGUEZ, Max Jhonatan
PORTOCARRERO ZELADA, Monica del Rocio
BRIONES ALTAMIRANO, Rossy Paola
CAJAMARCA, 01 DE SEPTIEMBRE DE 2015
INTRODUCCIÓN:
En los procesos de diseño y construcción de objetos técnicos, nos vemos obligados a elegir entre varios materiales para el desempeño de una determinada tarea. Para elegir un material debemos considerar cuatro aspectos:
Sus propiedades (dureza, densidad, conductividad, etc.) y sus cualidades estéticas (color, textura, etc.) deben de ser adecuadas para la función que ha de desempeñar.
Debemos disponer de los conocimientos técnicos y de las herramientas necesarias para su manipulación.
El material debe de estar disponible y a un precio razonable. El impacto medioambiental durante la fabricación uso y desecho.
Durante el proceso de diseño debemos considerar como afectará nuestro objeto al medio ambiente, durante la construcción, la utilización y el desecho. El abuso de materiales no reciclables puede acabar con los recursos y convertir nuestro entorno en un vertedero. Es por ello que debemos plantearnos reciclar materiales disponibles para nuestros diseños, siempre que sea posible.
Materiales tan cotidianos como la madera, el hierro o el papel, no se encuentran en la naturaleza, tal como los vemos en la calle, si no que sufren un proceso de transformación que convierte a las materias primas como la celulosa o el mineral de hierro, en papel o en barras metálicas. A los materiales que obtenemos directamente de la naturaleza, les llamamos materias primas y a los materiales obtenidos a partir de ellas les llamaremos materiales elaborados.
Los materiales que nosotros empleamos se encuentran ya en distintos formatos comerciales, como: listones, chapas, hilos, barras, bloques, etc.
Como hemos comentado en el apartado anterior el primero de los factores a tener en cuenta son las propiedades, en función de la misión que tiene que desempeñar el objeto que estamos diseñando. Estas propiedades se refieren a varios aspectos:
a. Físicas.b. Mecánicas.c. Térmicas.d. Eléctricas y magnéticas.e. Interacción y corrosión.f. Estéticas.
El desarrollo de la Ciencia y Tecnología actuales implican la
generación y aplicación del conocimiento en muchas áreas y
consecuentemente el estudiante de Ingeniería debe estar al tanto de los
mismos, sin embargo, debido a la actualización poco frecuente de los
programas y planes de estudio y por las limitaciones propias de semestres
de apenas cuatro meses de actividades académicas, es difícil la
actualización del estudiante en dichos conocimientos, además, dejar
trabajos de investigación no funciona de la manera deseada, ya que en
muchas ocasiones se descargan de Internet y se imprimen sin siquiera
leerlos, de ese modo, surge la idea de crear una serie de apuntes de temas
básicos para el ingeniero actual como son: el endurecimiento superficial del
acero, las fundiciones de hierro, la tribología y el desgaste, la superplasticidad,
los avances en la industria siderúrgica, superaleaciones, etc.
En esta entrega, se presenta un panorama general acerca de los
materiales más utilizados en Ingeniería, así como sus características más
importantes, igual que en las lecturas anteriores se espera que el material
presentado sea de utilidad e interés para los alumnos y personas interesadas
en el tema.
Los materiales de uso corriente en Ingeniería se pueden clasificar en dos
grandes grupos, a saber:
¿QUÉ ES UNA ALEACIÓN?: Se trata de una mezcla sólida homogénea de
dos o más metales, o de uno o más metales con algunos elementos no
metálicos. Se puede observar que las aleaciones están constituidas por
elementos metálicos en estado elemental (estado de oxidación nulo), por
ejemplo Fe, Al, Cu, Pb. Pueden contener algunos elementos no metálicos por
ejemplo P, C, Si, S, As. Para su fabricación en general se mezclan los
elementos llevándolos a temperaturas tales que sus componentes se fundan.
Sustancia compuesta por dos o más metales. Las aleaciones, al igual que los
metales puros, poseen brillo metálico y conducen bien el calor y la
electricidad, aunque por lo general no tan bien como los metales por los que
están formadas. Las sustancias que contienen un metal y ciertos no metales,
particularmente las que contienen carbono, también se llaman aleaciones. La
más importante entre estas últimas es el acero. El acero de carbono simple
contiene aproximadamente un 0,5% de manganeso, hasta un 0,8% de
carbono, y el resto de hierro.
I. PROPIEDADES DE DISEÑO DE MATERIALESa) Físicas
Las propiedades físicas se refieren a aspectos relacionadas con los
fenómenos físicos que afectan a los materiales, como el calor, o las
dimensiones.
Densidad: En física y química, la densidad es una magnitud escalar
referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una
sustancia. Usualmente se simboliza mediante la letra rho ρ del alfabeto
griego. La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el
volumen que ocupa.
La densidad se debe tener en cuenta cuando un cuerpo tiene que flotar
o tener poco peso. Por ejemplo las boyas, que han de flotar se deben
construir con materiales poco densos, o las piezas para aviones. Por el
contrario las pesas, para básculas deberían ser bastante densas para
ocupar poco espacio. También debe ser poco denso el material de
embalaje.
b) Mecánicas
Las propiedades mecánicas tienen que ver con el comportamiento que
tienen los materiales frente a los distintos esfuerzos mecánicos a los que
son sometidos. Generalmente el material se deforma temporal o
permanentemente o se rompe; por lo tanto decimos que un material
resiste un determinado esfuerzo, cuando no se deforma excesivamente
o no se rompe.
Ante un esfuerzo una material pude tener tres respuestas: deformarse
elásticamente (deformación reversible), deformarse plásticamente
(deformación permanente) o romperse.
Plasticidad: La plasticidad es la propiedad que hace que un material
pueda deformarse fácilmente y de forma permanente, aplicando fuerzas
de poca intensidad. El material plástico por excelencia será la plastilina;
su nombre hace, por tanto referencia a esta propiedad. También reciben
su nombre de esta característica los plásticos, ya que son fácilmente
moldeables.
La ductilidad es un tipo determinado de plasticidad. Un material es dúctil
cuando es fácilmente deformable en forma de hilos sin romperse. Un
ejemplo de material dúctil es el cobre que lo pedemos transformar
fácilmente en hilos.
La maleabilidad es otro tipo de plasticidad. Un material es maleable
cuando es fácilmente deformable en forma de láminas sin romperse. Un
ejemplo de material muy maleable es el oro, material con el que
podemos fabricar láminas de tan solo una micra de grosor (pan de oro).
La plasticidad es una propiedad importante, cuando tenemos que darle
a una pieza formas complejas, mediante deformación.
Resistencia a la tracción: Un cuerpo está sometido al esfuerzo de
tracción cuando sobre el actúan dos fuerzas iguales, de sentido
contrario y hacia fuera del objeto.
Un cuerpo sometido a tracción se deforma alargándose y
estrechándose, esto es, las caras paralelas al esfuerzo tienden a unirse,
mientras que las perpendiculares tienden a separarse.
Los materiales resistentes al esfuerzo de tracción se emplearán en el
diseño de piezas que tengan que soportar pesos colgados, en cables de
puentes y ascensores, cadenas. Etc.
Resistencia a la compresión: Un cuerpo se encuentra sometido a
compresión, cuando sobre el actúan dos fuerzas iguales, de sentido
contrario y hacia dentro del objeto.
Un cuerpo sometido a compresión se deforma acortándose y
ensanchándose, esto es, las caras paralelas al esfuerzo tienden a
separarse, mientras que las perpendiculares tienden a unirse. Como se
ve todo lo contrario que la tracción.
Cuando sometemos un a compresión un cuerpo cuya longitud es muy
grande con respecto a su sección este se flexiona curvándose, a esta
deformación se le denomina pandeo.
Es necesario emplear materiales resistentes a la compresión en objetos
que tienen que soportar pesos, como las patas de una silla o una mesa,
los pilares, etc.
Resistencia a la Flexión: El esfuerzo de flexión es una combinación de
los esfuerzos de tracción y compresión. El esfuerzo de flexión deforma
los elementos de manera que se comban. Un ejemplo de flexión es una
viga apoyada en uno o en los dos extremos y que soporta un peso.
Una parte de la viga estará sometida a compresión y la otra a tracción
¿Cuáles?.
Cuando un elemento se encuentra sometido a flexión, se producen una
serie de tensiones transversales a lo largo de este cuerpo como
consecuencia de la flexión.
Las vigas, los tablones de un andamio, el tablero de una mesa, la tabla
de un trampolín, son algunos ejemplos de objetos que han de fabricarse
con materiales resistentes a la flexión.
Resistencia a la Torsión: Un cuerpo está sometido a torsión cuando se
intentan girar sus extremos en sentidos opuestos. Sus secciones
tienden a tomar movimientos de rotación en sentidos opuestos. Si la
fuerza es suficiente, también se produce el desgarro o cortadura.
Se encuentran sometidos a torsión todos los ejes que transmiten
movimientos de giro: los destornilladores, las llaves de una cerradura,
etc.
Cizalladura o cortadura: Un cuerpo se encuentra sometido a cortadura
cuando sobre el actúan dos fuerzas paralelas de sentido contrario en
planos paralelos ligeramente separados.
Si el valor de las fuerzas es suficiente el cuerpo se separará por
desgarradura, este es el caso de la utilización de una cizalla o de una
tijera.
El tornillo de unas tijeras, los remaches, la rótula de enganche de una
caravana, los tornillos de enlace de piezas de estructuras, son algunas
de las piezas habitualmente sometidas a cortadura.
Dureza: La dureza mide el grado de oposición de un material a ser
rayado o a desgastarse. Un material es más duro que otro si no puede
ser rayado por él.
Existen varios procedimientos para determinar la dureza de un material,
como el ensayo de Martens, que determina la dureza por el ancho de la
raya que un diamante, de forma piramidal, produce al rayar un material
con una fuerza determinada.
Los materiales duros se emplean en herramientas de corte o en piezas
que sufren grandes desgastes, como el cilindro y los segmentos de un
motor de explosión.
La dureza suele ir unida a la fragilidad, cuando más duro es un material
más frágil resulta, por lo tanto solo buscaremos la dureza cuando es
estrictamente necesaria y no vuelve el objeto demasiado frágil. El
diamante es un material muy duro, aunque es muy frágil.
Rigidez: La rigidez es la resistencia que opone un cuerpo a deformarse
cuando es sometido a un esfuerzo de flexión o torsión. La rigidez es
importante en el material de una llave inglesa o una llave fija.
Flexibilidad: Flexibilidad es justo lo contrario de rigidez, un material es
flexible, cuando se deforma elásticamente (de forma reversible) al
someterlo a esfuerzos de flexión o torsión. El chasis de un camión debe
ser algo flexible para que pueda absorber pequeñas deformaciones que
se producen en la estructura, cuando el camión circula por terrenos que
no son perfectamente planos. También deben ser flexibles las hojas de
las sierras o los resortes.
Tenacidad: La tenacidad es la propiedad que hace que un objeto pueda
soportar impactos sin romperse. Un yunque, por ejemplo debe de
construirse con material tenaz, al igual que un martillo, un mazo o un
cincel; ya que continuamente están recibiendo golpes. Por el contrario el
cristal que protege la manguera de incendios ha de ser frágil y no tenaz
para que pueda romperse con un pequeño golpe.
Fragilidad: Fragilidad es justamente lo contrario de tenacidad. Un
material es frágil, cuando se rompe al aplicar una fuerza, sin deformarse
previamente. Los materiales frágiles tienen las fases elástica y plásticas
muy reducidas.
La fragilidad es una propiedad pocas veces deseada y suele venir
impuesta por materiales que tienen otras propiedades aprovechables.
De todas formas el cristal de emergencia de un autobús deberá ser
frágil para que en caso de accidente lo podamos romper con un
pequeño golpe.
Fatiga: La fatiga se pude definir como una fractura progresiva; se
produce cuando una pieza está sometida a un esfuerzo repetido o
cíclico, como una vibración. Aunque no se supere el límite elástico el
material puede romperse en poco tiempo. Durante el movimiento cíclico,
no se observa deformación aparente, pero se van produciendo
pequeñas grietas, que disminuyen la sección eficaz, hasta que la pieza
no puede soportar el esfuerzo y se rompe.
Es importante emplear materiales resistentes a la fatiga en aquellas
piezas que tienen que aguantar vibraciones, como son los
amortiguadores, o las piezas de motores de explosión.
Cuando cortamos un alambre flexionándolo de forma repetitiva, la rotura
se produce por fatiga.
c) Térmicas
Conductividad térmica: Un material es un buen conductor térmico
cuando deja pasar el calor con facilidad, en caso contrario, su
conductividad térmica será baja. Todos los metales son buenos
conductores del calor, mientras que el aire es un buen aislante térmico.
Emplearemos buenos conductores térmicos para las baterías de cocina,
las sartenes, los calentadores y radiadores, para la suela de una
plancha, etc. Sin embargo emplearemos malos conductores para los
mangos de las sartenes y ollas, para aislar las construcciones o para
aislar el calor de un horno.
Dilatación térmica: Los materiales suelen dilatarse (aumentar de
tamaño) al aumentar la temperatura y contraerse al disminuir
(Coeficiente de dilatación positivo).
Los materiales con un coeficiente de dilatación negativo, aumenta de
tamaño al disminuir la temperatura y disminuyen de tamaño al aumentar
la temperatura.
La dilatación térmica de algunos materiales, se aprovecha para fabricar
termostatos, ya que al dilatarse, separarán las láminas de un interruptor,
y por lo tanto interrumpirán el suministro de energía eléctrica; cuando el
dispositivo se enfría, la pieza se contrae y vuelve a conectar el circuito
eléctrico. Los termostatos los podemos encontrar en las planchas,
braseros, radiadores, etc.
Otra aplicación de la dilatación térmica está en la construcción de
termómetros. El mercurio de un termómetro se dilata al aumentar la
temperatura y marca la medida en una escala graduada.
También se aprovecha esta propiedad para encajar piezas, por ejemplo
el eje de una vagón de tren con su rueda, para encajarlo dilataremos el
agujero y contraeremos el eje, cuando ambas partes tengan la misma
temperatura, se apretarán entre ellos.
d) Eléctricas y magnéticas
Las propiedades eléctricas definen el comportamiento de los materiales
frente a la corriente eléctrica y a los campos magnéticos
respectivamente.
Resistencia eléctrica: La principal propiedad eléctrica es la resistencia
eléctrica. La resistencia eléctrica mide el grado de oposición de un
material a ser atravesado por la corriente eléctrica. Un material tiene
una alta resistencia cuando presenta gran oposición a ser atravesado
por una corriente eléctrica. A los materiales con resistencia eléctrica alta
los llamamos aislantes; mientras que a los materiales con una
resistencia eléctrica bajo los llamamos conductores.
Son buenos aislantes (alta resistencia eléctrica): el vidrio, la madera, el
aire, el plástico, etc. Se necesitan materiales aislantes cuando
queremos evitar el paso o la circulación de corriente eléctrica, por
ejemplo, la cubierta de un cable debe ser de material aislante así como
la carcasa de un enchufe o las piezas que fijan los cables a las torres de
transporte.
Emplearemos materiales conductores (de baja resistencia eléctrica) en
líneas eléctricas y en dispositivos eléctricos. Materiales buenos
conductores de la electricidad son todos los metales, el metal que mejor
conduce la electricidad es la plata, seguida por el cobre.
Por ejemplo las clavijas de un enchufen han de construirse de material
conductor (baja resistencia eléctrica) mientras que la carcasa del mismo
enchufe, se construirá con material aislante (alta resistencia eléctrica).
Magnetismo: Las propiedades magnéticas se refieren al
comportamiento de los materiales con respecto a campos magnéticos.
Los imanes son objetos que generan un campo magnético que atrae a
los metales; a esta fuerza de atracción la denominamos magnetismo.
Con respecto al magnetismo nos interesan dos cosas, si un material es
magnético o no lo es y si al magnetizar un material este se magnetiza
temporalmente o permanentemente.
Propiedades magnéticas.
Los materiales que pueden ser atraídos por un imán, son los que
poseen propiedades magnéticas. Ejemplos de materiales magnéticos
son: Hierro, cobalto y níquel y acero.
Por el contrario la madera, el hormigón, el plástico o el vidrio
transparente no tienen propiedades magnéticas, esto es, no son
atraídos ni repelidos por campos magnéticos, ni pueden magnetizarse
temporal ni permanentemente.
Magnetismo temporal y permanente.
Cuando se hace pasar una corriente eléctrica por una bobina de hilo
conductor, esta se convierte en un imán. Si dentro de la bobina
colocamos una barra de acero, esta se magnetiza permanentemente,
pero si la barra es de hierro dulce, solo se magnetizará mientras esta
circulando la corriente por la bobina.
Un electroimán o imán controlado por electricidad esta formado por una
bobina y un núcleo de hierro dulce. Los electroimanes se emplean en
motores eléctricos, timbres electroválvulas, altavoces y otros
dispositivos electromagnéticos.
Los materiales diamagnéticos son ligeramente repelidos por los imanes,
ya que generan un campo magnético opuesto al que reciben. Los
materiales paramagnéticos, sin embargo, generan un campo del mismo
sentido que el que reciben y son atraídos por los imanes.
e) Interacción con el entorno
Oxidación: La oxidación es una reacción química donde un elemento
cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación.
Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción
es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un
compuesto. Este cambio no significa necesariamente un intercambio de
iones. Suponer esto -que es un error común- implica que todos los
compuestos formados mediante un proceso redox son iónicos, puesto
que es en éstos compuestos donde sí se da un enlace iónico, producto
de la transferencia de electrones.
Por ejemplo, en la reacción de formación del cloruro de hidrógeno a
partir de los gases dihidrógeno y dicloro, se da un proceso redox y sin
embargo se forma un compuesto covalente.
Corrosión:
La corrosión se define como el deterioro de un material a consecuencia
de un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general,
puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales
a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre
que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica
(oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna
medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con el
metal y de las propiedades de los metales en cuestión. Otros materiales
no metálicos también sufren corrosión mediante otros mecanismos. El
proceso de corrosión es natural y espontáneo.
La corrosión es una reacción química (oxidorreducción) en la que
intervienen tres factores: la pieza manufacturada, el ambiente y el agua,
o por medio de una reacción electroquímica.
f) Estéticas
La estética es muy importante cuando realizamos un diseño, ya que no
solo elegimos las cosas por su funcionalidad, sino que también
consideramos su aspecto. Hay artículos en los que el aspecto es muy
importante como en la ropa, y otros en los que es menos importante,
como el motor de un coche.
Textura:
La textura, es el acabado superficial de un material, esta propiedad se
puede detectar con la vista y con el tacto, por lo tanto se puede ver y
tocar.
El acabado de un material, dependerá tanto del propio material, como
del proceso de fabricación y del tratamiento superficial que se le de.
La textura la podemos ver por la forma de las sombras que proyectan
los rayos de luz y por el grado de reflexión de la luz incidente.
Con el tacto podemos detectar si un objeto es áspero o suave, cálido o
frío.
La textura, no solamente es una propiedad estética, también define la
funcionalidad del objeto. Por ejemplo, la encimera de una cocina debe
de ser poco rugosa, para que sea fácil de limpiar y por lo tanto higiénica.
Sin embargo el suelo de una acera, deberá de ser áspero para evitar
resbalones.
Color:
Los colores hacen que un objeto sea o no agradable a la vista, tanto los
colores aislados, como las combinaciones de colores. Los colores nos
transmiten sensaciones, así el azul, lo asociamos al frío y el rojo al
calor.
También empleamos los colores para resaltar un objeto o una zona en
un diseño, ya sea por motivos estéticos o de seguridad. Por ejemplo los
botones de desconexión por razones de seguridad suelen ser rojos. Y la
ropa de los trabajadores de carreteras y vías amarilla para que puedan
ser vistos fácilmente.
II. ALEACIONES FERROSAS Y NO FERROSAS
ALEACIONES FERROSAS:
Las aleaciones ferrosas se pueden clasificar a su vez en: Aceros y
fundiciones de hierro (hierros colados).
Los aceros dependiendo de su contenido de carbono y de otros elementos
de aleación se clasifican en:
Aceros simples
Aceros aleados
Aceros alta aleación
Los aceros simples se pueden definir así.- Aleación hierro con carbono con un
contenido de éste último en el rango de 0.02 hasta el 2% con pequeñas
cantidades de otros elementos que se consideran como impurezas tales como
P, S, Mn, Cu, Si, etc.
Los aceros simples se clasifican de acuerdo a su contenido de carbono en:
Aceros de bajo carbono
Aceros de medio carbono y
Aceros de alto carbono
Cada uno de los grupos anteriores tiene características bien definidas como
se muestra a continuación:
Aceros de bajo carbono (0.02<%C<0.3)
Son dúctiles
Soldables
No se pueden tratar térmicamente
Poseen una resistencia mecánica moderada
Maquinables
Baratos
Aceros de medio carbono (0.3<%C<0.65)
Son templables (Se pueden someter a temple y revenido)
Poseen buena resistencia mecánica
Ductilidad moderada
Baratos
Aceros de alto carbono (%C>0.8)
Son templables
Duros y resistentes al desgaste
Difíciles de soldar
Poco tenaces
Baratos
Entre las principales aplicaciones de los aceros simples se pueden mencionar
a las siguientes:
Estructuras
Elementos de máquinas (Ejes, resortes, engranes, etc)
Tornillos
Herramientas de mano
A. ACEROS ALEADOS: Los aceros aleados son aceros simples a los que se les
agrega de manera intencional ciertos elementos de aleación, entre los que se
pueden mencionar a los siguientes: cromo, molibdeno, níquel, tungsteno,
vanadio, silicio, manganeso, etc. Debiendo ser la suma de todos los
elementos antes mencionados menor o igual al 5 %.
Los objetivos perseguidos son los siguientes:
Aumentar la resistencia mecánica
Mejorar su templabilidad
Aumentar su resistencia a la corrosión y a la oxidación
Los aceros de alta aleación se clasifican en dos grandes grupos, a saber:
Aceros Inoxidables
Aceros para herramientas
a) LOS ACEROS INOXIDABLES
Son básicamente aleaciones Fe-Cr ó Fe-Cr-Ni con un contenido de al menos
10 % de cromo y el menor contenido posible de carbono y que poseen una
buena resistencia a la corrosión y a la oxidación conferida por una capa de
óxido de cromo que se forma sobre su superficie.
Los aceros inoxidables se clasifican de acuerdo a la microestructura que se
obtener en ellos, tal y como se muestra enseguida:
Aceros inoxidables martensíticos
Aceros inoxidables ferrÍticos
Aceros inoxidables austeníticos
A continuación se mencionan las principales características de cada una de
las familias de aceros antes mencionadas:
Aceros Inoxidables Martensíticos
Poseen un contenido de cromo entre el 12 y 14 %.
El contenido de carbono no excede de 0.4 %.
Son magnéticos
Son tratables térmicamente (Temple y revenido).
Poseen regular resistencia a la corrosión y a la oxidación.
Son los más económicos dentro de los aceros inoxidables
Según AISI-NOM se identifican mediante un 4 seguido de 2 dígitos.
Aceros Inoxidables Ferríticos.
Poseen un contenido de cromo entre el 15 y 25 %.
El contenido de carbono no debe exceder de 0.1 %.
Poseen buena resistencia a la corrosión y a la oxidación
No son tratables térmicamente
Endurecibles mediante trabajo en frío
Son magnéticos.
Según AISI- NOM se identifican mediante un 4 seguido de 2
digitas.
Aceros inoxidables Austeníticos
Poseen entre el 15 y 25 % de cromo
También contienen níquel en un rango de 7 al 15 %.
Y el contenido de carbono no debe exceder de 0.08 %
Son no magnéticos
No son tratables térmicamente
Son endurecibles mediante trabajo en frío
Son caros
Se identifican mediante un 3 seguido de 2 dígitos, y los que
contienen manganeso mediante un 2 seguido de 2 dígitos.
Las principales aplicaciones de los aceros inoxidables son:
Tuberías
Recipientes de proceso
Válvulas
Cuchillería
Resortes
Artículos de ornato, etc.
b) LOS ACEROS PARA HERRAMIENTA
Son otro grupo importante de aceros y como su nombre lo
indica se utilizan fundamentalmente para la fabricación de herramientas
que se utilizan para darle forma a otros materiales. Los principales elementos
de aleación de los aceros para herramienta son: carbono, tungsteno,
molibdeno, manganeso, vanadio, niquel, cobalto etc.
Los aceros para herramienta deben mostrar las siguientes cualidades:
Deben poseer una alta dureza y resistencia al desgaste.
También deben mostrar una excelente templabilidad
Deben sufrir una deformación mínima durante el tratamiento térmico.
Deben retener su dureza a altas temperaturas (dureza al rojo)
Al término de la Segunda Guerra Mundial, en los Estados Unidos de
Norteamérica, AISI se encargó de clasificar e identificar los aceros para
herramienta tal y como se muestra a continuación:
Aceros para trabajo en frío: Los cuales a su vez se dividen en:
Aceros templables en agua y que se identifican con la letra W
Aceros templables en aceite identificables con la letra O
Los aceros templables al aire que se identifican con la letra A
Los aceros de alto cromo- alto carbono que se utilizan para la
fabricación de troqueles que se identifican con la letra D.
Aceros resistentes al impacto: identificables con la letra S.
Aceros para trabajo en caliente que se se identifican con la letra H
Los aceros rápidos o aceros alta velocidad que pueden ser al
tungsteno y al molibdeno, identificándose los primeros con la letra W y
los segundos con la letra M
Los aceros para moldes que se identifican con la letra P
Los aceros de propósito general que se identifican con las letras L y
F.
B. FUNDICIONES DE HIERRO.
Son aleaciones de hierro y carbono con un contenido de este último en el
rango de 2 hasta 6.7% con cantidades adicionales de silicio o manganeso. Su
principal diferencia con los aceros es que no se les puede dar forma mediante
deformación plástica ni en frío ni en caliente.
Sus principales características son las siguientes:
Buena resistencia a la compresión, pero no a a la tensión
Son maquinables
Absorben vibraciones
Buena resistencia bajo cargas variables
Son baratos
Los hierros fundidos se clasifican en función de la forma en que se encuentra
en carbono tal y como se menciona a continuación:
Hierros fundidos blancos: El carbono se encuentra en forma de carburo
de hierro.
Hierros fundidos grises: El carbono de encuentra en forma de hojuelas
de grafito.
Hierros fundidos nodulares o dúctiles: El carbono se encuentra en
forma de nódulos de grafito.
Hierros fundidos maleables: Donde el carbono se encuentra en forma
de rosetas de grafito.
Los más resistentes son los hierros nodulares pero al mismo tiempo son los
más caros ya que se precisa de un mayor control en su composicón quimica.
Los más usados son los hierros fundidos grises.
Las principales aplicaciones de los hierros fundidos son:
Carcasas para bombas y transmisiones
Bases y marcos para máquinas herramientas
Engranes
Flechas
Partes automotrices, etc.
ALEACIONES NO FERROSAS:
El material no ferroso más usado en la actualidad es el aluminio y las
aleaciones que forma con los siguientes elementos: Cu, Mg, Ni, Si,
Zn, Li,etc. Mostrando las siguientes características:
Buena resistencia a la corrosión debida a la formación de una capa
protectora
Ligero con una densidad de 2.7 g/cm3
Fácil de reciclar (principalmente el aluminio puro).
Buena relación resistencia/peso
Sus principales aplicaciones son:
Conductores eléctricos
Componentes para avión
Envases para alimentos
Cancelería
Diversos componentes automotrices
El cobre es otro importante metal de uso corriente en ingeniería, sus
principales elementos de aleación son:
Estaño, para constituir al bronce
Zinc, formando el latón
Níquel constituyendo los cuproniqueles
Sus principales características son:
Es buen conductor eléctrico
Posee buena resistencia a la corrosión
Es dúctil y fácil de soldar
Posee una resistencia mecánica moderada.
Sus principales aplicaciones son:
Conductores eléctricos
Resortes
Tubería
Artesanías
Engranes
Cerraduras
Otro metal con cada día mayor número de aplicaciones es el zinc, el cual es
muy abundante en nuestro país; sus principales elementos de aleación son:
aluminio, magnesio y el cobre. Sus principales características son:
Buena resistencia a la corrosión
Económico
Funde a bajas temperaturas aleado con otros elementos
Se utiliza principalmente en forma de recubrimiento y como parte
importante de dos aleaciones comerciales de gran importancia que son el
Zamak y el Zinalco, el cual es producto de la investigación de académicos de
la UNAM.
III. ¿Qué es la Madera?
La madera es una de las materias prima de origen vegetal más explotada por
el hombre. Se encuentra en los árboles de tallo leñoso (que tienen tronco) encontrando su parte más sólida debajo de la corteza del árbol. Se utiliza para fabrican productos de gran utilidad como mesas, sillas y camas, muebles en general y en tecnología se usa para realizar muchos proyectos.
La madera es un recurso renovable, abundante, orgánico, económico y con el cual es muy fácil de trabajar.
Después de lo dicho anteriormente, si tuviéramos que hacer una definición de la madera sería: "Materia prima que se obtiene de la parte de abajo de la corteza de los árboles con tallo leñoso".
Veamos un corte del tronco de un árbol y como se llaman sus partes.
Puedes hacer el juego: Partes del Tronco de un Arbol para repasar las partes del tronco.
Composición de la Madera
Está formada por fibras de celulosa, sustancia que conforma el esqueleto de los vegetales, y lignina, que le proporciona rigidez y dureza.
Por las fibras circulan y se almacenan sustancias como agua, resinas, aceites, sales...
En su composición están en mayoría el hidrógeno, el oxígeno, el carbono y el nitrógeno con cantidades menores de potasio, sodio, calcio, silicio y otros elementos.
La Madera se descompone por parte de microorganismos tales como bacterias y hongos o daños por parte de insectos, por tal razón es importante darles un tratamiento que evite su deterioro.
Tipos de Maderas
- Maderas Blandas: Son las de los árboles de rápido crecimiento, normalmente de las coníferas, árboles con hoja de forma de aguja. Son fáciles de trabajar y de colores generalmente muy claros. Constituye la materia prima para hacer el papel. Ejemplo: Álamo, sauce, acacia, pino, etc.
- Maderas Duras: Son las de los árboles de lento crecimiento y de hoja caduca. Suelen ser aceitosas y se usan en muebles, en construcciones resistentes, en suelos de parqué, para algunas herramientas, etc. Las antiguas embarcaciones se hacían con este tipo de maderas. Ejemplo: Roble, Nogal, etc.
- Maderas Resinosas: Son especialmente resistentes a la humedad. Se usa en muebles, en la elaboración de algunos tipos de papel, etc. Ejemplos: Cedro, ciprés, etc.
- Maderas Finas: Se utilizan en aplicaciones artísticas, (escultura y arquitectura), para muebles, instrumentos musicales y objetos de adorno. Ejemplo: Ébano, abeto, arce, etc.
- Maderas Prefabricadas: La mayoría de ellas se elaboran con restos de maderas, como virutas de resto del corte. De este tipo son el aglomerado, el contrachapado, los tableros de fibras y el táblex. Puedes saber más sobre este tipo de maderas en este enlace: Aglomerado.
Según la longitud de sus fibras, las maderas pueden ser clasificadas en maderas de fibras largas y maderas de fibras cortas.
También se clasifican según su grano fino y grano grueso
Aquí tienes una tabla con los tipos de maderas según su grano y si son aceitosas o resinosas:
Propiedades de la Madera
La disposición de las fibras de la madera, su tamaño, orientación, el contenido de humedad, el tamaño de los poros, etc., determinarán sus propiedades. Dependiendo de las propiedades serán mejor para un uso o para otro. Existe mucha diferencia entre las propiedades de una madera u otra, por eso hablaremos de las generales. Si no conoces muy bien las propiedades de los materiales te recomendamos que antes veas este enlace: Propiedades de los Materiales.
La Madera es aislante térmico y eléctrico.
Es buena conductora del sonido (acústico).
Es un Material renovable, biodegradable y reciclable.
Es dúctil, maleable y tenaz.
El color es debido a las sales, colorantes y resinas. Las más oscuras son más resistentes y duraderas.
La textura depende del tamaño de los poros. Condiciona el tratamiento que debe recibir la madera.
Las vetas se deben a la orientación y color de las fibras. La densidad depende del peso y la resistencia.
La Densidad, Cuanto más tiene la madera es más resistente. Casi todas las maderas tienen una densidad menor que la del agua, lo que les permite flotar.
Las maderas de baja densidad (hasta 0.5 gr/cm3) se conoce como coníferas.
Las de alta densidad (mayor a 0.5 gr/cm3) se conoce como latifaliadas
Flexibilidad, es la facilidad para ser curvadas en el sentido de su longitud, sin romperse ni deformarse. La tienen especialmente las maderas jóvenes y blandas.
La hendidura, consiste en la facilidad que contiene la madera en partirse o rajarse en el sentido de la fibra. La resistencia será menor si es de fibra larga y carece de nudos, así como si está verde la madera.
Dureza o resistencia al corte, que dependerá de la mayor o menor cohesión entre sus fibras. Está en relación directa entre la mayor cantidad de fibras y la menor cantidad de agua. Por ejemplo, una zona de nudos tendrá mayor cohesión de sus fibras que una zona limpia, por tanto será más dura y resistente al corte.
Al ser un Material Poroso absorbe la humedad.
¿Cómo se Obtiene la Madera?
- El primer paso es la tala de los árboles.
- Una vez derribado los árboles se podan, cortando sus ramas.
- Los troncos son transportados a la serrería.
- En la serrería se les quita la corteza (descortezado).
- Los troncos se cortan en tablas o tablones. Este proceso se llama Tronzado.
- Para evitar deformaciones y hacerla más duradera y ligera se seca para reducir la cantidad de agua que tiene.
- Po último se eliminan las irregularidades mediante el cepillado.
IV. CONCRETO
El concreto es una mezcla de cemento Portland, agregado fino, agregado grueso, aire y agua enproporciones adecuadas para obtener ciertas propiedades prefijadas, especialmente la resistencia.
CONCRETO = CEMENTO PORTLAND + AGREGADOS + AIRE + AGUA
El cemento y el agua reaccionan químicamente uniendo las partículas de los agregados, constituyendo un material heterogéneo. Algunas veces se añaden ciertas sustancias llamadas aditivos, que mejoran o modifican algunas propiedades del concreto
CARACTERISTICAS
Entre los factores que hacen del concreto un material de construcción universal tenemos:
- Ventajas
a) La facilidad con que puede colocarse dentro de los encofrados de casi cualquier forma mientras aún tiene una consistencia plástica.
b) Su elevada resistencia a la compresión lo que le hace adecuado para elementos sometidos fundamentalmente a compresión como columnas y arcos.
c) Su elevada resistencia al fuego y a la penetración del agua.
-Desventajas
a) Con frecuencia el concreto se prepara en el sitio en condiciones en donde no hay un responsableabsoluto de su producción, es decir el control de calidad no es tan bueno.
b) El concreto es un material de escasa resistencia a la tracción
. Esto hace difícil su uso enelementos estructurales que están sometidos a tracción (como los tirantes) o en parte de sussecciones transversales (como vigas y otros elementos sometidos a flexión)
MATERIALES
1 LIGANTES O AGLOMERANTES
-Agua
-Cemento
2 AGREGADOS
-Agregado fino:
Arena
-Agregado grueso:
Grava, piedra chancada, confitillo, escoria de hornos
OBSERVACION:
CEMENTO + AGUA = PASTAAGREGADO FINO + AGREGADO GRUESO = HORMIGON
Las etapas principales para la producción de un buen concreto son:
1.- Dosificación
3.- Transporte
5.- Compactación
2.- Mezclado
4.- Colación
6.- Curado
TIPOS DE CONCRETO Y PROPORCIONES EN OBRA
Por los múltiples usos que se le da al concreto en la construcción, como los cimientos, columnas, vigas,losas, muros de contención prefabricados industriales o pesados, bases nucleares, etc.
1 CONCRETO SIMPLE
Es una mezcla de cemento Portland, agregado fino, agregado grueso y agua. En la mezcla el agregado grueso deberá estar totalmente envuelto por la pasta de cemento y el agregado fino deberá rellenar los espacios entre el agregado grueso y al vez estar recubierto por la misma pasta.
Se usa para vaciar el falso piso y contra piso
CEMENTO + A. FINO + A.GRUESO + AGUA = CONCRETO SIMPLE
a) En el falso piso
La proporción recomendable es de 1 volumen de cemento por 12 volúmenes de hormigón. Esta proporción se logra usando: 1 bolsa de cemento con 4 buggies de hormigón y la cantidad de agua necesaria para obtener una mezcla pastosa que permita un buen trabajo.
b) En el contra piso
La proporción recomendable es 1 volumen de cemento por 5 volúmenes de arena gruesa. Esta proporción se logra usando 1 bolsa de cemento con 1 1/2 buggies de arena gruesa y la cantidad de agua necesaria que permita una mezcla pastosa y trabajable.
2 CONCRETO ARMADO
Se denomina así al concreto simple, cuando este lleva armaduras de acero como refuerzo y que está diseñado bajo la hipótesis de que los dos materiales trabajan conjuntamente, actuando la armadura para soportar los esfuerzos de tracción o incrementar la resistencia a la compresión.
CONCRETO SIMPLE + ARMADURAS = CONCRETO ARMADO
El concreto armado se usa para vaciar las columnas y techos. La proporción recomendable para lograr una resistencia adecuada para una casa de 2 ó 3 pisos es de 1 volumen de cemento por 3volúmenes de arena gruesa y 3 volúmenes de piedra chancada. Esta proporción se logra usando: 1bolsa de cemento con 1 buggy de arena gruesa, 1 buggy de piedra chancada y la cantidad de agua necesaria para obtener una mezcla pastosa que permita un buen trabajo. La cantidad de agua varía dependiendo del estado de humedad en que se encuentre la arena y la piedra. Si están totalmente secas, para una bolsa de cemento se necesitará 40 litros de agua. Pero si la piedra y la arena están totalmente mojadas, bastará con unos 20 litros. Con estas proporciones, la resistencia del concreto al cabo de un mes, debe ser 175 kg/cm2. Esto sólo sucederá si el concreto ha sido debidamente preparado, colocado y mojado durante varios días después de su fraguado.
Consideraciones
• Es recomendable utilizar una mezcladora que garantice la completa un
ión de todos loscomponentes. El mezclado a mano con lampa no asegura una buena calidad.
• Igualmente, es importante compactar el concreto fresco, con una vibradora. Si no
se tiene esteequipo, habrá que hacerlo mediante un vigoroso chuzado*, utilizando una varilla de fi erro ygolpeando el encofrado con un martillo.
• Finalmente, es importante recalcar, que para que el concreto desarrolle una resistencia adecuada, se requiere mojarlo constantemente por lo menos durante los 7 primeros días.
3. CONCRETO CICLOPEO
Se denomina así al concreto simple que esta complementado con piedras desplazadoras de tamaño máximo de 10” cubriendo hasta el 30% como máximo, del volumen total. Las piedras deben ser introducidas previa selección y lavado, con el requisito indispensable de que cada piedra, en su ubicación definitiva debe estar totalmente rodeada de concreto simple.
Se usa en cimientos y sobrecimientos
CONCRETO SIMPLE + PIEDRA DESPLAZADORA = CONCRETO CICLOPEO
a) Cuando se usa en los cimientos
La proporción recomendable es de 1 volumen de cemento por 10 volúmenes de hormigón. Esta proporción se logra usando: 1 bolsa de cemento, con 3 1/3 buggies de hormigón y la cantidad de agua necesaria para obtener una mezcla que permita un buen trabajo.
Adicionalmente, se debe incorporar piedra de zanja en una proporción equivalente a una tercera parte del volumen a vaciar. Las piedras tendrán un diámetro promedio de 25 cm., deben estar limpias y quedar completamente rodeadas de concreto.
B) Cuando se usa en los sobre cimientos
La proporción recomendable es de 1 volumen de cemento por 8 volúmenes de hormigón. Esta proporción se logra usando: 1 bolsa de cemento, con 2 1/2 buggies de hormigón y la cantidad de agua necesaria para obtener una mezcla pastosa que permita un buen trabajo. Adicionalmente se debe incorporar piedra de cajón en una proporción equivalente a una cuarta parte del volumen a vaciar. Las piedras tendrán un diámetro promedio de 10 cm, deben estar limpias y quedar completamente rodeadas de concreto.
4 .CONCRETOS LIVIANOS
Son preparados con agregados livianos y su peso unitario varía desde 400 a 1700 kg/m3
5. CONCRETOS NORMALES
Son preparados con agregados corrientes y su peso unitarios varia de 2300
– 2500 kg/m3. Según el tamaño máximo del agregado. El peso promedio es de 2400g/m3
6. CONCRETOS PESADOS
Son preparados utilizando agregados pesados, alcanzando el peso unitario valores entre 2800
– 6000 kg/m3. Generalmente se usan agregados como las baritas, minerales de fierro como la magnetita, limotita y hematita. También agregados artificiales como el fosforo de hierro y partículas de acero.
V. PLÁSTICOS
Materiales no metálicos.
Los materiales no metálicos están constituidos principalmente por los
siguientes grupos de materiales.
Plásticos
Cerámicos y
Materiales compuestos.
LOS MATERIALES PLÁSTICOS
Los plásticos se dividen para su estudio en tres grandes grupos, a saber:
Termoplásticos
Termofijos
Elastómeros
Los primeros son aquellos que se pueden ablandar por medio de calor para
darles forma muchas veces, esto significa que son fáciles de reciclar.
Los plásticos termofijos no se pueden ablandar por medio calor, ya que si se
aumenta mucho su temperatura sólo se conseguiría quemarlos y los
elastómeros son aquellos que pueden experimentar una gran cantidad de
deformación elástica a temperatura ambiente.
De los plásticos se aprovechan las siguientes características:
Son ligeros
Baratos
No se corroen
Se les puede dar forma fácilmente
Buenos aislantes térmicos y eléctricos
Son relativamente fáciles de reciclar
Sin embargo muestran los siguientes inconvenientes:
Sólo pueden trabajar a temperaturas relativamente bajas (no más de
120 ºC)
Sus propiedades mecánicas son un tanto reducidas
Se degradan
Su reciclaje todavía es un tanto limitado.
Sus principales aplicaciones son:
Fibras textiles
Envases y envolturas
Partes para automóvil
Engranes y carcasas
Objetos diversos
Los plásticos más usados hoy día son:
El polietileno, el poliestireno, el cloruro de polivinil ( PVC), el teraftalato
de polietileno (PET), el polipropileno, etc. Todos ellos son plásticos
reciclables.
Dentro de los termofijos los más usados son: los epóxicos, los silicones,
poliésteres no saturados, poliuretano, fenólicos, etc. Todos ellos son muy
difíciles de ser reciclables pero afortunadamente la suma de ellos sólo alcanza
un 20 % del total consumido.
VI. COMPUESTOS:
En términos generales, un material compuesto es aquel que está hecho de dos
o más elementos que le otorgan ciertas propiedades en combinación que no
son posibles en ninguno separadamente. Los más importantes son los que se
refieren a fibras resistentes de varios tipos, encapsuladas en plástico.
Estos, se clasifican en varias categorías según el tipo de fibras utilizadas en su
fabricación tal y como se muestra a continuación:
a) Plásticos reforzados con fibras de carbono (CFPR)
b) Plásticos reforzados con fibras Aramid (AFRP)
c) Plásticos reforzados con fibras de vidrio.
En los plásticos reforzados con fibras , éstas proporcionan la resistencia
mecánica necesaria, y el material plástico o matriz proporciona la forma
del componente. Las propiedades del material dependen del tipo de plástico y
de fibra utilizados en su fabricación. Cuando las resinas utilizadas en los FRP
son curadas y endurecidas forman una pieza de plástico, que por sí sola es
débil y frágil. Por otra parte, las fibras utilizadas, son fabricadas de materiales
frágiles y quebradizos como el vidrio ¿cómo es posible que un material frágil
combinado con otro igual pueda crear un material tenaz? El material con que
están fabricadas las fibras se produce en forma de filamentos muy finos, y las
cuarteaduras y fracturas en el material compuesto dejan de ser un problema
mayor debido a las razones siguientes:
El diámetro de los filamentos de fibra es tan pequeño, que cuando son
sometidas a carga, simplemente se doblan y se apartan de la dirección
de la carga, en lugar de soportarla y como consecuencia fracturarse.
Existe una carga mínima que el material con el que están fabricadas las
fibras puede tolerar sin que su resistencia de vea afectada. Influyendo
de manera determinante el diámetro de la fibra en la resistencia
mecánica de ella.
Las principales aplicaciones de los materiales compuestos son las siguientes:
Paneles de carrocerías para automóviles
Artículos diversos
Componentes para avión, etc.
VII. SELECCIÓN DE MATERIALES
La innovación en ingeniería a menudo significa el uso inteligente de un nuevo
material para una aplicación determinada. Los clips de plástico y los álabes
cerámicos de las turbinas representan intentos de mejorar con polímeros y con
cerámicos lo que previamente se hacía con metales.
Los desastres en ingeniería con frecuencia están causados por un mal uso de
los materiales. Cuando un avión cae al suelo porque aparecen fisuras en
alguna de sus alas, se debe a que los ingenieros que lo diseñaron emplearon
materiales equivocados o no entendieron las propiedades de éstos.
Por ello es vital que el ingeniero profesional conozca cómo se seleccionan los
materiales y sepa cuál se ajusta a las demandas del diseño, demandas
económicas y estéticas, así como de resistencia y durabilidad. El diseñador
debe comprender las propiedades de los materiales y sus limitaciones.
Se dice que existen más de 50.000 materiales disponibles para el ingeniero, de
entre ellos más de 2000 tipos de aceros. En el diseño de una estructura o
dispositivo, ¿cómo elegirá el ingeniero entre un menú tan amplio el material
más adecuado? Los errores pueden causar desastres.
La historia ha sido testigo de grandes desastres en ámbitos como por ejemplo
de construcción civil, naval y aérea a causa de fallos en el diseño de los
componentes, y más concretamente en la selección de los materiales.
Afortunadamente, vivimos en un mundo que no para de avanzar en ámbitos
tecnológicos y cada vez son más las herramientas de las que dispone el
ingeniero para realizar un selección de un material adecuado.
La rotura de los materiales de ingeniería es casi siempre un hecho no deseado
por varias razones; entre éstas cabe resaltar las posibles pérdidas de vidas
humanas, las pérdidas materiales y su incidencia en el suministro de productos
y servicios. Aun cuando las causas de la rotura y el comportamiento de los
materiales sean conocidos, la prevención de las roturas es muy difícil de
garantizar.
Las causas usuales son la selección y la conformación inapropiados de los
materiales, el diseño inadecuado del componente, o bien su mala utilización en
servicio. Es responsabilidad del ingeniero desarrollar planes de contingencia
para el caso de una posible rotura y, si ésta ocurre, estudiar su causa y tomar
las medidas preventivas apropiadas contra futuros incidentes.
. La gran mayoría de avances tecnológicos logrados en la sociedad moderna,
se han apoyado en el descubrimiento y desarrollo de materiales de ingeniería y
procesos de fabricación usados en su obtención. Una adecuada selección de
materiales y procesos, garantiza a los diseñadores de partes mecánicas un
correcto funcionamiento de los componentes diseñados. Existen DIVERSOS
MÉTODOS a la hora de realizar la selección de un material o proceso.
Desde el punto de vista práctico, la posibilidad de usar varios métodos y
poderlos confrontar, garantiza una mayor eficiencia en la selección correcta del
material e un fin específico. La mayoría de métodos parten de la disponibilidad
de una amplia gama de materiales, los cuales se deben analizar, ya sea con
ayuda de:
Recomendaciones (métodos tradicionales)
Mapas de materiales (método gráfico)
Información escrita que se encuentran en fuentes bibliográficas
En forma de software en bases de datos virtuales
En general, la selección del material se hace de acuerdo con las propiedades
exigidas por el componente a diseñar y sustentado con criterios como:
disponibilidad
facilidad de obtención
vida de servicio
factores ambientales costos, entre otros.
De esta forma, se llega a la selección de un único tipo de material, el cual debe
resultar en el más apropiado para el fin pretendido.
MÉTODOS DE SELECCIÓN:
MÉTODO TRADICIONAL
Con este método, el ingeniero o diseñador escoge el material que cree más
adecuado, con base en la experiencia de partes que tienen un funcionamiento
similar y que han mostrado buenos resultados. Este método es también
conocido como materiales de ingeniería de partes similares. El método
mantiene buena aceptación debido a lo siguiente:
El ingeniero se siente seguro con un material usado en el mismo campo
y ensayado
Las características del material empleado ya han sido estudiadas
previamente y por lo tanto no es necesario realizar estudios previos a la
selección.
Ahorro considerable de tiempo
Sin embargo, el uso de este método, en ocasiones conduce a serios
problemas, ya que no se hace un estudio real del AMBIENTE DE TRABAJO
DEL COMPONENTE O EQUIPO, el cual puede ser decisivo a la hora de
escoger el material.
MÉTODO GRÁFICO
Este método se apoya en graficas (conocidas como MAPAS DE
MATERIALES), en las que se relacionan por pares ciertas propiedades de los
materiales. El método fue diseñado exclusivamente para ser utilizado durante
la etapa conceptual de la selección de materiales. En estos mapas se puede
hacer una aproximación del material más adecuado (perteneciente a una
determinada familia de materiales), con base en la relación de las propiedades
más importantes que debe poseer el componente.
MÉTODO CON LA AYUDA DE BASES DE DATOS
En Internet existe una amplia gama de bases de datos sobre materiales, que
han sido construidas para comercialización libre o son distribuidas por
vendedores de materiales. Estas bases de datos son el resultado de
investigaciones en ensayos de materiales. Las bases de datos se dividen
básicamente en dos categorías, numéricas y literarias o de referencias
bibliográficas. Dentro de las más importantes bases de datos están el banco de
datos de la ASTM, la SAE, la ASM, la AISI, la NASA, etc.
CONCLUSIONES:
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, la
verdad este curso de Materiales ha resultado de mucho provecho para cada
uno de nosotros los alumnos de ingeniería, hemos aprendido como conocer a
los materiales por sus propiedades así como por su tipo, sus estructuras
internas y externas, que nos llevamos del curso?, conocimiento provechoso y
una mayor conciencia de los materiales y su aprovechamiento a lo largo de
este curso y a lo largo de la historia, conocer nuestro entorno es sumamente
importante y poder aprovecharlo y modificarlo nos dará mayor comodidad y
también una mayor economía en base al aprovechamiento que del
obtengamos, podemos sin lugar a dudas decir que los materiales forman una
parte importante de la sociedad actual, a donde usted mire encontrara diversos
materiales en sus miles de formas y modificaciones que el hombre, el ingeniero
ha hecho con el único propósito de sacar mayor ventaja y poder adaptar su
medio a las circunstancias requeridas en su momento, la sociedad cambia y
con ella sus necesidades de toda índole, la industria evoluciona
constantemente al igual que la ciencia, gracias a estos cambios podemos ir
adelantes y no ser víctima de la estática, hay cambios, hay dinámica, pero esto
exige cambios, tan necesarios y grandes como se desean, quizás hasta se
requiera cambios sociales, cambios de actitud y quizás hasta cambios de
estructuras económicas y gubernamentales. La industria ha mejorado y
progresado a pasos acelerados durante las últimas tres décadas, el uso de los
aceros y toda clase de metales se ha hecho mucho más común en las
sociedades, la industrialización ha exigido el uso de más y mejores materiales
para su desarrollo, hoy tenemos cubierta la mayoría de esas necesidades, pero
falta mucho por recorrer, realmente no sabemos hacia donde la sociedad con
sus industrias, su ciencia y su tecnología vayan, lo que si sabemos es que
tenemos que ser conscientes de los cambios y prepararnos para ellos, el
afrontarlos adecuadamente, marcara la diferencia entre las economías fuertes,
las débiles y las que deben perecer a causa de la mediocridad y la falta de
actitud adecuada, podemos mirar hacia veinte años atrás y ver cuantos
cambios al día de hoy se han dado y como las industrias exitosas los
afrontaron y como otros hoy ni su recuerdo queda; una actitud y las acciones
adecuadas han permitido el desarrollo de tecnologías nuevas y en gran manera
mucho mejores que las de hace tan solo diez o cinco años, el progreso nos
arrastra y es mejor remar en el sentido que él se desarrolla para ser mejores,
también no podemos estar a expensas de casar tecnologías, tenemos la
obligación de desarrollarlas y sacar adelante a nuestro país, su economía, no
basta saber manejar la tecnología, sino ser padres de ella y poder sacarle el
máximo de provecho, hoy es tiempo de contribuir y de mejorar, de lo contrario
el rezago nos atrapara y pagaremos caro una mala actitud, que en mucho
pudimos corregir y que no estuvimos dispuestos. Ojala esto sirva para
visualizar, que un buen salario es bueno, pero aportar a este país alguna idea,
algún proyecto, algún invento; es todavía mucho mejor, el tiempo cambia,
nosotros debemos hacerlo para bien de la comunidad y no tan solo para
provecho personal, ojala pronto podamos reconocer la falta de una buena
actitud y ser protagonistas en la tecnología, ser maestros y no aprendices.
Como se observa de los métodos descritos, la selección correcta de un
material depende de una gran cantidad de factores, lo que hace que esta no
sea una tarea sencilla, pero que se puede llegar a una buena aproximación.
BIBLIOGRAFÍA:
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James Garratt: Diseño y tecnología (segundo ciclo), editorial Akal. M en I. Felipe Díaz del Castillo Rodríguez. Materiales y propiedades. SHAEFER., XASENA., ANTOLOVICK., SANDERS., WARNER. “Ciencia y
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