sesión 1 - clasificación y propiedades de los materiales [modo de compatibilidad]

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TECNOLOGIA DEMATERIALES

Descripción del Curso

• Cada objeto que observamos o percibimos, ha sufrido un proceso de transformación de los materiales y que para ello ha sido necesario:– una tecnología apropiada,

que es cambiante con el tiempo;

– los fundamentos de estos procesos son relativamente invariables.

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Objetivos generales del Curso

• Diferenciar los materiales ferrosos, no ferrosos, naturales y sintéticos más usados en la industria y analizar sus aplicaciones.

• Diferenciar y analizar los diferentes procesos de transformación con y sin arranque de viruta

• Medir longitudes y ángulos con instrumentos de precisión utilizados en el procesamiento de materiales.

• Identificar los principales materiales y procesos utilizados para unir materiales y analizar el comportamiento de sus variables.

• Reconocer los principales procedimientos, conformado de planchas y perfiles para obtener partes.

• Sistema de evaluación: “d”.– 30% prácticas de aula.– 40% laboratorios de materiales.– 30% examen final.

• Duración:17 sesiones + 1 examen

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Sesión ICLASIFICACIÓN Y

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Objetivo de la unidad

• Clasificar y diferenciar los materiales más utilizados en la industrial.

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Evolución del uso de los materiales

El hombre aprendió a modificar lo que encontró a su

alrededor.

Edad de los metales

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

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

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

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

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El Perú antiguo• El señor de SIPAN

– Los Mochica innovaron la tecnología y producción metalúrgica con el uso intensivo del cobre en la fabricación de ornamentos, armas y herramientas. Su más importante proeza fue dorar el cobre con una sofisticada técnica que obteniene los mismos resultados que el sistema electrolítico inventado en Europa recién a fines del siglo XVIII.

– Los guerreros debieron gozar de un status especial y formar pequeños ejércitos profesionales, fuerza coercitiva de control, dominio político y cautela territorial, como lo demuestran las complejas edificaciones militares estratégicamente emplazadas en los valles y las extensas murallas que demarcaron los señoríos o pequeños reinos.

– Para los Mochica, amantes de la vida, la muerte no constituía el final. Los hombres seguían viviendo en otra esfera del mundo con sus mismas obligaciones o privilegios, razón que llevó a sepultarlos con provisiones y bienes. Los entierros reflejaban así la función y lugar de cada hombre dentro de su sociedad.

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El Perú antiguoSeñora de CaoEl lujo de los adornos y vestidos que acompañaban el fardo funerario de esta mujer confirmaron su estatus de gobernante, cuya muerte se produjo en el año 400 después de Cristo, 150 años después del apogeo del Señor de Sipán, quien se considera el líder más antiguo de los moches.

Se cree que la dama tenía el estatus de gobernante en la sociedad teocrática del valle del río Chicama, además de ser considerada un personaje casi divino. Sus restos momificados estaban cubiertos por 18 collares de oro, plata, lapizlázuli, cuarzo y turquesa, 30 adornos de nariz de oro y plata, diademas y coronas de cobre dorado.

Su cuerpo tiene tatuajes de serpientes y arañas, aún visibles, que representan la fertilidad de la tierra pero que también podrían indicar sus dotes como adivina. La preservación del cadáver, así como de algunas vestimentas, fue posible porque se le untó con sulfato de mercurio, una sustancia venenosa para las bacterias que podrían haber deteriorado el cuerpo.

Edad de los metales

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

• (200 A.C.) - nace el Bronce (Cu-Sn): manejo del As era peligroso:– 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 los metales.

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Edad del hierro

• Durante el siglo XIX se descubrieron nuevos procedimientos para la fabricación de acero (Co, Ni, V, W)- 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 duro que el acero maleable.

• El acero es un material100% reciclable• Acero más duro en the Twin tower (350mil 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 resaltar alguna característica común a diferentes materiales; así tenemos:– Según su estado

– Según su origen.

– Según su aplicación a nivel industrial, etc.

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• La selección adecuada de un determinado material, para la fabricación de una pieza determinada es vital para garantizar la funcionalidad de esta durante su ciclo de trabajo.

Materias primas

• METALES FERRICOS:– Acero de construcción (- de

0,5% de C).

– Acero de herramientas (+ de 0,5% de C).

– Hierro fundido

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Materias primas• METALES NO FERRICOS

PESADOS:– Plomo (Pb)

– Cobre (Cu)

– Latón (CuZn)

– Zinc (Zn)

– Estaño (Sn)

Materias primas

• METALES NO FERRICOS LIGEROS:– Aluminio (Al)

– Magnesio (Mg)

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Materias primas• MATERIALES

NATURALES:– Madera

– Piedra (mármol)

– Asbesto

– Vidrio

– Cuero

– Cerámico

– Caucho

Materias primas

• MATERIALES SINTÉTICOS TERMOPLASTOS:– Polietileno

– Vidrio acrílico

– Poliamida

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Materias primas• MATERIALES

SINTÉTICOS DUROPLASTOS:– Resina de fenol (bakelita)

– Resina de poliester no saturada (fibra de vidrio)

Materias primas

• MATERIALES SINTÉTICOS ELASTÓMEROS:– Poliuretano blando

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PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

• Propiedades térmicas

• Propiedades eléctricas

• Propiedades químicas

• Propiedades mecánicas

• Propiedades 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)

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Propiedades Físicas

• Punto de fusión:– Temperatura a la cual el

material sólido pasa a estado líquido.

Propiedades tecnológicas

• Indican el comportamiento del material al momento de ser trabajado:– Colabilidad

– Maleabilidad

– Mecanizabilidad.

– Soldabilidad

– Templabilidad

– Ductibilidad

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• Colabilidad:– Son aquellos que pueden

fundirse y conformarse por moldeo en moldes a temperaturas económicas.


• MALEABILIDAD:– Son aquellos que por acción

de fuerzas aplicadas sufre una deformación permanente conservando su cohesión molecular.

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• MAQUINABILIDAD:– Aquellos materiales que

por seccionado o arranque de viruta pueden romper su cohesión molecular

• Cizallado

• Torneado

• Taladrado


• SOLDABILIDAD:

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• TEMPLABILIDAD:– Indica que la dureza del

material puede modificarse por acción de la temperatura. Por lo tanto la templabilidad es una medida de la profundidad a la cual un aleación especifica puede endurecerce


• Ductibilidad:– Es la propiedad que presentan algunos metalesy

aleacionescuando, bajo la acción de una fuerza, pueden estirarse sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos.

– A los metales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles.

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Propiedades mecánicas

• Es la reacción de los materiales debido a fuerzas externas aplicadas.– Resistencia

• Fuerza de tracción (ductibilidad)

• Fuerza de compresión (maleabilidad)

• Fuerza de cortadura


• DUREZA:– Propiedad mecánica de los

materiales consistente en la dificultad que existe para rayar o crear marcas en la superficie mediante micro penetración de una punta

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• FRAGILIDAD:– Capacidad de un

material de fracturarse con escasa deformación.


• FATIGA:– Una pieza sometida a

acción de cargas periódicas (alternativas o intermitentes). Puede llegar a romperse con cargas menores a las que producirías deformaciones

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• TENACIDAD:– Es la energía total que

absorbe un material antes de alcanzar la rotura o resistencia que opone un mineral a ser roto.

Péndulo de charpy

Propiedades mecánicas• ELASTICIDAD:

– Es la propiedad que tiene un material de volver a su posición/forma inicial tras su tracción.

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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 a romperse.

Propiedades térmicas

• Cuando el CALOR actúa sobre el material:– Dilatación.

– Punto de fusión.

– Conductividad térmica.

– Calor específico.

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• DILATACION TERMICA:


• CONDUCTIVIDAD TERMICA:– Es la capacidad que tienen los

materiales de conducir calor:

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Propiedades Magnéticas

Propiedades eléctricas

• Comportamiento de los materiales frente a la ENERGÍA ELÉCTRICA.

– Resistencia eléctrica

– Conductividad eléctrica

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Propiedades químicas

• Los materiales pueden deteriorarse químicamente:– oxidación

– corrosión

Gracias por la atención prestada

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