Download Mat Metalicos Introducc. Alumno

Materiales Metálicos – 2do. Ingeniería Mecánica
MATERIALES METALICOS
INTRODUCCION
Ing. Víctor Gómez
U. T. N
Facultad Regional Tucumán
•OBJETIVOS DE LA MATERIA
-Estructuras interna y cristalográfica de los materiales.
-Relación de la estructura interna con las propiedades
de los materiales.
-Procesos para la obtención de los productos
siderúrgicos, desde la materia prima hasta obtención
del producto final.
-Variaciones de la red cristalina y estructura granular
por la aplicación de tratamientos mecánicos, térmicos
o químicos.
-Criterios para seleccionar cada tratamiento en función
de las propiedades mecánicas y tecnológicas
necesarias en cada aplicación.
-Conocer los procesos mas importantes de soldadura,
los consumibles y la función de sus componentes.
-Conocer las características y propiedades de las
distintas aleaciones no ferrosas, su variación con los
tratamientos. Sus aplicaciones.
Metalurgia: Ciencia aplicada cuyo objeto es el estudio
de las operaciones tendientes a la preparación,
tratamiento (físico/químico) y producción de metales y
sus aleaciones.
Siderurgia: Tecnología relacionada con la producción
del hierro y sus aleaciones, en especial las que
contienen un pequeño porcentaje de carbono, que
constituyen los aceros
► INTRODUCCION
▶
-
-
-
Importancia de los materiales en nuestra cultura.
Aplicación de los materiales en el transporte, la vestimenta, la
comunicación, la alimentación, etc. – El hombre en sus orígenes y los
materiales.
El hombre y el descubrimiento de técnicas para producir materiales con
propiedades superiores al de los naturales.
Mejoramiento de las propiedades de los metales por el uso del calor y de
otras sustancias. Método de prueba y error.
Últimos 100 años. Direccionamiento hacia las propiedades tecnológicas
útiles.
Los materiales metálicos Esta disciplina implica estudiar la relación
entre la estructura y las propiedades de los metales.
Estructura: A nivel atómico, la estructura se refiere a la organización de
átomos y moléculas entre si. El siguiente gran dominio estructural, es el
que contiene grandes grupos de átomos enlazados entre si y que se
denomina “Microscópico” o sea, que puede observarse con algún tipo de
microscopio. Finalmente, los elementos estructurales que pueden
observarse a simple vista y que se denominan “Macroscópicos”.
Propiedades: Las definiciones de las propiedades suelen ser
independientes de la forma y tamaño del material. Las propiedades
importantes de los materiales sólidos se agrupan en las siguientes
categorías, mecánicas, eléctricas, térmicas, magnéticas, ópticas y
químicas.
Las propiedades mecánicas relacionan la deformación con la carga o
fuerza aplicada, como por ejemplo el módulo elástico y la resistencia.
Las propiedades eléctricas, tales como la conductividad eléctrica y
constante dieléctrica, el estimulo es un campo eléctrico.
El comportamiento térmico de los sólidos se representa en función de la
capacidad calorífica y la conductividad térmica.
Las propiedades magnéticas se refieren a la respuestas de un material
frente a la influencia de un campo magnético.
Las propiedades ópticas, el estímulo es la radiación electromagnética o
lumínica; el índice de refracción y la reflectividad son propiedades ópticas
representativas.
Las propiedades químicas indican la reactividad química de un material.
Por que estudiamos los materiales metálicos: Ingenieros y
técnicos de las diferentes ramas se encontrarán con
problemas de diseño o aplicación en cualquier momento
de su vida profesional. A menudo el problema que se
presenta es el de la elección del material mas adecuado
de entre los miles de materiales disponibles. La decisión
final dependerá de varios factores, por ahora
mencionamos dos.
Primero, una vez determinadas las condiciones de servicio,
se caracterizarán las propiedades requeridas del material
a utilizar, claro casi nunca este material llenará todas las
necesidades impuestas por la aplicación, pero siempre se
encontrará una solución de compromiso. El ejemplo
clásico lo constituyen la resistencia y la ductilidad, un
material de alta resistencia tiene ductilidad limitada. Por lo
que habrá que establecer un compromiso razonable entre
estas propiedades.
Segundo, esta consideración se refiere a la degradación que
el material experimenta en servicio, ya sea por elevadas
temperaturas o por los ambientes corrosivos los cuales
disminuyen considerablemente la resistencia mecánica.
Relación Técnica / Económica: Finalmente, la consideración
mas convincente es probablemente la económica. Un
material puede reunir todas las condiciones requeridas
pero, puede resultar demasiado caro y en este punto se
debe analizar el compromiso técnico económico que
requiere cualquier emprendimiento.
Metales
Son aquellos que están compuestos básicamente por uno o más metales, aunque
pueden contener otros componentes.
La mayoría de las propiedades de los metales se atribuyen a los electrones. Los
metales conducen perfectamente el calor y la electricidad y son opacos a luz
visible. Los metales son resistentes y a su vez deformables.
- Materiales férricos Aquellos cuyo principal componente es el hierro.
- Materiales no férricos Los que se obtienen de otros metales que no sea el hierro.
•
Suelen ser sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio, que es
líquido.
•
Todo metal tiene un punto de fusión, que es la temperatura a la cual el
metal pasa de sólido a líquido.
•
Son maleables y dúctiles: pueden deformarse para formar láminas y
alambres sin sufrir roturas.
•
Oro, Plata y Bronce son los más dúctiles y maleables.
Ductilidad es la propiedad que presentan algunos metales y aleaciones cuando,
bajo la acción de una fuerza, pueden estirarse sin romperse permitiendo
obtener alambres o hilos.
Maleabilidad: Propiedad que junto a la ductilidad presentan los cuerpos a ser
labrados por deformación. Se diferencia de aquélla en que mientras la
ductilidad se refiere a la obtención de hilos, la maleabilidad permite la
obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa, teniendo
en común que no existe ningún método para cuantificarlas.
Aleaciones: Material metálico que se obtiene al fundir y dejar que se solidifique
una mezcla de un metal con otros materiales (normalmente otros metales).
•
Ejemplo: Latón = Cobre + Cinc - Más dureza y resistencia eléctrica que cada
metal por separado.
La torre EIFFEL
- Ubicación: Campo de Marte, a orillas del río Sena. Paris – Francia.
- Altura: 300 m mas una antena actual, 325 m. Fue, la estructura mas
alta del mundo durante 40 años.
- Peso: 7300 Tn mas 2.700 tn agregadas luego, por restaurante,
tiendas, museos.
- Material: Esta construida en hierro pudelado con un contenido de C
entre 0,05 a 0,25. Tiene 2.5 millones de remaches. Cada 5 años
se aplican 50 tn de pintura. Tiene cimientos de mas de 30 m de
profundidad y trabajaron mas de 200 obreros.
- Inauguración: 31 de Marzo de 1889.
- Autor: Ing. Gustave Eiffel.
- Otra obra: También construyo la estructura de la Estatua de la
Libertad, en Nueva York
La torre es uno de los monumentos mas visitados del mundo con casi
7 millones de visitantes por año.
•
ALGUNOS EJEMPLOS DE FALLAS O MAL ELECCION DEL MATERIAL
Navíos LIBERTY – 1.940 – 100 c / problemas
Un puente en USA
Gasoducto
en Siberia
SIDERURGIA – OBTECION DEL ACERO
Esquema de obtención de acero, que es el
producto metálico mas empleado en el mundo
en cuanto a su aplicación en todo tipo de
industria, construcciones civiles, etc.