Ingenieria De Materiales 1 Primera Parte

INGENIERÍA DE MATERIALES I

Materiales de Ingeniería

Agradecimiento

Un agradecimiento especial a todos los autores de las obras de Ciencia e Ingeniería de Materiales, de las cuales se ha compilado esta información.

INGENIERÍA DE MATERIALES I

Compilado y Adaptado por:

Segundo Manuel Espín Lagos

INGENIERO MECÁNICO (ESPOCH)

MAGISTER EN DISEÑO MECÁNICO (UTA)

Índice

CAPÍTULO I

1. Introducción………………………………… 1

1.1 Clasificación de los materiales………………. 3

1.1.1 Metales…………………………………….. 3

1.1.2 Cerámicos y Vidrios……………………….. 3

1.1.3 Polímeros…………………………………... 4

1.1.4 Compuestos……………………………… 5

1.1.5 Conductores..………………………………. 5

1.1.6 Semiconductores………………………… 5

1.1.7 Aislantes…………………………………… 5

1.1.8 Magnéticos………………………………… 6

1.1.9 No magnéticos……………………………... 6

1.2 El hierro puro………………………………… 6

1.2.1 Estructuras cristalinas en el hierro puro……. 7

1.3 Curva de enfriamiento del hierro puro………. 8

1.4. Diagrama hierro - carbono…………………. 9

1.5 Clasificación de los aceros y fundiciones……. 16

1.6 Clasificación de las fundiciones…………… 19

1.7 Aceros aleados……………………………….. 25

1.8 Metales no ferrosos………………………….. 43

1.9 Cerámicos y vidrios…………………………. 54

1.10 Polímeros (plásticos)……………………….. 70

1.11 Materiales compuestos…………………… 83

1.12 Materiales conductores…………………… 93

1.13 Materiales semiconductores……………… 93

CAPITULO II

2 Estructura atómica y enlaces…………………... 94

2.1 Introducción………………………………….. 94

2.2 Estructura de los átomo……………………… 94

2.3 Números atómicos y masas atómicas……….. 95

2.4 Estructura electrónica………………………... 105

2.5 Tabla periódica………………………………. 111

2.6 Tipos de enlaces atómicos…………………… 113

CAPÍTULO III

3 Estructura de los sólidos cristalinos…………… 129

3.1 Introducción………………………………….. 129

3.2 Redes espaciales y celda unitaria…………… 130

3.3 Sistemas cristalinos y redes de Bravais……… 132

3.4 Estructuras cristalinas de los metales………... 133

3.5 Posiciones de los átomos en celdas unitarias cúbicas 144

3.6 Direcciones en las celdas unitarias cúbicas….. 146

3.7 Índices de Miller para planos cristalográficos en celdas unitarias cúbicas 150

3.8 Planos cristalográficos y direcciones en la estructura cristalina hexagonal compacta (HCP) 155

3.9 Cálculo de la densidad volumétrica………….. 157

3.10 Cálculo de la densidad atómica plana……… 160

3.11. Cálculo de la densidad atómica lineal……... 162

3.12 Materiales Amorfos………………………… 164

CAPITULO IV

4 Imperfecciones en sólidos……………………..

166

4.1 Introducción…………………………………

166

4.2 Solidificación de metales……………………..

166

4.3 Soluciones sólidas metálicas………………… 167

4.4 Imperfecciones cristalinas……………………

CAPITULO V

5 Difusión……………………………………….. 172

185

5.1 Introducción…………………………………. 185

5.2 Mecanismos de difusión…………………… 185

5.3 Difusión en estado estacionario…………… 187

5.4 Difusión en estado no estacionario………… 191

5.5 Endurecimiento superficial del acero por carburización con gas 197

5.6 Efecto de la temperatura en la difusión en sólidos 203

CAPÍTULO VI

6 Propiedades mecánicas de los metales…………

209

6.1 Propiedades mecánicas de los metales……….

209

6.2 Esfuerzo y Deformación……………………... 210

6.3 Deformación elástica………………………… 223

6.4 Propiedades elásticas de los materiales……… 230

6.5 Propiedades de tracción……………………… 234

6.6 Resistencia a la tracción……………………... 237

6.7 Resiliencia…………………………………… 241

6.8 Tenacidad……………………………………. 243

6.9 Dureza……………………………………… 244

6.10 Fractura…………………………………… 254

6.11 Tenacidad a la fractura…………………… 259

6.12 Ensayo de fractura por impacto…………….. 268

6.13 Técnicas de ensayo de impacto.. 269

6.14 Fatiga……………………………………….. 271

CAPÍTULO VII

7 Diagramas de fase o de equilibrio…………… 274

7.1 Introducción………………………………… 274

7.2 Diagramas de fase de sustancias puras………. 276

7.3 Regla de las fases de Gibbs………………….. 278

7.4 Sistemas de aleaciones binarias isotérmicas… 281

7.5 Regla de la palanca………………………….. 284

7.6 Sistemas de aleaciones binarias eutécticas …. 286

7.7 Sistemas de aleaciones binarias peritécticas… 291

7.8 Sistemas binarios monotécticos……………… 297

7.9 Reacciones invariantes………………………. 298

7.10 Diagramas con fase y compuestos intermed... 299

7.11 Diagramas de fase ternarios………………... 304

Prefacio

Este

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