Materiales

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA

TECNOLOGÍA DE CONFORMADO

Tema: Materiales

Objetivos: Reseña histórica de los materiales

Clasificación de los materiales utilizados en Ingeniería Mecánica

Estructura de los materiales

Sistemas estructurales cristalinos de Bravais

Propiedades de los materiales

Solicitaciones mecánicas

Normas internacionales

Escalas normalizadas de dureza

Practica de dureza

Marco Teórico:

Históricamente, el desarrollo y la evolución de las sociedades han estado íntimamente vinculados a la capacidad de sus miembros para producir y conformar los materiales necesarios para satisfacer sus necesidades. Los prehistoriadores han encontrado útil clasificar las primeras civilizaciones a partir de algunos materiales usados: Edad de Piedra, Edad del Cobre, Edad de Bronceo Edad del Hierro. Esta última secuencia parece universal en todas las áreas, ya el uso del hierro requiere una tecnología más compleja que la asociada a la producción de bronce, que a su vez requiere mayor tecnificación que el uso de la piedra.

Clasificación de los materiales utilizados en ingeniería mecánica

Por el estado en que se encuentran se clasifican en:

Por su obtención se clasifican en:

Por su estructura se clasifican en:

Estructura de los materiales

La estructura de los materiales es distinta para cada material como lo indica la Tabla 1.1

MATERIAL UNIDADES ESTRUCTURALES ESTRUCTURA

[M] Metálicos Celda

(vector de formación) Cristalina

[Nm+m] Cerámicos Celda

(varios vectores de formación) Cristalina

Polímeros Mero

(agregación de varios polímeros) Polimérica

Flastómeros(caucho) Proviene de la planta del caucho Polimérica

Madera Célula Celulósica

Materiales compuestos

(cuyos materiales pueden separarse) Cada material Cada material

Tabla 1.1

Redes de bravais

Constituidas por átomos de metales ocupando posiciones relativas fijas, y los electrones del último nivel de energía en cualquier instante completan el octeto.

Metal.-formada por iones metálicos.

Las redes de Bravais se clasifican en redes en el plano y redes en el espacio.

Redes en el plano.- Las redes en plano son cinco tal y como lo muestra la Imagen 1.1

Imagen 1.1

[scielo.sld.cu, 2012]

Redes en el espacio.- Las redes en el espacio son siete tal y como lo muestra la Tabla 1.2

Redes de Bravais en el espacio

triclínico

triclínica monoclínico

Monoclínica simple Monoclínica

Centrada en las bases

ortorrómbico

Ortorrómbico simple Ortorrómbico

Centrada en las bases Ortorrómbico centrada en el interior Ortorrómbico centrada en las caras

tetragonal

Tetragonal simple Tetragonal centrada en el centro romboédrico

(trigonal) trigonal

hexagonal

Hexagonal simple cúbico

Cúbica simple Cubica centrada en el interior Cubica centrada en las caras

Tabla 1.2

NOTA. La bondad del acero es que puede cambiar de BBC a FCC.

La red cristalina unitaria es la mínima confinidad de átomos de un material que da lugar a la estructura, que repetida a lo largo del material le da su estructura, por lo tanto sus propiedades.

Propiedades de los materiales

Físicas.- Quitada la acción la reacción desaparece.

Químicas.- Quitada la acción permanece la reacción (oxidación y reducción).

Fisicoquímicas.-quitada la acción una parte de la reacción permanece y la otra desaparece (radioactivos y humedad).

Características intrínsecas.- son propias de cada material y no se las puede cambiar como

por ejemplo:

Densidad

Presión

Temperatura

Color

Gravedad específica

Calor específico

Propiedades.- pueden ser cambiadas, como por ejemplo:

Eléctricas, por ejemplo la conductividad

Electromagnética

Óptica

Acústica

Mecánicas

Solicitaciones mecánicas

Cargas a la que se somete un cuerpo, respuesta por unidad de área de una fuerza externa.

Las principales solicitaciones mecánicas son: tracción, compresión, flexión, cortadura, torsión, indentación y la flexión simple; para un mejor entendimiento de las solicitaciones mecánicas ver la Imagen 1.2

Imagen 1.2

[danybarker.wordpress.com,2013]

Ensayos normalizados

Son las condiciones mínimas para que se cumpla, para obtener las propiedades de algún material.

Isotrópicos.-iguales propiedades en cualquier dirección de las cargas.

Normas internacionales

Las normas internacionales son las ASTM, DIM y la Japonesa, donde está todo normalizado. Una norma es la mínima condición para que se cumpla algún hecho.

Escalas normalizadas de dureza

Mohs, geólogo francés hizo la primera escala de dureza en 1820  resistencia

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