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Universidad Rafael LandivarUniversidad Rafael Landivar
Ciencia de los MaterialesCiencia de los Materiales
Ing. Carlos Flores Ing. Carlos Flores
Jose Morales 1118507Jose Morales 1118507
Andrea Díez 1297907Andrea Díez 1297907
Jose Jorge M. 1140304Jose Jorge M. 1140304
Jose Solorzano 1033407Jose Solorzano 1033407
Cindy Batres 1127206Cindy Batres 1127206
Angel Fulladolsa 2006106Angel Fulladolsa 2006106
Materiales en Ingeniería Materiales en Ingeniería
En la actualidad los materiales se diseñan de En la actualidad los materiales se diseñan de acuerdo a una aplicación especifica, esto se acuerdo a una aplicación especifica, esto se debe a la gran cantidad de información debe a la gran cantidad de información disponible y a las herramientas que permiten disponible y a las herramientas que permiten predecir el comportamiento de un material en predecir el comportamiento de un material en especifico. especifico.
Aceros InoxidablesAceros Inoxidables
Familias Básicas de Aceros Inoxidables: Familias Básicas de Aceros Inoxidables:
MartensiticosMartensiticos FerriticosFerriticos
AusteniticosAusteniticos
Aceros Inoxidables Martensiticos :Aceros Inoxidables Martensiticos : Aleaciones hierro, cromo y carbono Aleaciones hierro, cromo y carbono - C≥ 0.10% - C≥ 0.10% - Cr : 12-14%- Cr : 12-14% - TP 420/EN -1.4028- TP 420/EN -1.4028 - Tratamiento Térmico- Tratamiento Térmico - Cuchillería - Cuchillería
Aceros Inoxidables Ferriticos :Aceros Inoxidables Ferriticos : Aleaciones hierro, cromo y carbonoAleaciones hierro, cromo y carbono - C <0.10 %- C <0.10 % - Cr : 16-18%- Cr : 16-18% -TP 430/ EN – 1.4016 -TP 430/ EN – 1.4016 -Estética-Estética -Resistencia a la corrosión -Resistencia a la corrosión
Aceros Inoxidables AusteniticosAceros Inoxidables Austeniticos
Aleaciones hierro, cromo, níquel y carbonoAleaciones hierro, cromo, níquel y carbono
C ≤0.08% C ≤0.08%
Cr: 17-20%Cr: 17-20%
Ni: 8-10%Ni: 8-10%
TP 304/EN -1.4301TP 304/EN -1.4301
efecto del niquel efecto del niquel
conformabilidad, solidaridad y resistencia a la corrosiónconformabilidad, solidaridad y resistencia a la corrosión
muy utilizado muy utilizado
Resistencia a la corrosión Resistencia a la corrosión Los ferrìticos son validos para interior y los austenìticos para exterior .Los ferrìticos son validos para interior y los austenìticos para exterior .
Productos Planos y largos de Acero Productos Planos y largos de Acero InoxidableInoxidable
1.1. Discos : material en forma de círculos, laminado en frio, recocido y decapado.Discos : material en forma de círculos, laminado en frio, recocido y decapado.
-Espesor : 030-4.00 m.m.-Espesor : 030-4.00 m.m.
-Diámetro mínimo : 0.30-4.00 m.m.-Diámetro mínimo : 0.30-4.00 m.m.
2.2. Alambre : alambrón trefilado en frío, en forma derollos.Alambre : alambrón trefilado en frío, en forma derollos.
Diámetro mínimo : 0.50 mmDiámetro mínimo : 0.50 mm
Diámetro máximo : 18.00 mmDiámetro máximo : 18.00 mm
Embalaje : bidones, bobinas, trancane, rollos,rollo rosetado y cestas. Embalaje : bidones, bobinas, trancane, rollos,rollo rosetado y cestas.
3. 3. Bobina (Flejes) Laminacion en frio : Bobina (Flejes) Laminacion en frio : Material en forma de rollo, laminado en frío, recocido y Material en forma de rollo, laminado en frío, recocido y decapado.decapado.
Espesor:Espesor: 0,25 - 6,00 m.m 0,25 - 6,00 m.m Ancho nominal:Ancho nominal: 12 - 1.524 m.m. 12 - 1.524 m.m.
Peso Máximo:Peso Máximo: 19 Kgs./ m.m. ancho. 19 Kgs./ m.m. ancho.
4.4. Barra corrugada en frio: Barra corrugada en frio: Producto corrugado en frío, enderezado y cortado. Producto corrugado en frío, enderezado y cortado.
Diámetro Mínimo:Diámetro Mínimo: 3,0 m.m. 3,0 m.m. Diámetro Máximo:Diámetro Máximo: 14,0 m.m. 14,0 m.m.
Longitud Máxima:Longitud Máxima: 12.000 m.m. 12.000 m.m.
PRODUCTOS TERMINADOSPRODUCTOS TERMINADOS
PRUEBAS PARA LOS ANTERIORES PRUEBAS PARA LOS ANTERIORES PRODUCTOS TERMINADOSPRODUCTOS TERMINADOS
Para los discos estaría bien aplicar ensayos de durezaPara los discos estaría bien aplicar ensayos de dureza Para el alambre las pruebas que le aplicaríamos serian Para el alambre las pruebas que le aplicaríamos serian
de: tenacidad, fatiga, resiliencia y ensayo de tracciónde: tenacidad, fatiga, resiliencia y ensayo de tracción A las bobinas podríamos aplicar ensayos de dureza y A las bobinas podríamos aplicar ensayos de dureza y
de resilienciade resiliencia Por ultimo para las barras corrugadas en frío estaría Por ultimo para las barras corrugadas en frío estaría
bien ensayos de dureza, resiliencia y tracción.bien ensayos de dureza, resiliencia y tracción.
Poliuretano Poliuretano termoplásticotermoplástico Es una de las variedades existentes dentro de los Es una de las variedades existentes dentro de los poliuretanospoliuretanos. Es un . Es un
polímero elastómerico lineal y, por ello, termoplástico. No requiere polímero elastómerico lineal y, por ello, termoplástico. No requiere vulcanización para su procesado, pero en el año 2008 se ha vulcanización para su procesado, pero en el año 2008 se ha introducido un novedoso proceso para reticularlo. Puede ser introducido un novedoso proceso para reticularlo. Puede ser conformado por los procesos habituales para termoplásticos, como conformado por los procesos habituales para termoplásticos, como moldeo pormoldeo por inyección, extrusión y soplado. Se designa comúnmente inyección, extrusión y soplado. Se designa comúnmente como TPU (como TPU (Thermoplastic PolyurethaneThermoplastic Polyurethane).).
El Poliuretano termoplástico es un El Poliuretano termoplástico es un polímeropolímero que se caracteriza por: que se caracteriza por: Alta resistencia al desgaste y a la abrasión. Alta resistencia al desgaste y a la abrasión. Alta resistencia a la tracción y al desgarre. Alta resistencia a la tracción y al desgarre. Muy buena capacidad de amortiguación. Muy buena capacidad de amortiguación. Muy buena flexibilidad a bajas temperaturas. Muy buena flexibilidad a bajas temperaturas. Alta resistencia a aceites, grasas, oxígeno y ozono. Alta resistencia a aceites, grasas, oxígeno y ozono. Es tenaz.Es tenaz.
Aplicaciones :Aplicaciones : Recubrimiento de cables para robots, para sistemas de seguridad del Recubrimiento de cables para robots, para sistemas de seguridad del
automóvil y otros cables especiales. automóvil y otros cables especiales. Mangueras, tubos y perfiles flexibles, para máquinas y aparatos. Mangueras, tubos y perfiles flexibles, para máquinas y aparatos. Fibra elástica textil, empleadas en ropa (deportiva y de baño) Fibra elástica textil, empleadas en ropa (deportiva y de baño) películas, para embalaje y para impermeabilizaciones de ropa y películas, para embalaje y para impermeabilizaciones de ropa y
colchones, dada su permeabilidad al vapor de agua. colchones, dada su permeabilidad al vapor de agua. Componentes para automóvil, tanto soft touch en el habitáculo Componentes para automóvil, tanto soft touch en el habitáculo
como piezas del chasis y compartimento motor. Pomos cambio de como piezas del chasis y compartimento motor. Pomos cambio de marchas, recubrimiento del panel de instrumentos, topes de marchas, recubrimiento del panel de instrumentos, topes de amortiguadores, conectores y fijaciones eléctricas, antenas, taloneras amortiguadores, conectores y fijaciones eléctricas, antenas, taloneras y estribos, fuelles. y estribos, fuelles.
Artículos deportivos, suelas y otros componentes de calzado Artículos deportivos, suelas y otros componentes de calzado deportivo, por ejemplo botas de fútbol y botas de esquí. deportivo, por ejemplo botas de fútbol y botas de esquí.
Ruedas para maquinaria, juntas, Cribas, topes de amortiguación. Ruedas para maquinaria, juntas, Cribas, topes de amortiguación. Placas de asiento para ferrocarril. Placas de asiento para ferrocarril. Artículos para agricultura, ganadería y pesca. Crotales para marcado Artículos para agricultura, ganadería y pesca. Crotales para marcado
de animales.de animales.
Pruebas MecanicasPruebas Mecanicas Prueba de dobladoPrueba de doblado Prueba de tensiónPrueba de tensión Prueba de fatigaPrueba de fatiga
Granza o Granza o pelletspellets de poliuretano termoplástico (TPU). de poliuretano termoplástico (TPU).
CERÁMICAS REFORZADAS CON CERÁMICAS REFORZADAS CON FIBRASFIBRAS
Estos composites suelen denominarse SCC (“structural Estos composites suelen denominarse SCC (“structural ceramic composites”), o cerámicas reforzadas con fibras; ceramic composites”), o cerámicas reforzadas con fibras; que pueden ser dispersas o multidireccionales. Las fibras que pueden ser dispersas o multidireccionales. Las fibras tienen por objeto -manteniendo el buen comportamiento del tienen por objeto -manteniendo el buen comportamiento del material a alta temperatura- mejorar la resistencia mecánica, material a alta temperatura- mejorar la resistencia mecánica, la rigidez, o la tenacidad de la matriz.la rigidez, o la tenacidad de la matriz.
Son utilizados generalmente para aplicaciones en las cuales Son utilizados generalmente para aplicaciones en las cuales deban aparecer simultáneamente en un mismo material deban aparecer simultáneamente en un mismo material aspectos como :aspectos como :
ligereza,ligereza, resistencia a alta temperatura resistencia a alta temperatura estable tenacidad.estable tenacidad.
Ejemplo: compuestos utilizados para bordes de ataque en las Ejemplo: compuestos utilizados para bordes de ataque en las alas de aviones hipersónicos que han de soportar alas de aviones hipersónicos que han de soportar temperaturas superiores a las de fusión de metales ligeros; o temperaturas superiores a las de fusión de metales ligeros; o en balística para cohetes.en balística para cohetes.
Entre los compuestos de matriz cerámica ocupan un lugar Entre los compuestos de matriz cerámica ocupan un lugar preferente los de preferente los de matriz grafítica reforzada con fibras de matriz grafítica reforzada con fibras de grafitografito::
tienen pequeño diámetro (entre 4 y 11 micras) tienen pequeño diámetro (entre 4 y 11 micras) frecuentemente recubiertas de resinas fenólicas para facilitar frecuentemente recubiertas de resinas fenólicas para facilitar la impregnación con la matriz durante el procesado del la impregnación con la matriz durante el procesado del “composite”, y su disposición suele ser continua: “composite”, y su disposición suele ser continua: unidireccional o multidireccional. La matriz se logra unidireccional o multidireccional. La matriz se logra mediante procesos sofisticados: por deposición del Carbono mediante procesos sofisticados: por deposición del Carbono sobre la superficie de las fibras y el interior de sus poros, sobre la superficie de las fibras y el interior de sus poros, desde fase vapor (a partir de hidrocarburos gaseosos); o desde fase vapor (a partir de hidrocarburos gaseosos); o mediante un proceso de impregnación de las fibras con mediante un proceso de impregnación de las fibras con líquidos orgánicos -de adecuadas viscosidad, densidad, líquidos orgánicos -de adecuadas viscosidad, densidad, impregnabilidad y aptitud grafitizante- al que sigue la impregnabilidad y aptitud grafitizante- al que sigue la carbonización.carbonización.
Son excelentes materiales, aunqueSon excelentes materiales, aunque caros y por tanto de poca caros y por tanto de poca producciónproducción. Como propiedades representativas puede señalarse que . Como propiedades representativas puede señalarse que sonson
ligeros (densidad 1,9)ligeros (densidad 1,9) biocompatiblesbiocompatibles su módulo de Younges alto (entre 125 y 250 Gpa los su módulo de Younges alto (entre 125 y 250 Gpa los
unidireccionales y algo mayores los multidireccionales), menor que unidireccionales y algo mayores los multidireccionales), menor que el de los sialones densosel de los sialones densos
resistentes a tracción (600 MPa de Rm los unidireccionales, y 400 resistentes a tracción (600 MPa de Rm los unidireccionales, y 400 MPa a casi 3000ºC los multidireccionales)MPa a casi 3000ºC los multidireccionales)
tenaces como los sialonestenaces como los sialones tienen buena conductividad térmica (140 W/m ºC)tienen buena conductividad térmica (140 W/m ºC) son mecánicamente resistentes a altas temperaturas y tienen bajo son mecánicamente resistentes a altas temperaturas y tienen bajo
coeficiente de dilatación (4.10-6 K-1 a 1900 ºC), lo cual conlleva coeficiente de dilatación (4.10-6 K-1 a 1900 ºC), lo cual conlleva una baja sensibilidad al choque térmico.una baja sensibilidad al choque térmico.
Se oxidan a velocidades tanto menores cuanto mayor es su pureza y Se oxidan a velocidades tanto menores cuanto mayor es su pureza y la perfección de su estructura cristalina (las altamente desordenadas la perfección de su estructura cristalina (las altamente desordenadas se oxidan apreciablemente ya a 400ºC).se oxidan apreciablemente ya a 400ºC).
Productos terminadosProductos terminados
Pruebas para los anteriores Pruebas para los anteriores productos terminadosproductos terminados
Debido a los materiales seria ideal aplicar las siguientes Debido a los materiales seria ideal aplicar las siguientes pruebas:pruebas:
Ensayos de durezaEnsayos de dureza Pruebas a la capacidad de absorber la energíaPruebas a la capacidad de absorber la energía Pruebas a temperaturaPruebas a temperatura