Tecnología Mecánica

ESCUELA POLITECNICA DEL EJERCITO SEDE LATACUNGA

CUADERNO DE TECNOLOGIA MECANICA

INTEGRANTES:

- JUAN TACO

- LUIS GUILCASO

Tecnología Mecánica

Objetivo General: Analizar las propiedades de los metales y sus aleaciones para su relación, aplicación y posterior mecanizado con técnicas de fabricación.

Unidad I.- Propiedades de los metales y sus aleaciones.

Objetivo de la Unidad.- Analizar las propiedades físicas, químicas, mecánicas y tecnológicas de los metales y sus aleaciones a partir del estudio de su micro estructura.

1.1- Propiedades físicas-Químicas.1.2-Propiedades Mecánicas y Tecnológicas.

1.3-El acero y las fundiciones.

1.4-Diagramas Hierro-Carbón.

1.5-Aluminio y sus Aleaciones.

1.6-El cobre y sus aleaciones.

1.7-Metales y aleaciones diversas.

1.8-Practica.

1.8.1-Designación de materiales.1.8.2.-Identicacion de materiales.1.8.3.-Ensayo de materiales.1.8.4.-OtrasBIBLIOGRAFIA:

- Tecnología de los materiales. GTZ- Metalurgia- AVNER- Maquinas, Herramientas y manejo de Materiales- Pollack.

METALES

Se definen como metales, las sustancias que poseen las siguientes propiedades:

· Buena conductividad térmica y eléctrica· Molécula monoatómica· Brillo característico llamado metálico· Muy poco reactivo con el hidrógeno

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· Se combina con el oxígeno para formar los óxidos · Son dúctiles o deformables· Son sólidos a temperatura normal excepto el mercurio que es líquido.

De acuerdo con su peso específico ( Pe), pueden ser metales pesados (Pe >4) o metales ligeros ( Pe < 4).Los metales ligeros tienen gran afinidad por el oxígeno y muchos de ellos descomponen el agua a temperatura normal por reaccionar con el oxígeno.Los metales pesados son más resistentes a la oxidación; los metales nobles como el oro, plata y el platino no se oxidan aún en caliente.La mayor parte de los metales se obtienen por extracción de los minerales que los contienen como óxidos, sulfuros, carbonatos y silicatosLos metales están constituidos por un agregado compacto de cristales (estructura cristalina) que se forma durante la solidificación.En la estructura cristalina de los metales, los átomos toman posiciones regulares recurrentes en tres dimensiones, determinadas por el número de átomos y su posición en la retícula cristalina, visualizadas como celdas unitarias que constituyen el agrupamiento geométrico básico de los átomos que se repiten indefinidamente.

Las aleaciones de ingeniería pueden dividirse en dos tipos: ferrosas y no ferrosas. La aleaciones ferrosas tienen al hierro como su principal metal de aleación, mientras que las aleaciones no ferrosas tienen un metal distinto del hierro. Los aceros que son aleaciones ferrosas, son las más importantes principalmente por su costo relativamente bajo y la variedad de aplicaciones por sus propiedades mecánicas. Las propiedades mecánicas de los aceros al carbono pueden variar considerablemente por trabajo en frío y recocido. Cuando el contenido de carbono de los aceros se incrementa por encima de 0.3% , pueden ser tratados térmicamente por temple y revenido para conseguir resistencia con una razonable ductilidad. Los elementos de aleación tales como el níquel, cromo y molibdeno se añaden a los aceros al carbono para producir aceros de baja aleación. Los aceros de baja aleación presentan buena combinación de alta resistencia y tenacidad, y son de aplicación común en la industria de automóviles para usos como engranajes y ejes.Las aleaciones de aluminio son las más importantes entre las no ferrosas principalmente por su ligereza, endurecibilidad por deformación, resistencia a la corrosión y su precio relativamente bajo. El cobre no aleado se usa en abundancia por su conductividad eléctrica, resistencia a la corrosión, buen procesado y costo relativamente bajo, el cobre se alea con el cinc para formar unas serie de latones que tienen mayor resistencia que el cobre sin alear.Los aceros inoxidables son las aleaciones ferrosas más importantes a causa de su alta resistencia a la corrosión en medios oxidantes, para ser un acero inoxidable debe contener al menos 12% de cromo. Los hierros para fundición son otra familia industrialmente importante de las aleaciones ferrosas. Son de bajo costo y tienen propiedades especiales tales como un buena moldeabilidad, resistencia a la corrosión, al choque térmico, al desgaste y durabilidad. La fundición gris tiene un alta maquinabilidad y capacidad de amortiguamiento de vibraciones, debido a las hojuelas de grafito en su estructura.Otras aleaciones no ferrosas son las de magnesio, titanio y níquel. Las de magnesio son excepcionalmente ligeras y tienen aplicaciones aeroespaciales. Las aleaciones de titanio son caras, pero tienen una combinación de resistencia y ligereza que no es asequible para cualquier otro sistema de aleación y por esta razón se usan ampliamente en las piezas estructurales de los aviones. Las aleaciones de níquel presentan una gran resistencia a la corrosión y oxidación y son por tanto son usadas comúnmente en los procesos industriales químicos y de petróleos. Con la mezcla de níquel, cobalto y cromo se forma la base para las súper aleaciones de níquel, necesarias para las turbinas de gas de aviones de propulsión a chorro y algunas baterías eléctricas.

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Oro nativo

Aluminio

No metales

Se denomina a los elementos químicos que no son metales. Los no metales, excepto el hidrógeno, están situados en la tabla periódica de los elementos en el bloque p . Los elementos de este bloque son no-metales, excepto los metaloides (B, Si, Ge, As, Sb, Te), todos los gases nobles (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), y algunos metales (Al, Ga,In, Tl, Sn, Pb).

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Los no-metales aparecen en color verde, a la derecha de la tabla periódica.

En orden de número atómico:

Hidrógeno (H) Carbono (C)

Nitrógeno (N)

Oxígeno (O)

Flúor (F)

Fósforo (P)

Azufre (S)

Cloro (Cl)

Selenio (Se)

Bromo (Br)

Yodo (I)

Ástato (At)

Las propiedades de los no metales son, entre otras, Son malos conductores de electricidad y de calor. No tienen lustre. Por su fragilidad no pueden ser estirados en hilos ni aplanados en láminas.

El hidrógeno normalmente se sitúa encima de los metales alcalinos, pero normalmente se comporta como un no metal. Un no metal suele ser aislante o semiconductor de la electricidad. Los no metales suelen formar enlaces iónicos con los metales, ganando electrones, o enlaces covalentes con otros no metales, compartiendo electrones. Sus óxidos son ácidos.

Los no metales forman la mayor parte de la tierra, especialmente las capas más externas, y los organismos están compuestos en su mayor parte por no metales. Algunos no metales, en condiciones normales, son diatómicos en el estado elemental: hidrógeno (H2), nitrógeno (N2), oxígeno (O2), flúor (F2), cloro (Cl2), bromo (Br2) y yodo (I2). Los no metales varían mucho en su apariencia no son lustrosos y por lo general son malos conductores del calor y la electricidad.

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Sus puntos de fusión son más bajos que los de los metales (aunque el diamante, una forma de carbono, se funde a 3570 ºC). Varios no metales existen en condiciones ordinarias como moléculas diatómicas. En esta lista están incluidos cinco gases (H2, N2, 02, F2 y C12), un líquido (Br2) y un sólido volátil (I2). El resto de los no metales son sólidos que pueden ser duros como el diamante o blandos como el azufre. Al contrario de los metales, son muy frágiles y no pueden estirarse en hilos ni en láminas. Se encuentran en los tres estados de la materia a temperatura ambiente: son gases (como el oxígeno), líquidos (bromo) y sólidos (como el carbono). No tienen brillo metálico y no reflejan la luz. Muchos no metales se encuentran en todos los seres vivos: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre en cantidades importantes. Otros son oligoelementos: flúor, silicio, arsénico, yodo, cloro.

MATERIAL SINTETICO

Un material sintético es aquel producto de la "síntesis química", que consiste en el proceso de obtención de compuestos químicos partiendo de sustancias más simples.

Por ejemplo el proceso permite obtener productos que no se encuentran en la naturaleza, como los plásticos.

En el ámbito de la informática, los materiales sintéticos son fundamentales para la fabricación tanto de los componentes de una computadora (chips y demás componentes electrónicos) como de su estructura física de bajo costo.

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SUBDIVISION DE LOS MATERIALES

Materiales Férreos

Los elementos metálicos, así como el resto de elementos, se encuentran ordenados en un sistema denominado tabla periódica. La mayoría de elementos en esta tabla son los metales.

Los metales se diferencian del resto de elementos, fundamentalmente en el tipo de enlace que constituyen sus átomos. Se trata de un enlace metálico y en él los electrones forman una nube que se mueve, rodeando todos los núcleos. Este tipo de enlace es el que les confiere las propiedades de condición eléctrica, brillo etc.

Hay todo tipo de metales - metales pesados, metales preciosos, metales ferrosos, metales no ferrosos... y el mercado de metales es muy importante en la economía mundial.

Definiciones de términos

Aleación: Una aleación es la mezcla de dos o más elementos, siendo uno de ellos el metal

Arrabio: Hierro líquido con menos impurezas que el hierro inicial

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Escoria: Las impurezas que reaccionan con caliza

Alto horno: Horno para hacer aleaciones y fundiciones, se alcanzan temperaturas muy elevadas. Hay que construirlo con materiales refractarios, es decir muy resistentes al calor.

Metales Férricos

* Hierro

* Aceros

* Fundiciones

Metales no férricos

Metales pesados

* Cobre

*Plomo

* Níquel

Metales Ligeros

* Aluminio

* Magnesion

* Titanio

METALES FERROSOS O FÉRRICOS

Se denomina metales ferrosos a aquellos cuyo principal componente es el hierro. Los principales metales férricos son el hierro puro, el acero y la fundición.

El acero y la fundición son aleaciones de hierro y carbono.

Si la proporción de carbono es inferior al 0,03% tenemos hierro puro. Cuando la proporción de carbono está comprendida entre el 0,03% y el 1,76 % el material obtenido es acero. Si la proporción de carbono se encuentra entre el 1,76 % y el 6,67% entonces lo que obtenemos es fundición.

EL HIERRO PURO

El hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre y dentro de los metales sólo es superado por el aluminio.

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Se encuentra en la naturaleza formando parte de minerales como la limonita (FeO (OH)), la siderita (FeCO3), , la magnetita (Fe3O4 , el oligisto, la pirita (FeS2), , etc. No es habitual encontrarlo solo.

Minerales de los que se obtiene el hierro

Limonita Siderita Magnetita

Oligisto Pirita

El hierro se obtiene en los altos hornos a partir de los óxidos, aquellos minerales que no son óxidos deben transformase en estos compuestos antes de ser introducidos en los altos hornos.

El hierro es un metal de color gris plateado, tenaz, maleable, dúctil, blando, presenta propiedades magnéticas, se oxida con facilidad y su temperatura de fusión es de 1535 º C.

El hierro puro tiene pocas aplicaciones ya que sus características mecánicas no lo hacen apropiado para usos industriales, una de sus principales aplicaciones es en la fabricación de electroimanes aprovechando sus propiedades ferromagnéticas. El hierro forma parte de aleaciones de acero y de fundición.

EL ACERO

Es la más importante de las aleaciones de acero, está formada por hierro con una pequeña cantidad de carbono que oscila entre el 0,03% y el 1,76 %. Es un material duro, tenaz y de elevada resistencia mecánica.

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Se denomina acero ordinario al acero que solo contiene hierro y carbono y aceros aleados a aquellos que además de estos elementos incluyen otros elementos que les proporcionan propiedades especiales como mayor elasticidad, resistencia al desgaste, a la corrosión, la oxidación,… Un ejemplo de acero aleado es el acero inoxidable al cual se le añade níquel y cromo para evitar que se oxide.

Barras de acero Pulsera de acero inoxidable

LA FUNDICIÓN

Esta aleación contiene entre un 1,76% y un 6,67% de carbono. La fundición es un material duro y frágil que se utiliza para fabricar carcasas de motores, bancadas de maquinaria, tapas de alcantarillas, etc.

MATERIALES NO FERREOS

Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos:

Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5 kg/dm³,

Ligeros: su densidad esta comprendida entre 2 y 5 kg/dm³.

Ultraligeros: su densidad es menor de 2 kg/dm³.

Metales no ferrosos pesados:

Estaño (Sn)

o Características: se encuentra en la casiterita; su densidad es de 7,28 kg/dm³, su punto de fusión alcanza los 231ºC; tiene una resistencia a la tracción de 5 kg/mm²; en estado puro tiene un color muy brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde; a temperatura ambiente es también muy maleable y blando, sin embargo en caliente es frágil y quebradizo; por debajo de -18ºC se

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empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris, este proceso es conocido como peste del estaño; al doblarse se oye un crujido denominado grito del estaño.

o Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre + estaño) y las soldaduras blandas (plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%)

o Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y proteger al acero contra la oxidación.

Cobre (Cu):

Características: se encuentra en el cobre nativo, la calcopirita, la calcosina, la malaquita y la cuprita; su densidad es de 8,9 kg/dm³; su punto de fusión de 1083ºC; su resistencia a la tracción es de 18 kg/mm²; es muy dúctil, maleable, y posee una alta conductividad eléctrica y térmica.

Aleaciones y aplicaciones:

ALEACION TIPOS/COMPOSICION APLICACIONES

BRONCE

( Cu + Sn)

Ordinario: Cu + Sn (5 a 30%)

Campanas y engranajes

Especial: Cu + Sn + elementos químicos

Esculturas y cables eléctricos

LATON

(Cu + Zn)

Ordinario: Cu + Zn (30 a 55%)

Tortillería

Especial: Cu + Zn elementos químicos

Grifos, tuerca y tornillos

CUPROALUMINIO Cu + Al Hélices de barco, turbinas

ALPACACu + Ni + Zn. Tiene color plateado

Joyería barata, cubiertos

CUPRONIQUEL Cu + Ni (40 a 50%)Monedas y contactos eléctricos

Cinc (Zn):

Características: se extrae de la blenda y la calamina; su densidad es 7,14 kg/dm³, su punto de fusión es de 419ºC; su resistencia a la tracción es en las piezas moldeadas de 3 kg/mm², y en las piezas forjadas de 20 kg/mm²; es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales; tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales; a temperatura ambiente es muy quebradizo, pero entre 100 y 150ºC es muy maleable.

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Aplicaciones y aleaciones:

ALEACION CARACTERISTICAS Y APLICACIONES

En forma de aleación

Latones: Cu + ZnPor ser más barato el Zn que el Sn esta sustituyendo el latón al cobre

Alpaca: Cu + Zn + Ni

Atizada en cubertería, joyería barata y fabricación de estuches

En estado puro

Chapas de diferentes espesores

Recubrimiento de tejados, canalones y cornisas, tubos de bajada de agua y depósitos y recubrimiento de pilas

Recubrimiento de piezas

Galvanizado electrolítico: consiste en recubrir, mediante electrolisis, un metal con una capa muy fina de cinc

Galvanizado en caliente: se introduce la pieza en un baño de Zn fundido, enfriado el Zn queda adherido y la pieza protegida

Metalizado: se proyectan partículas diminutas de Zn, mezcladas con pinturas sobre la superficie a proteger

Otras formas

Óxidos de Zn

Bronceadores, desodorantes

Colorantes, pegamentos y conservantes

Plomo (Pb):

Características: se obtiene de la galena, su densidad es 11,34 kg/dm³; su punto de fusión 327ºC; su resistencia a la tracción de 2 kg/mm²; es muy maleable y blando; es de color grisáceo-blanco muy brillante recién cortado, se oxida fácilmente, formando una capa de carbonato básico que lo protege; resiste a los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre.

Aleaciones y aplicaciones:

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En estado puro:

Oxido de plomo: pinturas antioxidantes (minio)

Tuberías: en desuso

Recubrimiento de baterías, protección de radiaciones nucleares (rayos X)

Formando aleación:

Soldadura blanda: Pb + Sn empleado como material de aportación

Cromo (Cr):

Caracteristicas: su densidad es de 6,8 kg/dm³; su punto de fusión es de 1900ºC; tiene un color grisáceo acerado, muy duro y con una gran acritud, resiste muy bien la oxidación y la corrosión.

Aleaciones y aplicaciones:

Cromado brillante: para objetos decorativos

Cromado duro: para la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas.

Níquel (Ni):

Características: su densidad es 8,85 kg/dm³; su punto de fusión es de 1450ºC; tiene un color plateado brillante y se puede pulir fácilmente, es magnético, es muy resistente a la oxidación y a la corrosión.

Aplicaciones y aleaciones:

Ni + Cr + acero: se emplea para aceros inoxidables

En aparatos de la industria química

En recubrimiento de metales por electrolisis

Wolframio (W):

Características: su densidad es 19 kg/dm³; su punto de fusión de 3370ºC

Aplicaciones y aleaciones:

Filamentos de bombillas incandescentes y fabricación de herramientas de corte para maquinas.

Cobalto (Co):

Características: su densidad es de 8,6 kg/dm³, su punto de fusión 1490ºC; tiene propiedades análogas al níquel pero no es magnético

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Aleaciones y aplicaciones:

Reemplea para endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos) y como elemento para la fabricación de metales duros (sinterización) empleados en herramientas de corte.

Metales no ferrosos ligeros:

Aluminio (Al):

o Características: se obtiene de la bauxita, su densidad es de 2,7 kg/dm³; su punto de fusión de 660ºC; y su resistencia a la tracción de 10 kg/mm² (el doble si esta laminado o forjado); es muy ligero e inoxidable; es buen conductor de la electricidad y del calor, pesa poco y es muy maleable y dúctil.

o Aleaciones y aplicaciones:

Tipo Aleación Características y aplicaciones

Aleación

Al + Mg Se emplea en aeronáutica y en automoción

Al + Ni + Co (Alnico)Potentes imanes permanentes

Titanio (Ti):

Características: se obtiene del rulito y de la limeñita; su densidad es de 4,45 kg/dm³; su punto de fusión 1800ºC; y su resistencia a la tracción de 100kg/mm²; es un metal blanco plateado que resiste mejor la corrosión y la oxidación que el acero; sus propiedades son análogas a las del acero con la propiedad que las conserva hasta los 400ºC

Aleaciones y aplicaciones:

Se emplea en la fabricación de estructuras y elementos de maquinas aeronáuticas (aleado con el 8% de aluminio); en la fabricación de herramientas de corte, aletas para turbinas y en forma de oxido y pulverizado par la fabricación de pinturas antioxidantes y para el recubrimientos de edificios.

Metales no ferrosos ultraligeros:

Magnesio (Mg):

o Características: se obtiene de la carnalita, dolomita y magnesita; su densidad es de 1,74 kg/dm³; su punto de fusión de 650ºC; y su resistencia a la tracción de 18 kg/mm²; en estado liquido o polvo es muy inflamable, tiene un color blanco parecido al de la plata, es maleable y poco dúctil, es mas resistente que el aluminio

o Aplicaciones y aleaciones:

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Se emplea en estado puro, tiene pocas utilidades, excepto en la fabricación de productos pirotécnico y como desoxidante en los talleres de fundición de acero, también en aeronáutica.

SUBDIVISION DE LOS METALES

COMPARACIÓN DE LOS METALES Y NO METALES

Metales no metales

Tienen un lustre brillante; diversos colores, pero casi todos son plateados.

Los sólidos son maleables y dúctiles

Buenos conductores del calor y la electricidad

Casi todos los óxidos metálicos son sólidos iónicos básicos.

Tienden a formar cationes en solución acuosa.

Las capas externas contienen poco electrones habitualmente trss o menos.

No tienen lustre; diversos colores.

Los sólidos suelen ser quebradizos; algunos duros y otros blandos.

Malos conductores del calor y la electricidad

La mayor parte de los óxidos no metálicos son sustancias moleculares que forman soluciones ácidas

Tienden a formar aniones u oxianiones en solución acuosa.

Las capas externas contienen cuatro o más electrones*.

* Excepto hidrógeno y helio

Conductividad térmica

La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a substancias con las que está en contacto. En el Sistema Internacional de Unidades la conductividad térmica se mide en W/(K·m). También se lo expresa en J/(s·°C·m)

Conductividades térmicas de los materiales

La conductividad térmica es una propiedad de los materiales que valora la capacidad de transmitir el calor a través de ellos. Es elevada en metales y en general en cuerpos continuos, es baja en polímeros, y muy baja en algunos materiales especiales como la fibra de vidrio, que se

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denominan por ello aislantes térmicos. Para que exista conducción térmica hace falta una sustancia, de ahí que es nula en el vacío ideal, y muy baja en ambientes donde se ha practicado un vacío bajo.

En algunos procesos industriales se busca maximizar la conducción de calor, bien utilizando materiales de alta conductividad, bien configuraciones con una gran área de contacto, o ambas cosas. Ejemplos de esto son los disipadores y los intercambiadores de calor. En otros casos el efecto buscado es justo el contrario, y se desea minimizar el efecto de la conducción, para lo que se emplean materiales de baja conductividad térmica, vacíos intermedios (ver termo), y se disponen en configuraciones con poco área de contacto.

1. La colisión con un electrón induce un estado excitado vibratorio en el nitrógeno. Como el nitrógeno es una molécula homonuclear [3] no pierde su energía por la emisión de un fotón y por lo tanto sus niveles de excitación vibratoria son meta estables y tienen un gran periodo de vida.

2. La transferencia de la energía de colisión entre el nitrógeno y el dióxido de carbono induce una excitación vibratoria del dióxido de carbono con la suficiente energía para impulsar la inversión de población deseada para el funcionamiento del láser generando la conductividad térmica.

3. Las moléculas permanecen en un estado excitado inferior. El retorno a su estado fundamental se hace mediante las colisiones con los átomos de helio frío. Los átomos de helio excitado por el choque deben ser enfriado para mantener su capacidad de producir una inversión de población de las moléculas de dióxido de carbono. En los láseres de ampolla sellada, la refrigeración se realiza por intercambio de calor cuando los átomos de helio rebotan en la pared fría de la ampolla.

La tabla que se muestra a continuación se refiere a la capacidad de ciertos materiales para transmitir el calor. El coeficiente de conductividad térmica(λ) caracteriza la cantidad de calor necesario por m2, para que atravesando durante la unidad de tiempo, 1 m de material homogéneo obtenga una diferencia de 1 °C de temperatura entre las dos caras. Es una propiedad intrínseca de cada material que varía en función de la temperatura a la que se efectúa la medida, por lo que suelen hacerse las mediciones a 300 Kcon el objeto de poder comparar unos elementos con otros. Es un mecanismo molecular de transferencia de calor que ocurre por la excitación de las moléculas. Se presenta en todos los estados de la materia pero predomina en los sólidos.

La conductividad térmica es una magnitud intensiva. Su magnitud inversa es la resistividad térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor.

PROPIEDADES DE LOS METALES Y SUS ALEACIONES

Las propiedades de los metales se clasifican en físicas, mecánicas y tecnológicas.Las propiedades físicas dependen del tipo de aleación y las más importantes son:

· Peso específico· Calor específico· Dilatación térmica· Temperatura de fusión y solidificación· Conductividad térmica y eléctrica· Resistencia al ataque químico

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Las propiedades de los metales se clasifican en físicas, mecánicas y tecnológicas.Las propiedades físicas dependen del tipo de aleación y las más importantes son:

· Peso específico· Calor específico· Dilatación térmica· Temperatura de fusión y solidificación· Conductividad térmica y eléctrica· Resistencia al ataque químico

Peso específico.

El peso específico puede ser absoluto o relativo: el primero es el peso de la unidad de volumen de un cuerpo homogéneo. El peso específico relativo es la relación entre el peso de un cuerpo y el peso de igual volumen de una sustancia tomada como referencia; para los sólidos y líquidos se toma como referencia el agua destilada a 4°C.

Calor específico.

Es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1 kg de determinada sustancia. El calor específico varía con la temperatura. En la práctica se considera el calor específico medio en un intervalo de temperaturas.

Punto de fusión.

Es la temperatura a la cual un material pasa del estado sólido al líquido, transformación que se produce con absorción de calor.El punto de solidificación es la temperatura a la cual un líquido pasa al estado sólido, durante la transformación hay cesión de calor. Casi siempre coinciden los puntos de fusión y de solidificación.

Calor latente de fusión.

Es el calor necesario para vencer las fuerzas moleculares del material ( a la temperatura de fusión) y transformarlo de sólido en líquido.

Resistencia ala corrosión.

La corrosión de los metales puede originarse por:· Reacciones químicas con los agentes corrosivos· Reacciones electroquímicas producidas por corrientes electrolíticas generadas en elementos galvánicos formados en la superficie con distinto potencial. Las corrientes electrolíticas se producen con desplazamiento de iones metálicos.

La corrosión electrolítica puede producirse por:· Heterogeneidad de la estructura cristalina· Tensiones internas producidas por deformación en frío o tratamientos térmicos mal efectuados.· Diferencia en la ventilación externa

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La protección de los metales contra la corrosión puede hacerse por:· Adición de elementos especiales que favorecen la resistencia a la corrosión.· Revestimientos metálicos resistentes a la corrosión· Revestimientos con láminas de resinas sintéticas o polímeros.

PROPIEDADES FISICAS

DENSIDAD COEFICIENTE DE EXPANSION

[g/ cm3 ]V

ρ = m L2-L1=α L1 (T2-T1)

TÉRMICA PUNTO DE FUSIÓN

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Propiedades Mecánicas

Son aquellas que expresan el comportamiento de los metales frente a esfuerzos o cargas que tienden a alterar su forma.

Resistencia: Capacidad de soportar una carga externa si el metal debe soportarla sin romperse se denomina carga de rotura y puede producirse por tracción, por compresión, por torsión o por cizallamiento, habrá una resistencia a la rotura (kg/mm²) para cada uno de estos esfuerzos.

Dureza: Propiedad que expresa el grado de deformación permanente que sufre un metal bajo la acción directa de una carga determinada. Los ensayos más importantes para designar la dureza de los metales, son los de penetración, en que se aplica un penetrador (de bola, cono o diamante) sobre la superficie del metal, con una presión y un tiempo determinados, a fin de dejar una huella que depende de de la dureza del metal, los métodos más utilizados son los de Brinell, Rockwell y Vickers.

Elasticidad:

Capacidad de un material elástico para recobrar su forma al cesar la carga que lo ha deformado. Se llama límite elástico a la carga máxima que puede soportar un metal sin sufrir una deformación permanente. Su determinación tiene gran importancia en el diseño de toda clase de elementos mecánicos, ya que se debe tener en cuenta que las piezas deben trabajar siempre por debajo del límite elástico, se expresa en Kg/mm².

Plasticidad:

Capacidad de deformación permanente de un metal sin que llegue a romperse.

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Tenacidad:

Resistencia a la rotura por esfuerzos de impacto que deforman el metal. La tenacidad requiere la existencia de resistencia y plasticidad.

Fragilidad:

Propiedad que expresa falta de plasticidad, y por tanto, de tenacidad. Los materiales frágiles se rompen en el límite elástico, es decir su rotura se produce espontáneamente al rebasar la carga correspondiente al límite elástico.

Resistencia:

Resistencia de un metal a su rotura por choque, se determina en el ensayo Charpy.

Fluencia:Propiedad de algunos metales de deformarse lenta y espontáneamente bajo la acción de su propio peso o de cargas muy pequeñas. Esta deformación lenta, se denomina también creep.

Fatiga:

Si se somete una pieza a la acción de cargas periódicas (alternativas o intermitentes), se puede llegar a producir su rotura con cargas menores a las que producirían deformaciones.

El Ensayo de Flexión (materiales cerámicos)

Esquema del ensayode flexión en trespuntos para medir elcomportamientoesfuerzo-deformacióny la resistencia a la

flexión de materiales.

Donde: M= máximo momento de flexiónC=Distancia del centroide a la fibra a analizarI= momento de inerciaF= carga aplicadab y h = Ancho y altura de la viga, R= Radio de la

viga

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Conceptos de Tensión y de Deformación• Ensayo de tracción:• Tensión de ingeniería: σ = F/Ao• Deformación de ingeniería:ε = (lf - lo)/ lo = Δl/ loa) Representación esquemática decomo una carga de tracción produceun alargamiento.b) Deformación por compresiónc) Deformación por esfuerzo cortanted) Deformación debida a esfuerzosde torsiónNota: Las líneas ocultas representan

el cuerpo antes de la deformación.

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Propiedades tecnológicas.

Determina la capacidad de un metal a ser conformado en piezas o partes útiles o aprovechables. Estas son:

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· Ductilidad: Es la capacidad del metal para dejarse deformar o trabajar en frío; aumenta con la tenacidad y disminuye al aumentar la dureza. Los metales más dúctiles son el oro, plata, cobre, hierro, plomo y aluminio.· Fusibilidad: Es la propiedad que permite obtener piezas fundidas o coladas.· Colabilidad: Es la capacidad de un metal fundido para producir piezas fundidas completas y sin defectos. Para que un metal sea colable debe poseer gran fluidez para poder llenar completamente el molde. Los metales más fusibles y colables son la fundición de hierro, de bronce, de latón y de aleaciones ligeras. · Soldabilidad: Es la aptitud de un metal para soldarse con otro idéntico bajo presión ejercida sobre ambos en caliente.Poseen esta propiedad los aceros de bajo contenido de carbono.

· Endurecimiento por el temple.Es la propiedad del metal de sufrir transformaciones en su estructura cristalina como resultado del calentamiento y enfriamiento sucesivo y por ende de sus propiedades mecánicas y tecnológicas. Los aceros se templan fácilmente debido a la formación de una estructura cristalina característica denominada martensita.

· Facilidad de mecanizado: Es la propiedad de un metal de dejarse mecanizar con arranque de viruta, mediante una herramienta cortante apropiada. Son muy mecanizables la fundición gris y el bronce, con virutas cortadas en forma de escamas.El acero dulce y las aleaciones ligeras de alta tenacidad, producen virutas largas.

PROPIEDAES QUIMICAS DE LOS METALES

Es característico de los metales tener valencias positivas en la mayoría de sus compuestos. Esto significa que tienden a ceder electrones a los átomos con los que se enlazan. También tienden a formar óxidos básicos. Por el contrario, elementos no metálicos como el nitrógeno, azufre y cloro tienen valencias negativas en la mayoría de sus compuestos, y tienden a adquirir electrones y a formar óxidos ácidos

Los metales tienen energía de ionización baja: reaccionan con facilidad perdiendo electrones para formar iones positivos o cationes. De este modo, los metales forman sales como cloruros, sulfuros y carbonatos, actuando como agentes reductores (donantes de electrones).

ALEACIONES METALICAS

Una aleación es una mezcla sólida homogénea de dos o más metales, o de uno o más metales con algunos elementos no metálicos. Se puede observar que las aleaciones están constituidas por elementos metálicos en estado natural (estado de oxidación nulo), Fe, Al, Cu, Pb. Pueden obtener algunos elementos no metálicos por ejemplo P, C, Si, S, As. Para su fabricación en general se mezclan los elementos llevándolos a temperaturas tales que sus componentes se fundan.

Clasificación

Composición: Esta clasificación tiene en cuenta cual es el elemento que se halla en mayor proporción (aleaciones ferrosas, aleaciones base cobre, etc.). Cuando los aleantes no tienen carácter metálico suelen hallarse en muy pequeña proporción, mientras que si únicamente se mezclan metales, los aleantes pueden aparecer en proporciones similares al metal base.

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Número de elementos: Atendiendo a este criterio se pueden distinguir aleaciones binarias como el cuproníquel, ternarias (alpaca)... hay aleaciones en las que intervienen un elevado número de elementos químicos, si bien en pequeñas cantidades.

Estructura:

Sustitucional

Intersticial "sustitución derivada de otra red"

Propiedades

Micrografía de acero eutectoide (perlita).

Las aleaciones presentan brillo metálico y alta conductividad eléctrica y térmica, aunque usualmente menor que los metales puros. Las propiedades físicas y químicas son, en general, similares a la de los metales, sin embargo las propiedades mecánicas tales como dureza, ductilidad, tenacidad etc. pueden ser muy diferentes, de ahí el interés que despiertan estos materiales, que pueden tener los componentes de forma aislada.

Las aleaciones no tienen una temperatura de fusión única, dependiendo de la concentración, cada metal puro funde a una temperatura, coexistiendo simultáneamente la fase líquida y fase sólida como se puede apreciar en los diagramas de fase. Hay ciertas concentraciones específicas de cada aleación para las cuales la temperatura de fusión se unifica. Esa concentración y la aleación obtenida reciben el nombre de eutéctica, y presenta un punto de fusión más bajo que los puntos de fusión de los componentes.

Aleaciones más comunes

Ornamento de Electro.

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Las aleaciones más comunes utilizadas en la industria son:

Acero Alnico

Alpaca

Bronce

Constantán

Cuproníquel

Magal

Magnam

Magzinc

Nicrom

Nitinol

Oro blanco (electro)

Peltre

Plata de ley

Zamak

Latón o Cuzin

Pilin

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ACEROS Y FUNDICIONES.

Los aceros son aleaciones hierro-carbono con concentraciones apreciables de otros elementos aleantes. Existen miles de aceros de diferentes composiciones y/o tratamientos térmicos. Los aceros se clasifican según su contenido en carbono en: bajo, medio y alto contenido en carbono.

Los aceros al carbono solo contienen concentraciones residuales de impurezas mientras que los aceros aleados contienen elementos que se añaden intencionadamente en concentraciones específicas.

Los aceros y aleaciones en general se pueden designar de acuerdo a las instrucciones dadas por AISI “American Iron and Steel Institute” ASTM “American Society for Testing and Materials” y SAE “Society of Automotive Engineers”.

La designación AISI/SAE consta de cuatro cifras. Las dos primeras indican el contenido en aleantes y las dos segundas en carbono. Las dos primeras para aceros al carbono son 1 y 0 mientras que en aceros aleados puede ser por ejemplo 13, 41 o 43. Las cifras tercera y cuarta indican el contenido en carbono multiplicado por cien. Por ejemplo, el acero código AISI/SAE 1010, es un acero al carbono (sin elementos aleantes adicionales) y un 0.1 % de C.

Existen dos formas de identificar los aceros: la primera es a través de su composición química, por ejemplo utilizando la norma AISI:

Nº AISI: Descripción Ejemplo

10XX Son aceros sin aleación con 0,XX % de C (1010; 1020; 1045)

41XX Son aceros aleados con Mn, Si, Mo y Cr (4140)

51XXSon aceros aleados con Mn, Si y C

(5160)

La Tabla 1 relaciona la nomenclatura AISI-SAE con los valores de resistencia, ductilidad y dureza, conceptos que se explicarán más adelante. Sirve para relacionar la composición química

y las propiedades mecánicas de los aceros. En las Tablas 2 y 3 se entrega información detallada de la composición química de diversas aleaciones listadas en base su número AISI-SAE.

Nº SAE oAISI

Resistenciaa la tracción

Límite defluencia

Alargamientoen 50 mm

Dureza

Brinell

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Rm Re

Kgf / mm2 Mpa Kgf/mm2 Mpa %

1010 40,0 392,3 30,2 292,2 39 109

1015 42,9 420,7 32,0 313,8 39 126

1020 45,8 449,1 33,8 331,5 36 143

1025 50,1 491,3 34,5 338,3 34 161

1030 56,3 552,1 35,2 345,2 32 179

1035 59,8 586,4 38,7 377,5 29 190

1040 63,4 621,7 42,2 413,8 25 201

1045 68,7 673,7 42,2 413,8 23 215

1050 73,9 724,7 42,2 413,8 20 229

1055 78,5 769,8 45,8 449,1 19 235

1060 83,1 814,9 49,3 483,5 17 241

1065 87,0 853,2 51,9 509,0 16 254

1070 90,9 891,4 54,6 535,4 15 267

1075 94,7 928,7 57,3 560,9 13 280

1080 98,6 966,9 59,8 586,4 12 293

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Tabla 1

Diagrama Fe-C.

Fases en el sistema Fe-Fe3C.

En la figura se representa el diagrama de fases del sistema binario Fe- Fe3C para contenidos altos de hierro. El hierro sufre cambios estructurales con la temperatura antes de fundir. A temperatura ambiente la forma estable es la ferrita o Fe-α.

A 912 ºC la ferrita sufre una transformación polimórfica a austenita o Fe-γ. La austenita se transforma a otra fase a 1394 ºC que se conoce como ferrita-δ, la cual funde a1538 ºC. Todos estos cambios se pueden observar en el eje vertical del diagrama de fases para el hierro puro. El otro eje de la figura, sólo llega al 6.70 % en peso de C, concentración que coincide con el compuesto intermedio Fe3C conocido como carburo de hierro o cementita. La parte entre el 6.70 % de C y el 100 % de C (grafito puro) no es importante desde el punto de vista tecnológico y no se va a estudiar.

La ferrita es relativamente blanda y dúctil. Su estructura cristalina es cúbica centrada en el cuerpo, ferromagnética por debajo de 768 ºC, y de densidad 7.88 g/cc.

La austenita es la más dúctil de las fases del diagrama Fe-Fe3C, su estructura es cúbica centrada en las caras. Esta fase permite un proceso de difusión con el carbono mucho más rápido, tiene una solubilidad máxima de carbono del 2.11 % a 1148 ºC. Solubilidad aproximadamente 100 veces superior a la de la ferrita. Las transformaciones de fase de la austenita son muy importantes en los tratamientos térmicos de los aceros como se verá más adelante. La ferrita-δ solo se diferencia de la α en el tramo de temperatura donde existe. Al ser sólo estable a altas temperaturas no tiene interés técnico.

La cementita desde el punto de vista mecánico es dura y frágil, y su presencia aumenta la resistencia de muchos aceros, con un contenido de carbono de 6,67%. Desde un punto de vista estricto, la cementita es meta estable y si se calienta entre 650 y 700 ºC descompone para dar Fe-α y grafito (solución de alto contenido de carbono) en el periodo de años, que permanece al enfriar. Por tanto, los diagramas no son realmente de equilibrio, pero al ser la velocidad de descomposición de la cementita tan extremadamente lenta estos diagramas son los útiles.

Esta transformación de fase es de una importancia vital en los tratamientos térmicos de los aceros. Como se comentó en la introducción los aceros contienen C entre el 0.008 y el 2.11 % de C, y al enfriarlas desde el campo γ se obtiene una microestructura que está íntimamente relacionada con las propiedades mecánicas de los aceros.

Otro dato de importancia, es la existencia de un punto, denominado punto EUTÉCTICO, vocablo que deriva del griego y que quiere decir fácilmente fusible, que tiene como propiedad fundamental el de ser el punto en el cual esta aleación presenta su menor temperatura de fusión: ocurre a 1129 ºC 4.3% de C.

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Microestructura en aleaciones Fe-C.

La micro estructura que se desarrolla depende tanto del contenido en carbono como del tratamiento térmico. Si el enfriamiento es muy lento se dan condiciones de equilibrio pero si los enfriamientos son muy rápidos se producen procesos que cambian la micro estructura y por tanto las propiedades mecánicas.

Se distinguen varios casos. Los aceros eutectoides son aquellos en los que la fase austenítica sólida tiene composición del eutectoide 0.77 % (figura 4.2).

Inicialmente la micro estructura de la fase γ es muy sencilla con granos orientados al azar (punto a de la línea xx’). Al enfriar se desarrollan las dos fases sólidas Fe-α y cementita.

Esta transformación de fases necesita la discusión del carbono ya que las tres fases tienen composiciones diferentes. Para cada grano de austenita se forman dos fases con láminas de ferrita y otras de cementita y relación de fases de 9:1, respectivamente (punto b de la línea xx’). Las orientaciones entre grano son al azar.

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Esta micro estructura de ferrita y cementita (figura 4.2) se conoce como perlita, y el nombre deriva de la apariencia de madreperla bajo el microscopio (figura 4.3). Es el micro constituyente eutectoide que se forma a los 727 ºC a partir de austenita con 0.77 % de carbono. Es una mezcla bifásica de ferrita y cementita de morfología laminar. Mecánicamente, las perlitas tienen propiedades intermedias entre la blanda y dúctil ferrita y la dura y quebradiza cementita.

Los aceros hipoeutectoides son aquellos en los que la fase austenítica sólida tiene un contenido en carbono inferior a la del eutectoide 0.77 %. Los cambios en la micro estructura de un acero de esta composición se dan en la figura 4.4. Para T ≈ 875 ºC, la micro estructura de la fase γ es homogénea con granos orientados al azar (punto c de la línea yy’). Al enfriar se desarrolla la fase α y nos encontramos en una región bifásica α + γ (punto d de la línea yy’). En este punto se ha segregado un poco de fase α, al bajar en temperatura (punto e de la línea yy’) aumenta el contenido en fase α (aunque la proporción depende de la composición inicial del acero hipoeutectoide).

La mayor cantidad de fase α se forma en los límites de grano de la fase inicial γ. Al enfriar pasamos a través de la temperatura del eutectoide al punto f de la línea yy’. En esta transformación de fases, la ferrita no cambia prácticamente y la austenita que queda se transforma en perlita dando la micro estructura característica de los aceros hipoeutectoides. La

ferrita de la perlita se denomina ferrita eutectoide.

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En la transformación de la austenita se forma, además de perlita, un

constituyente denominado bainita.

Si un acero con micro estructura perlítica se calienta a una temperatura inferior a la del eutectoide durante un tiempo largo (p. ej., T = 700 ºC; t = 18 – 24 h) se forma una nueva micro estructura denominada esferoidita, que es cementita globular o esferoidal. Las partículas de Fe3C aparecen como pequeñas esferas incrustadas dentro de la matriz ferrítica-α. Esta transformación tiene lugar mediante la difusión del carbono pero sin cambiar las proporciones

relativas de la fase ferrita y cementita.

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En los casos descritos anteriormente se discuten las fases y micro estructuras presentes si el enfriamiento es suficientemente lento y se pueden ajustar las fases a las composiciones de equilibrio. En muchos casos estas transformaciones son tan lentas como impracticables e innecesarias. En estos casos se prefieren las condiciones de no equilibrio. Además, la presencia de otros elementos aleantes modifican mucho la regiones de estabilidad de las diferentes fases en el sistema Fe-C. Por ejemplo, el enfriamiento rápido (temple) hasta una temperatura próxima a la ambiente del acero austenizado origina una micro estructura denominada martensítica.

Esta resulta como una estructura de no equilibrio de la transformación de la austenita pero sin difusión de carbono, y tiene lugar al enfriar muy rápidamente para evitar la difusión del carbono. Se puede considerar como una transformación competitiva a la de perlita y bainita. Aunque esta transformación no es muy bien conocida se sabe que se transforma desde austenita hasta martensita. Los átomos de carbono permanecen como soluto intersticial dentro de la estructura tetragonal sin que se segregue el carbono en forma de cementita.

Este sólido sobresaturado se transforma rápidamente a otras estructuras más estables si se calienta, pero a temperatura ambiente es estable casi indefinidamente.

Al igual que los aceros las fundiciones se pueden clasificar como fundiciones eutécticas, cuando el contenido en carbono es del 4.3 % en peso, fundición hipoeutécticas cuando el contenido en carbono es menor y fundiciones hipereutécticas cuando el contenido en carbono es mayor. Según el diagrama de fases, las fundiciones funden a temperaturas entre 1150 y 1300 ºC considerablemente más baja que la de los aceros (del orden de 1500 ºC). Por tanto funden y se moldean con mayor facilidad y de ahí el nombre que reciben.

Sin embargo, las fundiciones se clasifican más por el estado en que se encuentra el carbono. Ya se ha comentado que la cementita es meta estable y descompone para dar ferrita y grafito. En enfriamiento lento y la presencia de algunos elementos (principalmente el silicio con una concentración superior al 1 %) favorecen este proceso y la presencia de otros elementos y los enfriamientos rápidos lo impiden. Las propiedades mecánicas de las fundiciones dependen de la composición y del tratamiento térmico. Los tipos más comunes de fundiciones son: gris, esferoidal, blanca y maleable que se verán posteriormente.

ALEACIONES DE ALUMINIO

Las aleaciones de aluminio son aleaciones obtenidas a partir de aluminio y otros elementos, generalmente cobre, zinc, manganeso, magnesio o silicio. Forman parte de las llamadas aleaciones ligeras, con una densidad mucho menor que los aceros, pero no tan resistentes a la corrosión como el aluminio puro, que forma en su superficie una capa de óxido de aluminio (alúmina). Las aleaciones de aluminio tienen como principal objetivo mejorar la dureza y resistencia del aluminio, que es en estado puro un metal muy blando.

La corrosión galvánica se produce rápidamente en las aleaciones de aluminio cuando entran en contacto eléctrico con acero inoxidable u otras aleaciones con mayor electronegatividad en un ambiente húmedo, por lo que si se usan conjuntamente deben ser adecuadamente aisladas.

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Características

Culata de motor de aleación de aluminio.

Desde el punto de vista físico, el aluminio puro posee una resistencia muy baja a la tracción y una dureza escasa. En cambio, unido en aleación con otros elementos, el aluminio adquiere características mecánicas muy superiores. La primera aleación resistente de aluminio descubierta fue el Duraluminio, y pueden ser centenares de aleaciones diferentes. El duraluminio contiene pequeñas cantidades de cobre (Cu) (3 - 5%), magnesio (Mg) (0,5 - 2%), manganeso (Mn) (0,25 - 1%) y Zinc (3,5 - 5%). Sólo se usan en la práctica materiales de aluminio que contienen otros elementos (con la excepción del aluminio purísimo Al99,99), ya que incluso en aleaciones con una pureza del 99% sus propiedades vienen determinadas en gran parte por el contenido en hierro o silicio.

Las aleaciones de aluminio contienen, en una matriz de aluminio diversos elementos de aleación. Los principales son el cobre (Cu), silicio (Si), magnesio (Mg), cinc (Zn) y manganeso (Mn). En menores cantidades se usa también hierro (Fe), cromo (Cr) y titanio (Ti); y para aleaciones especiales se suele usar también níquel (Ni), cobalto (Co), plata (Ag), litio (Li), vanadio (V), circonio (Zr), estaño (Sn), plomo (Pb), cadmio (Cd), bismuto (Bi), berilio (Be), boro (B), sodio (Na) y estroncio (Sr).

Son también importantes los diversos tipos de aleaciones llamadas anticorodal, a base de aluminio (Al) y pequeños aportes de magnesio (Mg) y silicio (Si). Pero que pueden contener a veces manganeso (Mn), titanio (Ti) y Cromo (Cr). A estas aleaciones se las conoce con el nombre de avional, duralinox, silumin, hidronalio, peraluman, etc.

Como hay distintas composiciones de aluminio en el mercado, es importante considerar las propiedades que éstas presentan, pues, en la industria de la manufactura, unas son mas favorables que otras.

Aportaciones de los elementos aleantes

Los principales elementos aleantes del aluminio son los siguientes y se enumeran las ventajas que proporcionan.

Cromo (Cr) Aumenta la resistencia mecánica cuando está combinado con otros elementos Cu, Mn, Mg.

Cobre (Cu) Incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia a la corrosión.

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Hierro (Fe). Incrementa la resistencia mecánica.

Magnesio (Mg) Tiene alta resistencia tras el conformado en frío.

Manganeso (Mn) Incrementa las propiedades mecánicas y reduce la calidad de embutición.

Silicio (Si) Combinado con magnesio (Mg), tiene mayor resistencia mecánica.

Titanio (Ti) Aumenta la resistencia mecánica.

Zinc (Zn) Reduce la resistencia a la corrosión.

Las aleaciones de aluminio forjado se dividen en dos grandes grupos, las que no reciben tratamiento térmico y las que reciben tratamiento térmico.

Aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento térmico

Las aleaciones que no reciben tratamiento térmico solamente pueden ser trabajadas en frío para aumentar su resistencia. Hay tres grupos principales de estas aleaciones según la norma AISI-SAE que son los siguientes:

Aleaciones 1xxx. Son aleaciones de aluminio técnicamente puro, al 99,9% siendo sus principales impurezas el hierro y el silicio como elemento aleante. Se les aporta un 0.12% de cobre para aumentar su resistencia. Tienen una resistencia aproximada de 90 MPa. Se utilizan principalmente para trabajos de laminados en frío.

Aleaciones 3 xxx. El elemento aleante principal de este grupo de aleaciones es el manganeso (Mn) que está presente en un 1,2% y tiene como objetivo reforzar al aluminio. Tienen una resistencia aproximada de 16 ksi (110MPa) en condiciones de recocido. Se utilizan en componentes que exijan buena mecanibilidad.

Aleaciones 5xxx. En este grupo de aleaciones es el magnesio es el principal componente aleante su aporte varía del 2 al 5%. Esta aleación se utiliza cuando para conseguir reforzamiento en solución sólida. Tiene una resistencia aproximada de 28 ksi (193MPa) en condiciones de recocido.

Aleaciones de aluminio forjado con tratamiento térmico

Algunas aleaciones pueden reforzarse mediante tratamiento térmico en un proceso de precipitación. El nivel de tratamiento térmico de una aleación se representa mediante la letra T seguida de un número por ejemplo T5. Hay tres grupos principales de este tipo de aleaciones.

Aleaciones 2xxx: El principal aleante de este grupo de aleaciones es el cobre (Cu), aunque también contienen magnesio Mg. Estas aleaciones con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la tracción aproximada de 64ksi (442 MPa) y se utiliza en la fabricación de estructuras de aviones.

Aleaciones 6xxx. Los principales elementos aleantes de este grupo son magnesio y silicio. Con unas condiciones de tratamiento térmico T6 alcanza una resistencia a la tracción de 42 ksi (290MPa) y es utilizada para perfiles y estructuras en general.

Aleaciones 7xxx. Los principales aleantes de este grupo de aleaciones son cinc, magnesio y cobre. Con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la tracción aproximada de 73 ksi(504MPa) y se utiliza para fabricar estructuras de aviones.

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Constitución de las aleaciones de aluminio

Aleaciones de aluminio maleable

Aluminio puro, aluminio purísimo, AlFeSi. Aleaciones de AlMn maleables.

Aleaciones de AlMg y de AlMgMn maleables.

Aleaciones de AlMgSi maleables.

Aleaciones de AlCuMg y AlCuSiMn maleables.

Aleaciones de AlZnMg maleables.

Aleaciones de AlZnMgCu maleables.

Aleaciones con plomo maleables: para mejorar el mecanizado, a las aleaciones tipo AlCuMgPb y AlMgSiPb contienen pequeñas adiciones de plomo y en algunos casos de cadmio, bismuto y estaño. Estos elementos se presentan como fases separadas en la estructura que permite la formación de virutas cortas durante el mecanizado. Estas aleaciones no deben contener magnesio, pues se formaría una fase de Mg3Bi2 que es muy frágil.

Aleaciones con litio maleables: las aleaciones de aluminio y litio se caracterizan por su baja densidad, lo que supone buenas propiedades mecánicas frente a la masa. En la mayoría de los casos se trata de aleaciones con otros elementos, como la AlCuLi (2020). Estas aleaciones tienen problemas de fragilidad que hacen que requieran otros aleantes y condiciones de fabricación especiales (pulvimetalurgia), y tienen aplicación comercial en el campo aeroespacial.

Otras aleaciones maleables.

Aros de aleación

Llantas de aleación

Aleaciones y tipos de cobre

Desde el punto de vista físico, el cobre puro posee muy bajo límite elástico (33 MPa) y una dureza escasa (3 en la escala de Mohs ó 50 en la escala de Vickers). En cambio, unido en aleación con otros elementos adquiere características mecánicas muy superiores, aunque disminuye su conductividad. Existe una amplia variedad de aleaciones de cobre, de cuyas composiciones dependen las características técnicas que se obtienen, por lo que se utilizan en

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multitud de objetos con aplicaciones técnicas muy diversas. El cobre se alea principalmente con los siguientes elementos: Zn, Sn, Al, Ni, Be, Si, Cd, Cr y otros en menor cuantía.

Según los fines a los que se destinan en la industria, se clasifican en aleaciones para forja y en aleaciones para moldeo. Para identificarlas tienen las siguientes nomenclaturas generales según la norma ISO 1190-1:1982 o su equivalente UNE 37102:1984. Ambas normas utilizan el sistema UNS (del inglés Unified Numbering System).

Latón (Cu-Zn)

Jarrón egipcio de latón, Museo del Louvre, París.

El latón, también conocido como cuzin, es una aleación de cobre, cinc (Zn) y, en menor proporción, otros metales. Se obtiene mediante la fusión de sus componentes en un crisol o mediante la fusión y reducción de menas sulfurosas en un horno de reverbero o de cubilote. En los latones industriales, el porcentaje de Zn se mantiene siempre inferior a 50%. Su composición influye en las características mecánicas, la fusibilidad y la capacidad de conformación por fundición, forja y mecanizado. En frío, los lingotes obtenidos se deforman plásticamente produciendo láminas, varillas o se cortan en tiras susceptibles de estirarse para fabricar alambres. Su densidad depende de su composición y generalmente ronda entre 8,4 g/cm3 y 8,7 g/cm3.

Las características de los latones dependen de la proporción de elementos que intervengan en la aleación de tal forma que algunos tipos de latón son maleables únicamente en frío, otros exclusivamente en caliente, y algunos no lo son a ninguna temperatura. Todos los tipos de latones se vuelven quebradizos cuando se calientan a una temperatura próxima al punto de fusión.

El latón es más duro que el cobre, pero fácil de mecanizar, grabar y fundir. Es resistente a la oxidación, a las condiciones salinas y es maleable, por lo que puede laminarse en planchas finas. Su maleabilidad varía la temperatura y con la presencia, incluso en cantidades mínimas, de otros metales en su composición.

Un pequeño aporte de plomo en la composición del latón mejora la maquinabilidad porque facilita la fragmentación de las virutas en el mecanizado. El plomo también tiene un efecto

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lubricante por su bajo punto de fusión, lo que permite ralentizar el desgaste de la herramienta de corte.

El latón admite pocos tratamientos térmicos y únicamente se realizan recocidos de homogenización y recristalización. El latón tiene un color amarillo brillante, con parecido al oro, característica que es aprovechada en joyería, especialmente en bisutería, y en el galvanizado de elementos decorativos. Las aplicaciones de los latones abarcan otros campos muy diversos, como armamento, calderería, soldadura, fabricación de alambres, tubos de condensadores y terminales eléctricos. Como no es atacado por el agua salada, se usa también en las construcciones de barcos y en equipos pesqueros y marinos.

El latón no produce chispas por impacto mecánico, una propiedad atípica en las aleaciones. Esta característica convierte al latón en un material importante en la fabricación de envases para la manipulación de compuestos inflamables, cepillos de limpieza de metales y en pararrayos.

Bronce (Cu-Sn)

Estatua de bronce. David desnudo.

Las aleaciones en cuya composición predominan el cobre y el estaño (Sn) se conocen con el nombre de bronce y son conocidas desde la antigüedad. Hay muchos tipos de bronces que contienen además otros elementos como aluminio, berilio, cromo o silicio. El porcentaje de estaño en estas aleaciones está comprendido entre el 2 y el 22%. Son de color amarillento y las piezas fundidas de bronce son de mejor calidad que las de latón, pero son más difíciles de mecanizar y más caras.

La tecnología metalúrgica de la fabricación de bronce es uno de los hitos más importantes de la historia de la humanidad pues dio origen a la llamada Edad de Bronce. El bronce fue la primera aleación fabricada voluntariamente por el ser humano: se realizaba mezclando el mineral de cobre (calcopirita, malaquita, etc.) y el de estaño (casiterita) en un horno alimentado con carbón vegetal. El anhídrido carbónico resultante de la combustión del carbón, reducía los minerales de cobre y estaño a metales. El cobre y el estaño que se fundían, se aleaban entre un 5 y un 10% en peso de estaño.

El bronce se emplea especialmente en aleaciones conductoras del calor, en baterías eléctricas y en la fabricación de válvulas, tuberías y uniones de fontanería. Algunas aleaciones de bronce se usan en uniones deslizantes, como cojinetes y descansos, discos de fricción; y otras aplicaciones donde se requiere alta resistencia a la corrosión como rodetes de turbinas o válvulas de bombas, entre otros elementos de máquinas. En algunas aplicaciones eléctricas es utilizado en resortes.

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Alpaca (Cu-Ni-Zn)

Hueveras de alpaca.

Las alpacas o platas alemanas son aleaciones de cobre, níquel (Ni) y cinc (Zn). en una proporción de 50-70% de cobre, 13-25% de níquel, y del 13-25% de cinc. Sus propiedades varían de forma continua en función de la proporción de estos elementos en su composición, pasando de máximos de dureza a mínimos de conductividad Estas aleaciones tienen la propiedad de rechazar los organismos marinos (antifouling). Si a estas aleaciones de cobre-níquel-cinc, se les añaden pequeñas cantidades de aluminio o hierro, constituyen aleaciones que se caracterizan por su resistencia a la corrosión marina, por lo que se utilizan ampliamente en la construcción naval, principalmente en los condensadores y tuberías, así como en la fabricación de monedas y de resistencias eléctricas.

Las aleaciones de alpaca tienen una buena resistencia a la corrosión y buenas cualidades mecánicas. Su aplicación se abarca materiales de telecomunicaciones, instrumentos y accesorios de fontanería y electricidad, como grifos, abrazaderas, muelles, conectores. También se emplea en la construcción y ferretería, para elementos decorativos y en las industrias químicas y alimentarias, además de materiales de vajillas y orfebrería.

El monel es una aleación que se obtiene directamente de los minerales canadienses, y tiene una composición de Cu=28-30%, Ni=66-67%, Fe=3-3,5%. Este material tiene una gran resistencia a los agentes corrosivos y a las altas temperaturas.

El platinoide es un metal blanco compuesto de 60% de cobre, 14% de níquel, 24% de cinc y de 1-2% de wolframio.

Otras aleaciones

Otras aleaciones de cobre con aplicaciones técnicas son las siguientes:

Cobre-cadmio (Cu-Cd): son aleaciones de cobre con un pequeño porcentaje de cadmio y tienen con mayor resistencia que el cobre puro. Se utilizan en líneas eléctricas aéreas sometidas a fuertes solicitaciones mecánicas como catenarias y cables de contacto para tranvías.

Cobre-cromo (Cu-Cr) y Cobre-cromo-circonio (Cu-Cr-Zr): tienen una alta conductividad eléctrica y térmica. Se utilizan en electrodos de soldadura por resistencia, barras de colectores, contactores de potencia, equipos siderúrgicos y resortes conductores.

Cobre-hierro-fósforo (Cu-Fe-P). Para la fabricación de elementos que requieran una buena conductividad eléctrica y buenas propiedades térmicas y mecánicas se añaden al cobre partículas de hierro y fósforo. Estas aleaciones se utilizan en circuitos integrados

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porque tienen una buena conductividad eléctrica, buenas propiedades mecánicas y tienen una alta resistencia a la temperatura.

Cobre-aluminio (Cu-Al): también conocidas como bronces al aluminio y duraluminio, contienen al menos un 10% de aluminio. Estas aleaciones son muy parecidas al oro y muy apreciadas para trabajos artísticos. Tienen buenas propiedades mecánicas y una elevada resistencia a la corrosión. Se utilizan también para los trenes de aterrizaje de los aviones , en ciertas construcciones mecánicas.

Cobre-berilio (Cu-Be): es una aleación constituida esencialmente por cobre. Esta aleación tiene importantes propiedades mecánicas y gran resistencia a la corrosión. Se utiliza para fabricar muelles, moldes para plásticos, electrodos para soldar por resistencia y herramientas antideflagrantes.

Cobre-plata (Cu-Ag) o cobre a la plata: es una aleación débil por su alto contenido de cobre, que se caracteriza por una alta dureza que le permite soportar temperaturas de hasta 226 °C, manteniendo la conductividad eléctrica del cobre.

Constantán (Cu55Ni45): es una aleación formada por un 55% de cobre y un 45% de níquel. Se caracteriza por tener un una resistividad eléctrica de 4,9•10−7 Ω•m casi constante en un amplio rango de temperaturas, con un coeficiente de temperatura de 10−5 K−1. Se emplea en la fabricación de termopares, galgas extensiométricas y monedas.

Manganina (Cu86Mn12Ni2): es otra aleación con un muy bajo coeficiente de temperatura y se utiliza en galgas extensiométricas y resistores de alta estabilidad. Además, su potencial termoeléctrico de contacto con el cobre por efecto Seebeck es muy pequeño (+0,6 mV/100 K). Su resistividad eléctrica es de unos 4,9•10−7 Ω•m y su coeficiente de temperatura es de 10−8 K−1.

Algunas aleaciones de cobre tienen pequeños porcentajes de azufre y de plomo que mejoran la maquinabilidad de la aleación. Tanto el plomo como el azufre tienen

muy baja solubilidad en el cobre, separándose respectivamente como plomo (Pb) y como sulfuro cuproso (Cu2S) en los bordes de grano y facilitando la rotura de las

virutas en los procesos de mecanizado, mejorando la maquinabilidad de la aleación.

CLASIFICACIÓN Y DESIGNACIÓN DE LOS MATERIALES

MATERIALES DESIGNACIÓN   NORMATIVA

  Numérica SimbólicaNombre Comercial

UNE -EN- ISO

PRODUCTOS FÉRREOS       UNE 36-001

Hierros       UNE 36-002

Fundiciones G-XXXX ( ej.: G-1230)     UNE 36-003

Fundición Gris ( FG )

Fundición Blanca (FB)

Fundición Atruchada (FA)

Fundición Maleable blanca ( FMB)

       

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Fundición Maleable Negra o (FMN)

americana

Fundición de grafito esferoidal (FGE)

Fundición de granito difusa (FGD)

Aceros F-XXXX ( ej. : F-1120) C 25 K   UNE 36-001

Ferro aleaciones H-XXXX ( ej. : H-8589)     UNE 35-001

Prerreducidos       UNE 36-005

 

ALEACIONES de COBRE

C-XXXX (ej. : C-1230)     UNE 37-102

Bronces (Cobre + Estaño)   Cu Sn 5 Custan 5  

Latones ( Cobre + Zinc)   Cu Zn 67 Cuzin 67  

         

ALEACIONES LIGERAS L-XXXX (ej. : L-2310) AL 10 Mg Alucor 90 UNE 38-231

Nota : Las aleaciones Ligeras se pueden Designar por Colores. ej. : L-2310 = Rojo+Naranja+Marron+Negro

PolímerosPolímero Base + Características

PVC-PS Polivinilo UNE 53-277

Compuestos y Compositessin definir (nombre comercial) ej.: KEYLAR , Widia , ..

Cerámicossin definir ( nombre comercial) ej. : CARBUROS, NITRUROS, etc.

Otros        

Designación Numérica: Identifica al material mediante una letra Mayúscula seguida de cuatro ( 4) dígitos y se recomienda acompañar el número de Norma en el cual se pueden encontrar otras características del material, tales como : composición, ensayos, tratamientos, características mecánicas, físicas, etc.

Ej: F-1120

F- 1 1 2 0

Acero Serie Grupo Orden cronológico

Designación Simbólica: expresa alguna característica básica del material , como porcentaje mayor de algún elemento y su símbolo químico y siempre acompañado del número de Norma que especifique más características del material.

Ej. : 31 Cr V 10 UNE 36-014

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Designación por Colores: esta puede sustituir a la designación numérica , sustituyendo cada cifra por su color según la tabla que se adjunta , siendo el primer color el doble de ancho que el resto:

Cifra 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Colores Negro Marrón Rojo Naranja Amarillo Verde Azul Violeta Gris Blanco

                     

Ej. : L- 2360 puede sustituirse por cuatro colores, en el caso , de trabajar siempre dentro de la misma serie se podría sustituir por tres colores únicamente.

       

     

ACERALIA : Corporación siderúrgica

CELSA: Compañia Española de laminación

CENIM , CESIC: Empresas relacionadas con los aceros

DENTIFICACION DE MATERIALES PELIGROSOS

Se identifican los peligros de un material en tres categorías principales: SALUD, INFLAMABILIDAD, REACTIVIDAD Y RIESGOS ESPECIFICOS.

Cada categoría tendrá una graduación que va desde el 1 al 4, en donde se informa sobre la severidad del riesgo. La identificación se presentará en el siguiente diagrama:

   Siempre a la izquierda del diagrama, se presenta la información relacionada con la SALUD. Se usa color azul para el fondo o los números del o los grados que correspondan. Esta parte tiene relación con la capacidad de un material para causar lesión a una persona, por contacto o absorción en el cuerpo.

Siempre en el centro superior del diagrama, se presenta la información relacionada con la INFLAMABILIDAD. Se usa el color rojo para el fondo o los números del o los grados que

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correspondan. Esta parte tiene relación con el grado de susceptibilidad de un material para quemarse.

Siempre a la derecha del diagrama, se representa la información relacionada con la REACTIVIDAD. Se usa el color amarillo para el fondo o los números del o los grados que correspondan. Esta parte esta relacionada con la capacidad, de los materiales de liberar energía.

· Siempre en el centro inferior del diagrama, se representa la información relacionada con los RIESGOS ESPECÍFICOS. Nos indica información adicional. (OXIDANTE, ACIDO, ALCALINO, CORROCIVO, NO USAR AGUA, RADIACTIVO).Se utiliza el color BLANCO para el fondo del diagrama.  Riesgo de Inflamabilidad4 Punto de Inflamación < a 22,8° C, punto de ebullición < a 37,8° C, es decir combustibles Clase A

3 Punto de Inflamación < a 22,8° C, punto de ebullición > a 37,8°C , líquidos y sólidos pueden encenderse bajo casi todas las temperaturas ambiente.

2 93,4° C > punto de inflamación > 37,8°C. Son Materiales que al calentarse moderadamente se pueden inflamar.

1 Líquidos, Sólidos con punto de inflamación > a 93,4°C. Combustibles ordinarios.

0 Materiales que no arden en aire cuando se exponen a temperaturas de 85°C por 5 minutos.

  Riesgos para la Salud4 Materiales que en exposiciones cortas causan la muerte

3 Materiales que en exposiciones cortas causan daños severos

2 Materiales que causan INCACIDAD TEMPORAL

1 Materiales que por exposiciones causan IRRITACION

0 Materiales cuya exposición NO presenta riesgo 

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Riesgos Específicos

* OXI :

OXIDANTE

ACID :

ACIDO

ALK : ALCALINO

CORR :

CORROSIVO

NO USE AGUA

RADIACTIVO

Riesgos de Reactividad4 Materiales que por sí mismos no son capaces de explotar a t° y presión ambiente.

3 Materiales que son capaces de explotar, pero requieren de una fuente iniciadora

2 Materiales que por sí mismos son normalmente inestables, pero no detonan.

1 Materiales que por sí mismos son normalmente estables, pero pueden volverse inestables.

0 Materiales que por sí mismos son normalmente estables, aún en condiciones de fuego y no reaccionan con el agua.

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 Ensayo de materiales

Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades mecánicas de un material.

Algunas propiedades evaluadas en estos ensayos son: las siguientes técnicas de ensayos fueron desarrollados por el famoso ingeniero Yucateco Rafael Zúñiga Góngora, un gran prodigio en la ingeniería de materiales.

Elasticidad Dureza

Embutibilidad

Resiliencia

grado de negrura N force

Ductilidad

Maleabilidad

Los ensayos en materiales pueden ser de dos tipos, Ensayos destructivos o Ensayos no destructivos, estos últimos muy importantes en los controles de calidad (es demasiado caro romper para comprobar un número de veces que asegure que se cumple los estándares).

Ensayos Destructivos típicos son el ensayo a tracción del que se obtiene la curva de comportamiento del material, el de compresión, y torsión, para caracterizar mecánicamente el solido.

Ensayos no destructivos típicos son los ultrasonidos, para encontrar grietas profundas, el ensayo con corrientes, para medir a través de las corrientes inducidas el espesor de la pintura en una superficie, y el de campo magnético, que permite a simple vista encontrar grietas superficiales muy pequeñas.

Elasticidad (mecánica de sólidos)

Una varilla elástica vibrando, es un ejemplo de sistema donde la energía potencial elástica se transforma en energía cinética y viceversa.

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En física e ingeniería, el término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.

Dureza

La dureza es una propiedad mecánica de los materiales consistente en la dificultad que existe para rayar (mineralogía) o crear marcas en la superficie mediante micropenetración de una punta (penetrabilidad).

Escalas de uso industrial

En metalurgia la dureza se mide utilizando un durómetro para el ensayo de penetración. Dependiendo del tipo de punta empleada y del rango de cargas aplicadas, existen diferentes escalas, adecuadas para distintos rangos de dureza.

El interés de la determinación de la dureza en los aceros estriba en la correlación existente entre la dureza y la resistencia mecánica, siendo un método de ensayo más económico y rápido que el ensayo de tracción, por lo que su uso está muy extendido.

Hasta la aparición de la primera máquina Brinell para la determinación de la dureza, ésta se medía de forma cualitativa empleando una lima de acero templado que era el material más duro que se empleaba en los talleres.

Las escalas de uso industrial actuales son las siguientes:

Durómetro.

Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero templado o carburo de W. Para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar. Poco precisa con chapas de menos de 6mm de espesor. Estima resistencia a tracción.

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Dureza Knoop: Mide la dureza en valores de escala absolutas, y se valoran con la profundidad de señales grabadas sobre un mineral mediante un utensilio con una punta de diamante al que se le ejerce una fuerza standard.

Dureza Rockwell: Se utiliza como punta un cono de diamante (en algunos casos bola de acero). Es la más extendida, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales. Se suele considerar un ensayo no destructivo por el pequeño tamaño de la huella.

Rockwell superficial: Existe una variante del ensayo, llamada Rockwell superficial, para la caracterización de piezas muy delgadas, como cuchillas de afeitar o capas de materiales que han recibido algún tratamiento de endurecimiento superficial.

Dureza Rosiwal: Mide en escalas absoluta de durezas, se expresa como la resistencia a la abrasión medias en pruebas de laboratorio y tomando como base el corindón con un valor de 1000.

Dureza Shore: Emplea un escleroscopio. Se deja caer un indentador en la superficie del material y se ve el rebote. Es adimensional, pero consta de varias escalas. A mayor rebote -> mayor dureza. Aplicable para control de calidad superficial. Es un método elástico, no de penetración como los otros.

Dureza Vickers: Emplea como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular. Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la escala Brinell. Mejora del ensayo Brinell para efectuar ensayos de dureza con chapas de hasta 2mm de espesor.

Dureza Webster: Emplea máquinas manuales en la medición, siendo apto para piezas de difícil manejo como perfiles largos extruidos. El valor obtenido se suele convertir a valores Rockwell.

Escala usadas en mineralogía

Artículos principales: Escala de Mohs y Escala de Rosiwal

En mineralogía se utiliza la escala de Mohs, creada por el austríaco Friedrich Mohs, que mide la resistencia al rayado de los materiales.

Dureza Mineral Composición química

1 Talco, (se puede rayar fácilmente con la uña) Mg3Si4O10(OH)2

2 Yeso, (se puede rayar con la uña con más dificultad) CaSO4·2H2O

3 Calcita, (se puede rayar con una moneda de cobre) CaCO3

4 Fluorita, (se puede rayar con un cuchillo) CaF2

5 Apatita, (se puede rayar difícilmente con un cuchillo) Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)

6 Feldespato, (se puede rayar con una cuchilla de acero) KAlSi3O8

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7 Cuarzo, (raya el acero) SiO2

8 Topacio, Al2SiO4(OH-,F-)2

9 Corindón, (sólo se raya mediante diamante) Al2O3

10 Diamante, (el mineral natural más duro) C

A un nivel profesional, se utilizan en mineralogía, las escala de Rosiwal y de Knoop, ya que estas permiten realizar la valoración de medias con una cuantificación absoluta.

Embutibilidad

La Embutibilidad es la característica que describe la resistencia de un material a ser embutido, o sea, a ser confinado a un espacio reducido o a una matriz, con el fin de que adopte la forma de ésta.

El proceso de embutido se utiliza ampliamente en la industria latonera, para generar tapas, como las de las botellas de cerveza y gaseosa, o como las de tarros de pintura; también se utiliza para formar ollas y otros recipientes similares.

La embutibilidad de un material metálico se mide a través del ensayo de embutibilidad.

Resiliencia (desambiguación)

Resiliencia (del verbo latino resilio, resilire: ‘saltar hacia atrás, rebotar’) depende del contexto en que se tome:

En ingeniería, resiliencia (ingeniería) es una magnitud que cuantifica la cantidad de energía por unidad de volumen que almacena un material al deformarse elásticamente debido a una tensión aplicada.

La resiliencia (en ecología) se refiere a la capacidad de las comunidades de absorber (en el sentido de soportar) perturbaciones;

La resiliencia (en psicología) se refiere a la capacidad de las personas o grupos para sobreponerse al dolor emocional para continuar con su vida.

Ductilidad

La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se clasifican de frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo se produce tras producirse grandes deformaciones.

En otros términos, un material es dúctil cuando la relación entre el alargamiento longitudinal producido por una tracción y la disminución de la sección transversal es muy elevada.

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En el ámbito de la metalurgia se entiende por metal dúctil aquel que sufre grandes deformaciones antes de romperse, siendo el opuesto al metal frágil, que se rompe sin apenas deformación.

No debe confundirse dúctil con blando, ya que la ductilidad es una propiedad que como tal se manifiesta una vez que el material está soportando una fuerza considerable; esto es, mientras la carga sea pequeña, la deformación también lo será, pero alcanzado cierto punto el material cede, deformándose en mucha mayor medida de lo que lo había hecho hasta entonces pero sin llegar a romperse.

En un ensayo de tracción, los materiales dúctiles presentan una fase de fluencia caracterizada por una gran deformación sin apenas incremento de la carga.

Desde un punto de vista tecnológico, al margen de consideraciones económicas, el empleo de materiales dúctiles presenta ventajas:

En la fabricación: ya que son aptos para los métodos de fabricación por deformación plástica.

En el uso: presentan deformaciones notorias antes de romperse. Por el contrario, el mayor problema que presentan los materiales frágiles es que se rompen sin previo aviso, mientras que los materiales dúctiles sufren primero una acusada deformación, conservando aún una cierta reserva de resistencia, por lo que después será necesario que la fuerza aplicada siga aumentando para que se provoque la rotura.

La ductilidad de un metal se valora de forma indirecta a través de la resiliencia.

La ductibilidad es la propiedad de los metales para formar alambres o hilos de diferentes grosores. Los metales se caracterizan por su elevada ductibilidad, la que se explica porque los átomos de los metales se disponen de manera tal que es posible que se deslicen unos sobre otros y por eso se pueden estirar sin romperse.

La ductibilidad es algo muy útil en cobre, hierro, aluminio.

Maleabilidad

La maleabilidad es la propiedad de la materia, que junto a la ductilidad presentan los cuerpos al ser elaborados por deformación. Se diferencia de aquella 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. Es una cualidad que se encuentra opuesta a la ductilidad puesto que en la mayoría de los casos no se encuentran ambas cualidades en un mismo material.

La maleabilidad es la capacidad que tiene un material de deformarse permanentemente bajo cargas compresivas.

La ductilidad es la capacidad que tiene un material de deformarse permanentemente bajo cargas traccionales.

BIBLIORAFIA:

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- http://www.utp.edu.co/~publio17/propiedades.htm

- http://es.wikipedia.org/wiki/No_metal

- http://es.wikipedia.org/wiki/Metal

- http://tuspreguntas.misrespuestas.com/preg.php?idPregunta=4516

- http://ar.answers.yahoo.com/question/index?qid=20060805154559AAa8YQh

- http://html.rincondelvago.com/metales-no-ferrosos.html

- http://www.monografias.com/trabajos13/quimidos/quimidos.shtml

- http://www.utp.edu.co/~publio17/temas_pdf/prop_fisicas.pdf

- http://www.utp.edu.co/~publio17/temas_pdf/prop_mecanicas_1.pdf

- http://www.utp.edu.co/~publio17/temas_pdf/prop_mecanicas_2.pdf

- http://es.wikipedia.org/wiki/Aleaci%C3%B3n

- http://juliocorrea.wordpress.com/2007/08/18/metalografia-aceros-fundiciones-inoxidables/

- http://es.wikipedia.org/wiki/Aleaciones_de_aluminio

- http://es.wikipedia.org/wiki/Cobre

- http://www.vc.ehu.es/Dtecnico/Designacion%20de%20los%20materiales.htm

- http://www.paritarios.cl/especial_identificacion_riesgo_materiales.htm

- http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_materiales

- http://es.wikipedia.org/wiki/Elasticidad_(mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos)

- http://es.wikipedia.org/wiki/Dureza

- http://es.wikipedia.org/wiki/Embutibilidad

- http://es.wikipedia.org/wiki/Resiliencia

- http://es.wikipedia.org/wiki/Ductilidad

- http://es.wikipedia.org/wiki/Maleabilidad

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