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UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE FACUTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS APLICADAS

CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL CIENCIA DE LOS MATERIALES

TEMA: Introducción a los materiales

SEMANA: 13 al 17 abril 2015

META DE APRENDIZAJE: Identificar características de los materiales, a partir de un análisis

cotidiano de nuestro entorno.

MARCO TEÓRICO

Todos los ingenieros tienen que ver con los materiales, de manera cotidiana, en manufactura y

procesamientos, en el diseño y construcción de componentes o de estructuras. Deben

seleccionar y utilizar materiales y analizar las fallas de los mismos.

Revise señor estudiante los tipos de materiales planteados en el libro de (Askeland, pp. 5-9)

Las decisiones que toma un ingeniero industrial en relación a los materiales:

• ¿Pueden ser transformados?

• ¿Qué tolerancias dimensionales?

• ¿Qué uso le damos?

• ¿Cuáles son las propiedades que tienen?

• ¿Es compatible con otros materiales?

• ¿Se puede reciclar?

• ¿Son materiales ecológicos?

Relación propiedad-estructura-procesamiento

Para determinar un material adecuado, es importante

considerar tres elementos las propiedades que se definen de

acuerdo a la aplicación, serán más importante en algunos casos

la resistencia como para la construcción, la corrosión como

para la industria alimenticia, la conductividad eléctrica para las

redes entre otros. La estructura es considerada en diferentes

niveles porque la disposición de los electrones que rodea al

núcleo del átomo afecta el comportamiento de los materiales

como en lo eléctrico, magnetismo, térmico y óptico. Y finalmente el procesamiento afecta la

forma deseada del material como la fundición, laminado, extrusión, trefilado entre otros.

Revise señor estudiante la relación propiedad-estructura-procesamiento en el libro de (Askeland, pp. 10-13)

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Efectos ambientales sobre el comportamiento de los materiales

La relación propiedad-estructura-procesamiento se modifica por el

medio ambiente al cual está sujeto el material.

• La temperatura es un efecto ambienta que altera la forma

del material, dilatando el mismo lo que provoca un

incremento en su longitud, sección o volumen por lo que es

importante considerar al momento de diseñar elementos.

De igual manera, en procesamientos como los tratamientos

térmicos lo que permite que los materiales se endurezcan,

o en procesos de laminados en caliente que permite aliviar tensiones.

• La corrosión se produce por la reacción con la humedad,

lo que los metales y cerámicos pueden desintegrarse y

los polímeros volverse frágiles.

• La oxidación se produce por la reacción con el oxígeno,

materiales que trabajan a altas temperaturas siempre

están expuestos y se provoca la desintegración con la

disminución del espesor de los metales.

Revise señor estudiante los efectos ambientales planteados en el libro de (Askeland, pp. 14-15)

Diseño y selección de materiales

• ¿Cuáles propiedades

mecánicas y físicas?

• Procesado o manufacturado.

• Solución económica

(densidad)

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EVALUACIÓN FORMATIVA

Señores estudiantes, como parte del proceso de formación realice el siguiente cuestionario

hasta el viernes 24 abril de 2015

1. ¿Cuáles son las principales clases de materiales en ingeniería?

2. Defina material compuesto. Dé un ejemplo de material compuesto y una aplicación.

3. ¿Qué factores pueden ser la causa de que fallen las predicciones en el uso de los materiales?

4. A menudo el hierro se recubre con una delgada capa de zinc cuando se va a utilizar en el

exterior. ¿Qué características le da el zinc a este metal recubierto, es decir galvanizado?

¿Qué precauciones deberán tomarse en consideración en la fabricación de este producto?

¿Cómo se afectará la capacidad de reciclaje del producto?

5. Los resortes en espiral deben ser muy resistentes y rígidos. El 𝑆𝑖3𝑁4 es un material resistente

y rígido. ¿Se podría seleccionar este material para un resorte?

6. ¿Qué propiedades debe tener la cabeza del martillo de carpintero? ¿Cómo se fabricaría la

cabeza de la herramienta?

7. Se debe seleccionar un material para los contactos eléctricos de un conmutador eléctrico

que frecuentemente se abre y se cierra con fuerza. ¿Qué propiedades deberá poseer el

material del contacto? ¿Qué tipo de material recomendaría? Explique.

8. Se deberá identificar distintos materiales sin tener que recurrir al análisis químico o a largos

procedimientos de prueba. Describa algunas técnicas posibles de prueba y de clasificación

que se pudieran utilizar con base en las propiedades físicas de los materiales.

9. Se necesita separar físicamente distintos materiales en una planta de reciclaje de chatarra.

Describa algunos métodos posibles que pudieran utilizarse para separar materiales como

polímeros, aleaciones de aluminio.

10. Menciones los factores más importantes que deben tenerse en cuenta en la selección de

material para el cuadro de una bicicleta de montaña. Y tome en cuenta que el acero, el

aluminio y el titanio se han empleado como los metales principales en la estructura de la

misma, determine las principales ventajas y desventajas de cada uno de ellos.

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Procedimiento de entrega del trabajo a la plataforma virtual

Estimados estudiantes les indico el proceso de ingreso al aula virtual, en la misma se entregara

los trabajos en forma digital hasta la fecha señalada.

1. Ingrese a la siguiente dirección www.edmodo.com

2. Ingrese en estudiantes, e ingresar de acuerdo al grupo el siguiente código que solicita:

MATERIA CÓDIGO

CIENCIA DE LOS MATERIALES GRUPO A z8t46h

CIENCIA DE LOS MATERIALES GRUPO B bifwic

3. Y listo haga clic en registrarse, y se encuentran en el aula virtual, seleccione en Grupos

y revise las tareas o documentos enviados en ese grupo.