MATERIALES INDUSTRIALES ACTIVIDAD NO. 10

TRABAJO COLABORATIVO No. 2MATERIALES INDUSTRIALESDIAGRAMAS DE FASES, METALES Y ALEACIONES

Presentado Por:

KAROL IMERTH CANTELLO MANCHEGO Cod. 25998909

Grupo 256599_09

TutorWILIAN ANDRES TARAZONA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGA E INGENIERAPROGRAMA INGENIERA INDUSTRIALMAYO 2013

INTRODUCCIN

Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto .Desde el comienzo de la civilizacin, los materiales junto con la energa han sido utilizados por el hombre para mejorar su nivel de vida. Como los productos estn fabricados a base de materiales, estos se encuentran en cualquier parte alrededor nuestro .Los ms comnmente encontrados son madera, hormign, ladrillo, acero, plstico, vidrio, caucho, aluminio, cobre y papel. Existen muchos ms tipos de materiales y uno solo tiene que mirar a su alrededor para darse cuenta de ello. Debido al progreso de los programas de investigacin y desarrollo, se estn creando continuamente nuevos materiales.

La produccin de nuevos materiales y el procesado de estos hasta convertirlos en productos acabados, constituyen una parte importante de nuestra economa actual. Los ingenieros disean la mayora de los productos facturados y los procesos necesarios para su fabricacin. Puesto que la produccin necesita materiales, los ingenieros deben conocer de la estructura interna y propiedad de los materiales, de modo que sean capaces de seleccionar el ms adecuado para cada aplicacin y tambin capaces de desarrollar los mejores mtodos de procesado.

OBJETIVOS

Conocer las aplicaciones de los diagramas de fases y la transformacin de los materiales Aprender las propiedades relevantes de los materiales y sus aleaciones Distinguir las caractersticas fsicas y mecnicas de los materiales Los materiales a ver en el presente trabajo son:Aceros al carbono, aceros aleados, tratamientos vs propiedadesAceros inoxidables, fundiciones, tratamientos vs propiedadesAluminio, cobre y tratamientos vs propiedadesTitanio, plomo, magnesio vs propiedades

MATERIALES INDUSTRIALES ACTIVIDAD NO. 10

PROPIEDADACEROS AL CARBONO ACEROS ALEADOS ACEROS INOXIDABLES FUNDICIONES ALUMINIOCOBRETITANIOMAGNESIOPLOMO

RESISTENCIA A LA CORROSINEl cromo es el elemento aleado que ms influye en la resistencia a la oxidacin y a la corrosin de los aceros. Un 12% de cromo ya impide la corrosin por el aire ambiente hmedo.Aplicaciones:Con este tipo de acero se fabrican maquinas, carroceras de automvil, estructuras de construccin, pasadores de pelo, etc.

Utilizando aceros aleados es posible fabricar piezas de gran espesor, con resistencias muy elevadas en el interior de las mismas.Aplicaciones:Estos aceros se emplean para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.Esta se presenta debido a una pelcula de xido de cromo que se forma en la superficie de acero.Aplicaciones:Se emplean mucho para tuberas, depsitos de petrleo y productos qumicos por su resistencia a la oxidacin y para la fabricacin de instrumentos quirrgicos o sustitucin de huesos porque resiste a la accin de los fluidos corporales. Adems se usa para la fabricacin de tiles de cocina.Las fundiciones de muy alto porcentaje de cromo pueden resistir bien a laoxidacin y a la corrosin. Se consigue buena resistencia a la corrosin cuando el cromo es msde 15 veces el carbono.Aplicaciones: Ms fciles de mecanizar que los aceros. Se pueden fundir piezas de diferente tamao y complejidad. Absorben bien las vibraciones mecnicas y actan como auto lubricantes.Es un metal muy electropositivo y altamente reactivo. Al contacto con el aire se cubre rpidamente con una capa dura y transparente de xido de aluminio que resiste la posterior accin corrosiva.Aplicaciones:El uso industrial del aluminio excede al del cualquier otro metal exceptuando el hierro / acero. Es un material importante en multitud de actividades econmicas.El cobre y sus aleaciones pertenecen al grupo de materiales metlicos que son resistentes a la corrosin gracias a una pelcula protectora que crece naturalmente en ciertos medio ambientes.Aplicaciones:La aplicacin por excelencia del cobre es como material conductor (cable), al que se destina alrededor del 45% del consumo anual de cobre.La resistencia a la corrosin que presenta es debida al fenmeno de pasivacin que sufre (se forma TiO2 que lo recubre).AplicacionesSu utilizacin se ha generalizado con el desarrollo de la tecnologa aeroespacial, y en la industria qumica, por ser resistente al ataque de muchos cidos; asimismo, este metal tiene propiedades biocompatibles, dado que los tejidos del organismo toleran su presencia.Un problema con el magnesio ha sido su carencia de suficiente resistencia a la corrosin para muchas aplicaciones, particularmente las aleaciones usadas para colada inyectada y colada en molde de arena. Aplicaciones:Los compuestos de magnesio, principalmente su xido, se usan como material refractario en hornos para la produccin de hierro y acero, metales no frreos, cristal y cemento, as como en agricultura e industrias Qcas.

Es poco resistente a los cidos ntrico y actico, el lcali y en aguas que contienen CO2.Aplicaciones*Bateras para automocin, traccin, industriales, aplicaciones militares, energa solar, etc.*Proteccin contra radiaciones de todo tipo.*Soldadura, revestimientos, proteccin de superficies.

PROPIEDADACEROS AL CARBONOACEROS ALEADOSACEROS INOXIDABLESFUNDICIONESALUMINIOCOBRETITANIOMAGNESIOPLOMO

DUREZA

Vara desde valores cercanos a los 28 brinnel para los aceros hipoeutectoides y alcanza hasta 700 brinnel para aceros hiperecutectoides (contienen cementita), la fase ms dura y frgil de los aceros al carbono. La dureza de estos aceros est directamente relacionada con su contenido de carbono, en general a mayor cantidad de carbono mayor dureza. Aplicaciones:Para conformacin en frio: Elementos de construccin donde se requiere baja o mediana resistencia combinada con alta capacidad de deformacin, como por ejemplo, bulones, alambres, tornillos y piezas similares. Se puede utilizar para cementacin. En general los aceros de este grupo poseen durezas similares a los aceros al carbono, su dureza en estado normalizado oscila entre los 35 y 550 brinell dependiendo del porcentaje de elemento aleante.AplicacionesAlambres para resortes. Resortes de alta calidad. Varillas de torsin. Piezas de construccin en general sometidas a saveros esfuerzos. Herramientas de mano.Acero inoxidable templable al aire, cuya dureza es de 52Hrc. Usado en la fabricacin de moldes de plstico, cuchillera, instrumentos quirrgicos, vlvulas, partes resistentes al desgaste, moldes de vidrio, etc.Las fundiciones de hierro, especialmente la blanca y la gris, presentan elevadas durezas, debido principalmente a su alto contenido de carbono (entre 2 y 4%), la dureza de las aleaciones de hierro no puede emplearse en herramientas de corte o elementos sometidos a impacto o cargas cclicas, porque su elevada dureza va acompaada de extrema fragilidad.Aplicaciones:Para numerosos elementos d motores, maquinaria, etc., son suficientes las caractersticas mecnicas que poseen las fundiciones. Su resistencia a la compresin es muy elevada (50 a 100 Kg./mm) y su resistencia a la traccin (12 a 90 Kg./mm) es tambin aceptable para muchas aplicaciones. Tienen buena resistencia al desgaste y absorben muy bien (mejor que el acero) las vibraciones de mquinas, motores, etc., a que a veces estn sometidasEl aluminio en su estado puro es un material blando, su dureza aproximada es de 15 brinnel, llegando sus aleaciones ms modernas hasta los 115 brinnel. La baja dureza del aluminio se debe a su estructura cristalina FCC cubica centrada en las caras, que tambin caracteriza otros metales blandos como el cobre y el nquel.Aplicaciones:Sus propiedades han permitido que sea uno de los metales ms utilizados en la actualidad.es determinante para su empleo como material estructural y, tiene importantes aplicaciones en ingeniera industrial aeronutica , naval y espacialSu aplicacin en la construccin representa el mercado ms grande de la industria del aluminioEl aluminio es tambin uno de los productos ms importantes en la construccin industrial. El transporte constituye el segundo gran mercado. Muchos aviones comerciales y militares estn hechos casi en su totalidad de aluminio La dureza del cobre en estado puro es baja, aproximadamente 22 brinnel solidifica con estructura cubica centrada en las caras.Aplicaciones:En su mayora es usado como una aleacin.Otra de las aplicaciones del cobre puro es el de lubricante en operaciones de deformacin volumtrica como la forja, extrusin y laminado en caliente. Las aleaciones del cobre son muy importantes tiene mltiples aplicaciones sus cualidades mas importantes como lo son conductividad elctrica mecnicas no magnticas y de resistencia a la corrosin.

Este material es ms fuerte y ms rgido que el aluminio. Este material al igual que el hiero posee la caracteristica de ser alotropico (cambiar de estructura cristalina a diferentes temperaturas)El titanio tiene la mayor relacin de fuerza vs. peso de todos los metales, es tan fuerte como el acero, pero pesa 45% menos.Es sensible a la concentracin de tensiones, por lo que deberan evitarse muescas, aristas agudas y cambios abruptos de seccin.A pesar de una amplia variacin de la dureza con los distintos aleantes, la resistencia a la abrasin vara slo en un 15 a 20%. Para proteger lugares o zonas de la pieza expuestas a gran roce, se suelen colocar insertos de acero, bronce, o materiales no metlicos.Pueden utilizarse para bujes de poca carga, bajas velocidades, bajas temperaturas y buena lubricacin.Se trata de un metal sumamente pesado, que cuenta con una densidad relativa o bien con una gravedad especfica de 11,4 a 16C.Material de una gran flexibilidad, que es inelstico y que adems es posible fundir sin que se requiera de un esfuerzo o de una complejidad enorme. Por el contrario, el fundido se puede llevar a cabo con suma facilidad.

PROPIEDADACEROS AL CARBONOACEROS ALEADOSACEROS INOXIDABLESFUNDICIONESALUMINIOCOBRETITANIOMAGNESIOPLOMO

FACIL MECANIZADOPermite con facilidad el conformado del material.Los aceros designados como 12L14, permiten desarrollar un alto ndice de maquinabilidad debido a su composicin qumica. En el proceso de fusin la adicin de elementos tales como manganeso azufre y plomo ayudan a la formacin de inclusiones que posteriormente permiten un fcil arranque de viruta haciendo de este un acero con un grado de maquinabilidad definitivamente superior a otro aceros comunesfacilidad que posee un material de permitir el arranque de viruta.Esto se logra al usar Azufre en la aleacin y entre mayor sea la presencia de ste en el acero, ms maquinable el acero ser.Su gran caracterstica es la aptitud al arranque de viruta. Caractersticas: -Acero al azufre: permite elevar la velocidad de mecanizado, reduce el desgaste de las herramientas y mejora el acabado superficial. -Aceros al azufre-plomo: mejora la maquinabilidad, pero lo fabrican las mejores aceras debido a que crea grietas que reducen la resistencia a la fatiga. - Maquinabilidad: la interpretacin de este trmino varia segn el usuario, ya que su definicin puede expresarse en trminos de duracin o vida de la herramienta, mayor velocidad de mecanizado, acabado superficial, menor consumo de potencia, produccin total, etc.- Fabricacin de piezas recalcadas en fri que deban ser mecanizadas posteriormente.Las fundiciones son, en general, mucho ms fciles de mecanizar que los aceros.-Se pueden fabricar con relativa facilidad piezas de grandes dimensiones y tambin piezas pequeas y complicadas, que se pueden obtener con gran precisin de formas y medidas, siendo adems en ellas mucho menos frecuentes la aparicin de zonas porosas que en las piezas fabricadas con acero fundido.

El aluminio puro es blando y tiene poca resistencia mecnica, pero puede formar aleaciones con otros elementos para aumentar su resistencia y adquirir varias propiedades tiles.Es decir que el grado de pureza condiciona o modifica las condiciones mecnicas del aluminio.El aluminio tiene unas excelentes caractersticas deconductividad trmica, lo cual es una importante ventaja, dado que permite que el calor generado en el mecanizado se disipe con rapidez.

El cobre es un metal muy blando y por ese motivo para aumentar su maquinabilidad se suele alear con elementos como el plomo y teluro. Puede vaciarse, estirarse, obtenerse por extrusin, trabajarse en caliente y en fro, devanarse, conformarse a martillo, punzonarse y soldarse.

En comparacin con la mayora de los metales, el mecanizado de titanio es ms exigente y tiene ms limitaciones. Esto es debido a que las aleaciones de titanio tienen caractersticas metalrgicas y propiedades que pueden afectar significativamente a la accin de corte y al material. Sin embargo, cuando se aplican correctamente las herramientas adecuadas y se optimizan la mquina y la configuracin para el mecanizado de titanio, no hay ningn motivo por el cual estas exigencias no puedan cumplirse y las operaciones llevarse a cabo Por su bajo punto de fusin y maleabilidad extrema.El magnesio puro tiene poca resistencia mecnica y plasticidad, su poca plasticidad es debida a que su red es hexagonal y posee pocos planos de deslizamiento. Las bajas propiedades mecnicas excluye la posibilidad de utilizarlo en estado puro como material estructural, pero aleado y tratado trmicamente puede mejorar sus propiedades mecnica.Estructura cristalina HCPEl plomo tiene un efecto de lubricante por su bajopunto de fusin, lo que permite disminuir el desgaste de la herramienta de corte. Por ejemplo el plomo es prcticamente insoluble en el latn, y se separa en forma de finos glbulos, lo que favorece la fragmentacin de lasvirutasen el mecanizado

CONCLUSIONEs sin duda impresionante la manera en la que han evolucionado los materiales y lo importante que es conocer sus propiedades no tan solo fsicas o mecnicas sino tambin a otro nivel como bien podra ser a nivel atmico ya que de esto depende en buena parte el comprender como habr de comportarse un material en ciertas condiciones y de esa manera conjeturar algunas caractersticas como su dureza o su resistencia a algunos esfuerzos. El acero es en la actualidad la ms importante de las aleaciones metlicas conocidas, no habiendo existido en ninguna poca otro material que tanto haya contribuido al progreso de la humanidad. La extraordinaria difusin del acero, se debe a sus notables propiedades a la existencia de numerosos yacimientos de minerales de hierro, y al desarrollo de procedimientos de fabricacin relativamente simple. Ningn otro metal ni aleacin posee sus notables propiedades, que lo hacen insustituible para muchas aplicaciones. Una de las propiedades ms importantes de los aceros es su gran plasticidad y maleabilidad a elevada temperatura, que permite transformar su forma o dimensiones por laminado o martillado en caliente con gran facilidad. Adems los aceros son dctiles y por trabajo en fro se pueden laminar o estirar en forma de chapas, flejes, alambres o hilos de muy pequeo espesor o dimetro.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Modulo Materiales Industriales. Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD. Unidad II. www.wikipedia.com www.monografias.com