Materiales Y Procesos De Fundiciones

Propiedades de los materiales de fabricación

1. Objetivo:

• Conocer las diferentes propiedades de los materiales y así poder diferenciarlos

• Evaluar los materiales utilizados en la actualidad para optimizar los resultados en la utilización de estos.

• Conocer las cantidades adecuadas de las diversas aleaciones de los diferentes materiales.

2. LOS MATERIALES

NECESIDAD DE MATERIALES PARA FABRICAR

OBJETOS

• Los materiales son necesarios para la fabricación de productos.

• En el diseño de un objeto ha de emplearse el material que mejor se adapta a sus exigencias de

• uso y que resulta más económico.

• Es necesario conocer los tipos de materiales susceptibles de ser empleados.

• El ser humano viene utilizando diversos materiales desde épocas ancestrales, aprovechando los

• recursos disponibles de su entorno, como madera, arcilla, metales, etcétera.

• Para designar las edades prehistóricas los historiadores utilizan el nombre del material que se

• usaba predominantemente en ellas.

2.1 Edad de Piedra (hace, aproximadamente, un millón de años)

Se utilizaba piedra y huesos para elaborar: herramientas, hachas, arpones, flechas, hoces, etc.

2.2 Edad de Bronce (comienza aproximadamente en el año 3000 AC)

Se utiliza el bronce a partir de cobre y estaño, dos minerales relativamente fáciles de obtener y fundir.

Las herramientas fabricadas en bronce eran más duras y más sencillas de fabricar que las realizadas sólo con cobre.

2.3 Edad de Hierro (entre los años 1200 y 700 AC aprox)

Para la obtención de hierro había que calentar el mineral a una temperatura mucho mayor para fundirlo.

Tenía grandes ventajas: la materia prima era abundante y más duras las herramientas obtenidas.

Para fundir el hierro se colocaba sobre un agujero hecho en el suelo y se

Calentaba por la parte inferior. Posteriormente, se empleó una «bomba»

de pieles y madera para insuflar aire del exterior, avivar el fuego y

aumentar la temperatura.

2.4 Época actual

Bien podría denominarse Edad del Silicio, por el cambio provocado por la electrónica basada en el silicio en la sociedad.

3. Clasificación de los materiales

3.1 Materiales naturales

 Se encuentran en la naturaleza.

 Constituyen los materiales básicos para fabricar los demás productos.

 En ocasiones estos recursos son limitados y se pueden agotar, en otras ocasiones pueden reciclarse o reutilizarse.

 El reciclado o reciclaje es una buena solución para preservar el medio natural y ahorrar recursos naturales, al mismo tiempo que se reducen costes.

 Son naturales la madera, la lana, el esparto, la arcilla, el oro, etc.

3.2 Materiales artificiales

 Se obtienen a partir de otros materiales que se encuentran en la naturaleza y no han sufrido transformación previa. También reciben este nombre los productos fabricados con varios materiales que sean en su mayoría de origen natural.

 Son artificiales el hormigón y los bloques de hormigón, que son productos artificiales, fabricados a partir de arena (en un 50%; material natural), grava (en un 30%; material natural), cemento (en un 20%; material artificial) y agua (material natural).

3.3 Materiales sintéticos

Están fabricados por el hombre a partir de materiales artificiales. No se encuentran en la naturaleza ni tampoco los materiales que los componen.

El ejemplo más característico lo constituyen los plásticos, como la baquelita, que se obtiene a partir de dos materiales artificiales: formol y fenol.

Durante los últimos cien años se han descubierto multitud de materiales, así como nuevos

métodos de fabricación (p.e. la vulcanización)

4. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES

Son las características inherentes que permiten diferenciar un material de otros, desde el punto de vista del comportamiento mecánico de los materiales en ingeniería, y también describen la forma como un material se comporta frente a una fuerza externa aplicada, con el fin de conocer sus respectivas propiedades.

Las Propiedades De Un Material Dependen De:

 La estructura que presente el material.

 Del proceso o procesos que haya sufrido.

 De la composición quimica.

4.1 Maleabilidad: Consiste en la posibilidad de transformar algunos metales en láminas delgadas sin que se rompa. Ejm: el aluminio como conservante de alimentos.

4.2 Ductilidad: Propiedad que poseen ciertos metales para poder estirarse en hilos delgados o varillas.Ejm: oro, plomo.

4.3 Tenacidad: Propiedad que tienen algunos materiales de soportar sin deformarse, ni romperse los esfuerzos básicos que se les apliquen. Implica que el material tiene capacidad de absorber energía. Ejm: Azufre.

4.4 Dureza: Resistencia que un material opone a la penetración o a ser rayado por otro cuerpo. Ejemplo, el diamante.

4.5 Plasticidad: Aptitud de algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones permanentes, bajo la acción de una presión o fuerza exterior sin que se produzca una rotura.

4.6 Elasticidad: capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que había determinado su deformación.

4.7 Fragilidad: Capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación. La rotura frágil tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energía.

4.8 Rigidez: capacidad de un objeto sólido o elemento estructural para soportar esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones o desplazamientos

4.9 Resistencia Capacidad para soportar esfuerzos aplicados sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo cierto material.

4.10 La resistencia tensil: es importante para un material que va a ser extendido o va a estar bajo tensión. Las fibras necesitan tener buena resistencia tensil.

4.11 Deformación: Es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo.

4.12 Elástica o reversible: Si la deformación se recupera al retirar la carga.

4.13 Plástica o irreversible: Si la deformacion persiste despues de retirar la carga.

5. PROPIEDADES FISICAS:

Se refiere a las características de los materiales debido al ordenamiento atómico o molecular del mismo. Dependen de la estructura y procesamiento del material. Describen características como color, conductividad eléctrica o térmica, magnetismo y comportamiento óptico, generalmente no se alteran por fuerza que actúan sobre el material. Pueden dividirse en: eléctricas, magnéticas y ópticas.

5.1 COLOR: Es un fenómeno físico-químico asociado a las innumerables combinaciones de la luz, relacionado con las diferentes longitudes de onda en la zona visible del espectro electromagnético, que perciben las personas y animales a través de los órganos de la visión, como una sensación que nos permite diferenciar los objetos con mayor precisión.

5.2 BRILLO: El brillo es el resultado de la reflexión y la refracción de la luz en la en la superficie de un mineral. En general, el brillo es función del índice de refracción de la superficie, del grado de absorción de la luz incidente y de otros factores, como las características concretas de la superficie observada (p.ej. grado de lisura y pulimento).

Existen tres grandes clase de brillos; metálico, no metálico y mate.

5.3 MATE: Cuando un mineral no presenta ningún brillo se le denomina mate. Esto sucede en algunos minerales terrosos.

5.4 BRILLO METÁLICO: Es el característico de los minerales que son totalmente opacos a la luz y de raya negra. Es típico de los elementos nativos (por ejemplo el cobre nativo), los sulfuros (la galena) y de otros grupos minerales. Las superficies de los minerales con este tipo de brillo suelen alterarse muy fácilmente, por lo que se debe observar este tipo de brillo en superficies recientes.

5.5 BRILLO SUBMETÁLICO: A veces, la separación entre el brillo metálico y no metálico no está bien definida, entonces se establece una categoría intermedia denominada brillo submetálico (ejemplo. el grafito).

5.6 BRILLO NO METÁLICO Los minerales con brillo no metálico es característico de minerales transparentes y que tienen raya blanca o de color claro. Se pueden subdividir en diferentes grupos en función de la característica del brillo:

 Adamantino o diamantino. Presenta un reflejo fuerte y brillante como el diamante, es característico de los minerales con elevado índice de refracción (ejemplo la cerusita).

 Vítreo. Tiene el brillo del vidrio. Es propio de los minerales con un índice de refracción intermedio. Casi todos los silicatos pertenecen a este grupo (ejemplo la turmalina).

 Resinoso. Tiene el brillo de la resina (p.ej. la blenda).

 Nacarado. Tiene el brillo de la perla. Se suele observar bien en las superficies paralelas a los planos de exfoliación ya que este brillo se produce por la reflexión total en los intersticios existentes entre las capas del mineral. Es característico de los minerales con exfoliación

...