Materiales De La Ingenieria

Índice

1. Objetivos 3

2. Introducción 4

3. Resumen 5

Desarrollo

4. Aleaciones Ferrosas 6

5. Aleaciones No Ferrosas 6

6. Materiales Cerámicos 7

7. Polímeros 8

8. Materiales Compuestos 10

9. Metales para la Construcción 11

10. Materiales Electrónicos 12

11. Materiales Magnéticos 13

12. Materiales Fotónicos 16

13. Propiedades térmicas de los materiales 17

14. Conclusiones 21

15. Bibliografía y fuentes de información 22

Índice

1. Objetivos 3

2. Introducción 4

3. Resumen 5

Desarrollo

4. Aleaciones Ferrosas 6

5. Aleaciones No Ferrosas 6

6. Materiales Cerámicos 7

7. Polímeros 8

8. Materiales Compuestos 10

9. Metales para la Construcción 11

10. Materiales Electrónicos 12

11. Materiales Magnéticos 13

12. Materiales Fotónicos 16

13. Propiedades térmicas de los materiales 17

14. Conclusiones 21

15. Bibliografía y fuentes de información 22

Objetivos

Objetivo general:

Dar a conocer de una manera generalizada la que es lo que estudia la ingeniería en materiales y su relevancia en la industria

Objetivos específicos:

Clasificar y definir los materiales y un ejemplo de su aplicación en la industria.

Introducción

Todas las personas y especialmente los ingenieros tienen que ver con materiales, de manera cotidiana ya sea en manufactura, procesamientos y en el diseño y construcción de componentes o estructuras, ya que deben seleccionar y utilizar materiales y analizar fallas de los mismos.

Deben tomar una importante decisión al seleccionar los materiales a incorporar en un diseño porque se tiene que verificar si las propiedades requeridas se pueden conseguir y mantener durante el uso del producto, si el material es compatible con otras partes de un ensamble y si puede unirse fácilmente a ellas; por otro lado considerar que se pueda reciclar fácilmente y observar si el material o su fabricación pueden causar problemas ecológicos e incluso si puede convertirse de manera económica en un componente útil.

En este trabajo se pretende dar a conocer de una manera generalizada los distintos tipos de materiales disponibles para comprender un poco de su comportamiento y sus capacidades y poderlos aprovechar de una manera más eficiente, así como ampliar el panorama de las personas de la ingeniería en materiales y su relevancia en la industria.

Resumen

Los materiales se clasifican en 4 grupos: metales, cerámicos, polímeros y materiales compuestos. Cada uno de estos grupos posee estructuras y propiedades distintas.

Los metales y sus aleaciones generalmente presentan conductividad eléctrica y térmica, resistencia relativamente alta, alta rigidez, y resistencia al impacto. Son particularmente útiles en aplicaciones estructurales o de carga. Las aleaciones proporcionan mejoría en alguna propiedad particularmente deseable o permite una mejor combinación de propiedades.

Los cerámicos tienen baja conductividad eléctrica y térmica y a menudo son utilizados como aislantes, son fuertes y duros, aunque también muy frágiles o quebradizos. Las nuevas técnicas de procesamiento han conseguido que los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga, como los impulsores de turbina.

Los polímeros, son producidos en la polimerización, es decir, creando grandes estructuras moleculares a partir de moléculas orgánicas. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y no son adecuados para utilizarse a temperaturas elevadas. Se dividen en termoplásticos y termoestables.

Los materiales compuestos se forman a partir de 2 o más materiales, produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de los materiales de manera individual. Con materiales compuestos podemos producir materiales ligeros, fuertes, dúctiles, resistentes a altas temperaturas, entre otras propiedades.

Desarrollo

DESARROLLO

ALEACIONES FERROSAS

Algunos autores manejan los términos “aleaciones ferrosas” y no “aleaciones no ferrosas” (férreas) para definir aquellas aleaciones que tiene o no al hierro como elemento mayoritario. Esto se debe a la importancia histórica del hierro, incluyendo la revolución industrial y la fabricación del acero como material de construcción.

Las aleaciones ferrosas tienen como elemento mayoritario el Fe y en general, son aleaciones fuertes, maleables, de bajo costo y relativamente fáciles de obtener. La mayor producción de estas son los aceros, aleaciones Fe – C, a los que cambiando el porcentaje de estos elementos y agregando algunos otros, se les pueden dar propiedades específicas, dependiendo de la industria a la que se van a aplicar.

La industria del acero se divide en varias ramas:

 Aceros al carbón, con uso en construcción

 Aceros inoxidables, para maquinado de piezas, platería e instrumental quirúrgico

 Aceros para herramientas, a los que se les agrega W y Mo para endurecerlos

 Aleaciones de acero con distintos elementos. Estos ya son de usos más específicos de acuerdo al elemento agregado

 Aleaciones ultra resistentes (de baja aleación), que son los aceros de última generación.

A pesar de que las aleaciones ferrosas, particularmente el acero, son ampliamente usadas en ingeniería por sus buenas propiedades mecánicas y su relativamente bajo costo de producción, existen algunas limitaciones en ellas, pues son materiales relativamente densos, en general no son buenos conductores eléctricos y, salvo los aceros inoxidables, son materiales proclives a la corrosión. Por tal motivo, la industria ha desarrollado otras aleaciones con metales base distinta al Fe.

Aleaciones no ferrosas.

Entre las más utilizadas en la industria se encuentran:

 Aleaciones base Cu. Son buenas conductoras y en algunos casos, tienen propiedades mecánicas especiales que las hacen muy útiles en la fabricación de muelles, diafragmas y piezas que forman parte de aparatos de medida eléctrica y barométrica. Ejemplos son el bronce y las aleaciones Cu-Be.

 Aleaciones base Al. Son materiales ligeros y muy flexibles, lo que permite maquinarlos a formas muy diversas, además de ser de baja corrosión. Se usan en el enlatado de alimentos y manufactura de todo tipo de piezas, incluyendo las de automóviles y aviones.

 Aleaciones base Ti. Son aleaciones menos densas que el acero pero con propiedades mecánicas muy similares, por lo que se usan en la industria aeronáutica y aeroespacial. Además también son materiales de bajo porcentaje de corrosión por lo que son muy útiles en la industria química donde se trabajan muchas sustancias corrosivas y, en la actualidad, tienen además aplicación en el área de biomateriales como prótesis de huesos de alta carga mecánica (cadera, rodilla, fémur, etc.).

Materiales Cerámicos

Las cerámicas y los vidrios representan algunos de los materiales para ingeniería más antiguos y durables ante el ambiente. También son los materiales que han desarrollado avances para la industria aeroespacial y electrónica.

Una tecnología moderna de rápido crecimiento es la de los materiales cerámicos avanzados, también llamados materiales cerámicos estructurales. Estos fueron utilizados por primera vez en 1971 para aplicaciones a alta temperatura en tuberías de gas que funcionaban a 2506°C. En la fabricación de estas piezas se utilizaron nitruro de silicio y carburo de silicio.

La materia base para la fabricación de los productos cerámicos es la arcilla en sus múltiples variedades; ésta, al amasarla con agua, adquiere características de plasticidad y por ello puede adoptar la forma deseada.

Los materiales cerámicos de arcilla utilizados en la construcción se clasifican en ladrillos para pared, para pavimentación (suelos) y para cubiertas. Los materiales de ingeniería se pueden dividir en tres categorías principales: cerámicas cristalinas, vidrios y cerámicas de vidrio.

Características:

• Tienen baja conductividad eléctrica y térmica

• Son usados a menudo como aislantes.

• Son fuertes y duros, aunque frágiles y quebradizos.

• Nuevas técnicas de procesos consiguen que los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga.

• Dentro de este grupo de materiales se encuentran: el ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos

• Entre los metales cerámicos puros destacan el óxido de aluminio, el nitruro de silicio y el carburo de tungsteno.

Según su microestructura, podemos clasificarlos en:

Cerámicos cristalinos

Se obtienen a partir de sílice fundida. Tanto el proceso de fusión como el de solidificación posterior son lentos, y así los átomos se pueden ordenar. Presentan una gran resistencia mecánica y soportan altas temperaturas.

Cerámicos no cristalinos

Se obtienen también a partir de sílice pero, con un enfriamiento rápido que impide el proceso de cristalización. El sólido es amorfo porque los

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