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Los materiales y sus propiedades

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  • 1. • Clasificación de los materiales• Propiedades de los materiales• Esfuerzos físicos a los que pueden someterse los materiales• Estructura interna de los materiales• Modificación en propiedades de los materiales• Elección adecuada de los materiales• Uso racional de los materiales• Residuos industriales
  • 2. Se encuentran en la naturaleza, a partir de los cuales se fabrican los demás productos.
  • 3. Se obtienen a partir de materiales naturales que no han sufrido transformación, también a los que han sido a partir de varios materiales naturales.
  • 4. Capacidad que tienen los materiales para recuperar su forma, una vez que ha desaparecido la fuerza que los deformaba.
  • 5. Capacidad de un material para conservar su nueva forma una vez deformado. Es opuesto a la elasticidad.
  • 6. Es la capacidad que tiene un material para estirarse en hilos.
  • 7. Capacidad de un material para extenderse en láminas sin romperse.
  • 8. Oposición que ofrece un cuerpo a dejarse rayar o penetrar por otro, es decir, resistencia al desgaste.
  • 9. Es opuesta a la resistencia. El material se rompe en añicos cuando una fuerza impacta sobre él.
  • 10. Resistencia que opone un cuerpo a su rotura cuando está sometido a esfuerzos lentos de deformación.
  • 11. Deformación (que puede llegar a la rotura) de un material sometido a cargas variables, inferiores a la rotura, cuando actúan un cierto tiempo o un cierto número de veces.
  • 12. Facilidad que tiene un cuerpo a dejarse cortar por arranque de viruta.
  • 13. Aumento de la dureza, fragilidad y resistencia en ciertos metales como consecuencia de la deformación en frío.
  • 14. Capacidad que tiene un material fundido para llenar un molde.
  • 15. Resistencia que opone un cuerpo a los choques o esfuerzos bruscos.
  • 16. • Sensorial• Ópticas• Térmicas• Magnéticas• Químicas
  • 17. Los materiales puede elegirse según el fecto que produzca en alguno de nuestros sentidos. El tacto, el olor, la forma, el brillo, la textura, y el color pueden influir en la elección.
  • 18. El material reacciona cuando sobre él incide la luz. Hay materiales opacos y traslúcidos.
  • 19. Los metales son buenos conductores de calor, aunque algunos son aislantes y evitan que el calor los atraviese con facilidad.
  • 20. La propiedad magnética es la capacidad que tiene un material ferroso para srer atraido por un imán.
  • 21. La oxidación y corrosión son las propiedades químicas.
  • 22. • Tracción• Compresión• Flexión• Torsión• Cortadura• Pandeo
  • 23. La fuerza tiende a alargar el objeto y actúa de manera perpendicular a la superficie que lo sujeta.
  • 24. La fuerza tiende a acortar el objeto. Actúa perpendicularmente a la superficie que lo sujeta.
  • 25. La fuerza es paralela a la superficie de fijación. Tiende a curvar el objeto.
  • 26. La fuerza tiende a retorcer el objeto. Las fuerzas son paralelas a la superficie de fijación.
  • 27. La fuerza es paralela a la superficie que se rompe y pasa por ella.
  • 28. Es similar a la compresión, pero se da en objetos con poca sección y gran longitud. La pieza se pandea.
  • 29. • Ensayo de tracción• Ensayo de fatiga• Ensayo de dureza• Ensayo de resiliencia
  • 30. Consiste en estirar lentamente una probeta hasta que se rompe. A continuación se analizan los alargamientos producidos a medida que aumenta la fuerza. Tensión de rotura: O=F/SF= Fuerza e rotura; S= Sección de la probeta en cm2
  • 31. Consiste en hacer girar rápidamente una probeta normalizada del material a analizar, al mismo tiempo que se deforma (flexión) debido a la fuerza F.Al número de revoluciones que ha girado antes de romperse se le denomina límite de fatiga.
  • 32. Consiste en ejercer una determinada fuerza con un diamante o bola de acero sobre la pieza a analizar y ver las medidas de la huella dejada.Luego se aplica una fórmula y se calcula el grado de dureza. Las escalas más importantes son la de Brinell y la de Rockwell.
  • 33. Consiste en determinar la energía necesaria para romper una probeta normalizada del material a analizar, mediante un impacto. Se usa un péndulo que lleva una velocidad de entre 5 y 7 m/s. Para calcular esta energía potencial. Después de haber roto la probeta, la energía sobrante hará ascender el péndulo de un ángulo B.
  • 34. • BCC (Cúbica centrada en el cuerpo)• FCC (Cúbica centrada en las caras)• HCP (Hexagonal compacta)
  • 35. Hay un átomo en cada uno de los vértices de la red cúbica y otro en el centro.
  • 36. Hay un átomo en cada uno de los vértices de la red cúbica y otro en el centro de cada cara.
  • 37. Hay un átomo en cada uno de los vértices, tres en el centro y uno en la cara superior e inferior.
  • 38. BCC FCC HCPÁtomos por celda 8*1/8+1=2 8*1/8+6*1/2=4 3+2*1/2+12*1/6=6Máxima En contacto según En contacto según Átomos de lasempaquetamiento la diagonal la diagonal bases en contacto a=4R/3^1/2 a=4R/2^1/2 a=2RFactor de 0.68 0.74 0.74empaquetamiento
  • 39. Cuando un metal puro, fundido, se le enfría de manera gradual, se llega a un punto, denominado temperatura de equilibrio, en la que se produce un cambio de estado. Se pasa de líquido a sólido a temperatura constante. En esta transformación se producen dos fases: fase de nucleación y de crecimiento.
  • 40. Los átomos se unen entre sí formando redes cristalinas. Este proceso se inicia alrededor de impurezas o sobre la propia pared del molde, que está en estado sólido. A medida que se va extrayendo calor, más átomos se van uniendo a la red cristalina original, originando otras redes que se unen a la anterior y formando lo que se denomina núcleos.
  • 41. Dependiendo de la velocidad de enfriamiento del metal líquido puro, tendremos dos casos posibles:1. Velocidad de enfriamiento muy lenta.2. Velocidad de enfriamiento rápida.
  • 42. A medida que se va extrayendo calor, los átomos se irán uniendo a los núcleos originales. También se irán formando otros núcleos, aunque la mayoría de los átomos contribuirá a un crecimiento de unos núcleos de gran tamaño formando lo que se denomina granos, unidos entre sí.
  • 43. En este caso, los átomos no tienen tiempo de moverse por la masa líquida para unirse a los núcleos existentes. Ellos mismos forman nuevos núcleos. El resultado es la existencia de muchos granos de tamaño pequeño, unidos entre sí.
  • 44. Las propiedades mecánicas de un material varían según la velocidad de enfriamiento. Cuanto más pequeño es el tamaño del grano, mejores son sus propiedades. Entre las propiedades que se mejoran, cabe resaltar: resistencia, elasticidad, dureza, tenacidad y fragilidad.
  • 45. Un enfriamiento rápido fuerza a los átomos a unirse a otros de manera precipitada, con lo que en muchos casos la red formada queda deformada. Ello puede originar fisuras y grietas internas en el material. Una solución consiste en fragmentar los núcleos y formados. Ello se consigue mediante un enfriamiento lento, al mismo tiempo que se agita bruscamente la masa mientras se va solidificando.
  • 46. • 1538 Cº. El hierro líquido se solidifica, formando una estructura BCC, denominada hierro delta.• 1394 Cº. La masa sólida cambia su estructura, obteniéndose una red FCC o hierro gamma.• 910 Cº. El hierro gamma se transforma en ferrita o hierro alfa.
  • 47. Es el constituyente más duro y frágil de los aceros. Depende de la cantidad de carbono que tenga el acero.
  • 48. Es el constituyente más duro, después de la cementita. Aparece cuando el enfriamiento es extremadamente brusco.
  • 49. Tiene una dureza media. Aparece cuando la velocidad de enfriamiento no es muy grande.
  • 50. Sus granos tienen aspecto de perla. Es el constituyente más blando de los aceros. Aparece cuando el enfriamiento es muy lento.
  • 51. Es un constituyente cuya presencia es inversamente proporcional a la cantidad de carbono de la aleación: cuanto menos carbono, más ferrita.
  • 52. Para mejorar las propiedades de los metales, se les somete a tratamientos térmicos que consisten en un calentamiento de la pieza seguido de un enfriamiento.
  • 53. Consiste en un enfriamiento brusco. El interior de la pieza se enfriará un poco más levemente. El resultado es una pieza muy dura.
  • 54. El enfriamiento se hace muy lentamente. Con ellos se liberan tensiones internas y se permiten a los átomos ocupar la posición que les corresponde en la red cristalina.
  • 55. Tratamiento complementario al temple. Su objetivo es aumentar la tenacidad, disminuyendo la fragilidad y dureza del metal templado.
  • 56. Consiste en aportar a la pieza una estructura que corresponde a lo que se considera normal.
  • 57. • Renovables: Materiales en los que su uso racional no provocará su agotamiento.• No renovables: Se trata de aquellos que proceden del interior de la Tierra y que una vez usados, si no se reciclan, pueden agotarse.
  • 58. • Nuevos diseños: Diseño adecuado para reducir el volumen de materia prima empleada.• Reciclado: Se establecen métodos de separación e identificación de distintos materiales.• Reutilización: Que se puedan volver a utilizar productos o piezas dentro de las condiciones de seguridad.
  • 59. • Inertes: Aquellos que no presentan ningún tipo de riesgo para el ambiente ni las personas.• Tóxicos y peligrosos: Sustancias inflamables, corrosivas o tóxicas que pueden originar peligros para la salud y el medio ambiente.
  • 60. La aparición constante de nuevas tecnologías permite que se generen menos residuos o que se pueda utilizar en otros procesos de fabricación.
  • 61. • Físicos: Separar el residuo• Químicos: Consiste en neutralizar el residuo del resto.• Biológicos: Son transformados por los microorganismos.
  • 62. Se introducen en hornos especiales. Con ellos se reduce su volumen y se obtiene energía térmica.
  • 63. Un vertedero controlado para que no contamine.
  • 64. El acero mejor explicado