MATERIALES INDUSTRIALES

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TRABAJO COLABORATIVO 1

Integrantes:

MARYURI CIFUENTES RIOS

CC 1.095.908.535.

Instructor de formación:

JAVIER DARIO HUERTAS.

Docente

Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD

Escuela de Ciencias Administrativas, Contables, Económicas y de Negocios

Ingeniería Industrial

Villavicencio

Julio de 2014

1. Realizar una síntesis del tema: Capitulo Uno: ciencia e ingeniería de materiales. Historia de los materiales. El diseño y la ingeniería: una perspectiva desde los materiales del módulo uno y de las primeras 6 diapositivas del elemento didáctico para el aprendizaje No 2 METAL DEL CIELO (ver en el recurso para seguir aprendiendo) según la estrategia de aprendizaje denominada síntesis, recuerde que una síntesis es diferente a un resumen. (Ver en la caja de herramientas para el aprendizaje la estrategia de aprendizaje: síntesis y resumen.)

CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES

HISTORIA DE LOS MATERIALES

La historia de los materiales está íntimamente ligada con la historia del hombre, a medida que el hombre ha evolucionado a través del tiempo, de igual forma se ha tenido gran evolución en la elaboración y aplicación de los materiales, mientras que en el pasado su obtención era de forma manual y era indispensable para el desarrollo de las diferentes actividades que el hombre desarrollaba, hoy su obtención se desarrolla por producción en masa (Industrialización). Este avance ha dado origen a los departamentos de investigación y desarrollo de muchos institutos generándose un campo interdisciplinario denominado la ciencia e ingeniería de materiales, el cual básicamente consiste en crear nuevos materiales y mejorar las propiedades de los ya existentes creando dispositivos o estructuras útiles.

Dentro de los aspectos importantes del enfoque de la ciencia de los materiales es comprender la estructura y la composición de estos, los cuales permiten al ingeniero o diseñador seleccionar el material más adecuado para una determinada aplicación teniendo en cuenta: la disponibilidad, el costo y el medio ambiente.

EL DISEÑO Y LA INGENIERÍA

UNA PERSPECTIVA DESDE LOS MATERIALES

El mercado es el que hoy en día mueve la economía del mundo, dado que cada vez se tiene nuevos diseños, nuevos modelos, pero para que esto se pueda desarrollar se requiere estar innovando en tecnología y en tipos de materiales, buscando que sus precios estén dentro del margen de la competencia.

Es necesario que aprendamos a identificar y usar adecuadamente la terminología de los materiales por ejemplo: plástico, hierro con el término acero, estos tienen características distintivas entre ellos como estructura, composición química y las propiedades de los materiales, dependen de las características físico-químicas y termodinámicas de los sistemas y del procesamiento, etc.

El propósito de la enseñanza es el poco conocimiento se tiene en el país y que se encuentran agrupados dentro de los grupos convencionales de metales, cerámicos, polímeros y compuestos, estos últimos todavía en desarrollo.

El identificar las propiedades mecánicas de un material ayudará a una mejor comprensión y selección de los materiales.

Con el conocimiento adquirido a través de la ciencia de materiales es posible mejorar un cambio social en nuestro país ya que estas capacitaciones son un eslabón fundamental para la modernización de los ciclos de producción de la industria en Colombia. Esto se logrará con un nuevo enfoque en la educación de la ciencia de los materiales y diseñando estrategias de articulación con el sector manufacturero industrial.

METAL DEL CIELO

Origen: la primera vez que vio metal el hombre fue en los meteoritos

Siderurgia: del latín “sidus” estrella

Hierro: en varia lenguas “Metal del cielo”

Metalurgia: Aplicación de los conocimientos físicos y químicos a la extracción, purificación y modificación de los metales

Siderurgia: Es la metalurgia del hierro, abarca los procesos de obtención de productos con base hierro

Desarrollo histórico A.C.

3000-4000 Egipto Sumeria: puntas y ornamentos

2000-3000 Anatolia: Daga de hierro

Península del Sinaí: Masas de hierro

1000-2000 Egipto: Armas ornamentales

600-800 Europa Central: proceso blooemry

800-1000 China: “Hilitas” el hierro reemplaza al bronce: armas y herramientas

400-600 China: Vaciado moldes decarb “1130°C, 4,3%C

0-200 China: Proceso Chao “Dinastía Han”

200-500 India: Cricible tec, “woorz pilar de Delhi”

600-800 España: forja catalana

1000-1150 Damasco: espada de damasco

1150-1300 Europa: primer A.H.

1450-1600 Inglaterra: Primer 1543 cañón de hierro

1619 Piedra caliza en H.A.

1600-1750 Europa occidental: cementación

1709 Coke Darby

1800-1900 C. Bessemer ING. 1835

Siemens Martin 1867

Gilchrist 1878 convertidor

1900 Acero inoxidable Sheffield

Acero: Aleación metálica obtenida de la adición de carbono y otros elementos en pequeñas cantidades (manganeso, sicilio y elementos residuales) al mineral de hierro, para producir un material de mayor dureza y resistencia; Por metonimia, cualquier arma blanca

Hierro fundido: El hierro fundido o hierro colado es un tipo de aleación conocida como fundición, cuyo tipo más común es el conocido como hierro fundido gris.

Es un material constituido esencialmente por hiero, carbono y silicio, con tenores de carbono generalmente mayores a 2%.

1.2 De las dos primeras diapositivas del elemento didáctico para el aprendizaje No 1: INDUCCIÓN A LOS MATERIALES (ver en el recurso para seguir aprendiendo), realizar las siguientes actividades:

1.2.1 Elaborar un glosario con cada uno de los conceptos que se observa en dicha diapositivas organizado en el orden del alfabeto.

Alambre: Hilo tirado de cualquier metal. Puede tener sección redonda, triangular, en media caña, etc; se clasifican según forma, diámetro y composición; el más utilizado en aparatología es el de acero inoxidable compuesto por Cromo 18.88%, Níquel 6.68%, Hierro 72%. Se denomina alambre a todo tipo de hilo delgado que se obtiene por estiramiento de los diferentes metales de acuerdo a la propiedad de ductilidad que poseen los mismos. Los principales metales para la producción de alambre son: hierro, cobre, latón, plata, aluminio, entre otros. Sin embargo, antiguamente se llamaba alambre al cobre y sus aleaciones bronce y latón.

Chatarra: Productos que han completado su vida útil y subproductos cuando se procesan metales y se fabrican productos. En algunos casos puede ser objeto de reciclaje para elaborar nuevos productos.

Es el conjunto de trozos de metal de desecho, principalmente hierro. La chatarra de hierro es utilizada en la producción de acero, cubriendo un 40% de las necesidades mundiales. El porcentaje de uso varía según el proceso de fabricación utilizado, siendo un 20% en la producción de acero por convertidor LD y llegando al 100% en el proceso de fabricación por horno eléctrico

Coque: Carbón mineral liviano y poroso usado como combustible en la fabricación del hierro y el acero. Se obtiene de la hulla (mineral de origen fósil con alto contenido de carbono, duro y quebradizo, de color negro y brillo mate o graso) al calentarla a temperaturas muy altas en hornos cerrados que la Coquiza.

Coquería: Fábrica donde se obtiene coque, quemando hulla

Convertidor de oxigeno: proceso, cuya característica es la insuflación de oxígeno a una velocidad supersónica y cuya materia prima lo constituye cerca de un 70% de arrabio o hierro primario líquido y el resto de chatarra, se utilizan las variantes de su union con el proceso Q-BOP( inyección de oxigeno y gas natural por el fondo)que dieron como resultado la tecnología actual llamada “Soplo Combinado” es decir, fabricar aceros inyectando oxígeno tanto por la parte superior como por la parte inferior del Convertidor y en el que desde el punto de vista metalúrgico trabaja con una escoria del tipo Oxidante y Básica.

Aquí se convierte la fundición en acero. La fundición en fusión se vierte sobre un lecho de chatarra. Se queman los elementos indeseables (carbono y residuos) contenidos en la fundición, inyectando oxígeno puro. Se recuperan los residuos (escoria de acero). Se obtiene acero líquido "bruto", que se vierte en una cuchara. Se denomina acero bruto porque, en esa etapa, está todavía inacabado

Escoria: Subproducto que contiene los elementos estériles, obtenido en el proceso de fusión en el horno alto o en las operaciones de fabricación del acero, se pueden considerar como una mezcla de óxidos metálicos; sin embargo, pueden contener sulfuros de metal y átomos de metal en forma de elemento. Aunque la escoria suele utilizarse como un mecanismo de eliminación de residuos en la fundición del metal, también pueden servir para otros propósitos, como ayudar en el control de la temperatura durante la fundición y minimizar la reoxidación del metal líquido final antes de pasar al molde.

Estación De Afino: Afino (descarburación) y adiciones químicas Las operaciones se producen en un recipiente al vacío, haciendo que gire el acero entre la cuchara y el recipiente con la ayuda de un gas inerte (argón). Se inyecta oxígeno a fin de activar la descarburación y calentar el metal. Este procedimiento permite una gran precisión en el ajuste de la composición química del acero ("matización").

Fábrica De Aglomeración: Para preparar el mineral de hierro: Éste se tritura y calibra en granos que se aglomeran (se aglutinan) entre ellos. El aglomerado así obtenido se compacta, cargándolo después en el alto horno junto con el coque. El coque es un potente combustible, que se obtiene como residuo sólido de la destilación de la hulla (una clase de carbón muy rico en carbono).

Manufactura: Obra hecha a mano o con la ayuda de una máquina. (del latín manus, mano, y factura, hechura) es una fase de la producción económica de los bienes. Consiste en la transformación de materias primas en productos manufacturados, productos elaborados o productos terminados para su distribución y consumo. También involucra procesos de elaboración de productos semi-manufacturados o productos semielaborados.

Laminador en caliente: La laminación del acero es la deformación plástica de los metales o aleaciones, realizada por la deformación mecánica entre cilindros. En el proceso de laminado en caliente, el lingote colado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de termodifusión, donde básicamente las palanquillas o tochos, se elevan a una temperatura entre los 900°C y los 1.200°C. Estas se calientan con el fin de proporcionar ductilidad y maleabilidad para que sea más fácil la reducción de área a la cual va a ser sometido.

Rail: Se denomina riel, carril, raíl o trillo a cada una de las barras metálicas sobre las que se desplazan las ruedas de los trenes. Los rieles se disponen como una de las partes fundamentales de las vías férreas y actúan como soporte, dispositivo de guiado y elemento conductor de la corriente eléctrica. La característica técnica más importante del ferrocarril es el contacto de la rueda con pestaña y el riel, siendo sus principales cualidades su material, forma y peso.

Viguetas: Se denomina Vigueta al elemento prefabricado longitudinal resistente, diseñado para soportar cargas producidas en forjados de pisos o cubiertas.

Barra de hierro laminado destinada a la edificación.

1.2.2 Describir y explicar cada uno de los pasos y/o procesos que se observa en el mapa cognitivo ciclo de vida de los materiales (diapositiva No 1) según las instrucciones de la estrategia de aprendizaje denominada QQQ (Ver en la caja de herramientas para el aprendizaje la estrategia de aprendizaje: QQQ)

QQQ DIAPOSITIVA 1 INDUCCIÓN A LOS MATERIALES

QUE VEO QUE NO VEO QUE INFIERO

*La evolución de los materiales industriales y su aplicación.*El alto costo a pagar por daños al medio ambiente.

*La reutilización total del los materiales*Desarrollo de técnicas para la recuperación y transformación de los materiales y residuos usados en la industria.

*El desarrollo de nuevos materiales debe ir de la mano con el desarrollo de tecnologías que permitan la reutilización todos los materiales.*El hombre a través de la historia ha aprovechado los recursos y transformado los materiales cambiando su composición de acuerdo a

sus necesidades y beneficios pero no ha prestado atención debida los desechos industriales generados de su utilización, el aprovechamiento de estos desechos se pueden transformar en nuevos recursos, generando grandes utilidades y evitando la contaminación del medio ambiente.

1.2.3 QQQ DIAPOSITIVA 2 INDUCCIÓN A LOS MATERIALES

QUE VEO QUE NO VEO QUE INFIERO

*El proceso para la elaboración de elementos fabricados con acero*La distribución y diseño de la fábrica el orden de cada estación para el proceso de elaboración de los productos.

*La secuencia ordenada del proceso para la elaboración los productos y verificación de productos.*La guía de procesos operativos y las normas para la aplicación del proceso.

*La Implementación de diagrama de producción para la reutilización los diferentes desperdicios o chatarras, la recuperación de sobrantes ayuda a la optimización de la producción.*Los subprocesos debe hacerse ordenadamente buscando la eficiencia de la producción.

1.2.4 Elaborar un mapa conceptual utilizando el software CmapTools del contenido de la dispositiva No 6 hasta la última según las instrucciones de la estrategia de aprendizaje denominado mapa conceptual (Ver en la caja de herramientas para el aprendizaje la estrategia de aprendizaje mencionada).

1.2.5 Construir un diagrama radial donde se evidencie gráficamente la organización y clasificaciones de los materiales con sus correspondientes ejemplos siguiendo las instrucciones de la estrategia de aprendizaje Diagrama radial.

1.2.4 MAPA CONCEPTUAL DIAPOSITIVA 6

1.2.5 DIAGRAMA RADICAL