“Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático”

UNIVERSIDAD SAN PEDRO

ESCUELA PROFESIONAL:INGENIERÍA INDUSTRIAL

CURSO: INGENIERÍA DE MATERIALES

DOCENTE:ING. FÉLIX CARBAJAL SUAREZ

CICLO:V

INTEGRANTES:HIPÓLITO TIZNADO EDINSON ISRAEL

SANDOVAL LUNA JHONCERRES MENDOZA ARNOLD

CÉSPEDES INCISO BRIANCUENCA ULLOA PATRICIA

CHIMBOTE – PERÚ

2013

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN 21. OBJETIVOS 32. FUNDAMENTO TEÓRICO 3

a. INGENIERÍA DE MATERIALES 3b. LOS MATERIALES 4c. IMPORTANCIA DE LOS MATERIALES EN LA

INGENIERÍA 6d. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES DE

INGENIERÍA 6

- MATERIALES METÁLICOS 6- MATERIALES CERÁMICOS 7- MATERIALES POLÍMEROS 8- MATERIALES COMPUESTOS 9

3. MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPOS 104. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 11

4.1. MÉTODO DE INVESTIGACIÓN 135. CONCLUSIONES 136. RECOMENDACIONES 137. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 138. CUESTIUONARIO 14

INTRODUCCIÓN

En la actualidad los materiales se diseñan de acuerdo a una aplicación específica, esto es gracias a la gran cantidad de información disponible y a las herramientas que permiten predecir el comportamiento mecánico de un material.

El avance radical en la tecnología de materiales puede conducir a la creación de nuevos productos o al florecimiento de nuevas industrias, pero las industrias actuales a su vez necesitan científicos de materiales para incrementar las mejoras y localizar las posibles averías de los materiales que están en uso. Las aplicaciones industriales de la ciencia de materiales incluyen la elección del material, su coste-beneficio para obtener dicho material, las técnicas de procesado y las técnicas de análisis.

Además de la caracterización del material, como futuros ingenieros debemos comprender la identificación y clasificación de dichos materiales.

Se tiene en cuenta que los materiales están clasificados en 4 grupos, siendo ello los metales, los polímeros, las cerámicas y materiales compuestos, son también muy importantes en la ciencia de materiales. Los polímeros son un material primario usado para conformar o fabricar plásticos. Los plásticos son el producto final después de que varios polímeros y aditivos hayan sido procesados y conformados en su forma final. El PVC, polietileno, etc., son ejemplos de plásticos.

En lo que respecta a los cerámicos, se puede citar la arcilla, así como su modelado, secado y cocido para obtener un material refractario.

En la práctica de laboratorio, lo que se ha hecho es identificar algunos materiales utilizados en la industria cuya finalidad, para el aprendizaje de los alumnos, es saber distinguir unas de otras y seleccionarlos según su clasificación.

INFORME DE LABORATORIO DE INGENIERÍA DE MATERIALES N° 1

IDENTIFICACIÓN DE MATERIALES DE INGENIERÍA

1. OBJETIVOS

- Conocer el manejo del microscopio metalográfico usado para el análisis metalográfico de metales ferrosos y no ferrosos.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

En este apartado consideraremos algunas referencias conceptuales sobre el microscopio metalográfico.

a. ¿QUÉ ES UN MICROSCOPIO?

o El microscopio es un instrumento óptico que amplifica la imagen de un objeto pequeño. Es el instrumento que más se usa en los laboratorios para diversos estudios, ya sean biológicos como en otros campos como la ingeniería.

o Mediante un sistema de lentes y fuentes de iluminación se puede hacer visible un objeto microscópico. Los microscopios pueden aumentar de 100 a cientos de miles de veces el tamaño original.

b. CLASES DE MICROSCOPIOS

o Actualmente existen dos tipos de microscopios: el óptico y el electrónico. En el microscopio óptico el aumento del objeto se consigue usando un sistema de lentes que manipula el paso de los rayos de luz entre el objeto y los ojos. El microscopio electrónico utiliza un rayo de electrones controlado por un campo magnético.

i. MICROSCOPIO ÓPTICO

Los microscopios de este tipo generalmente producen un aumento de 1000 veces el tamaño original. El límite lo tienen en unas 2000 veces.

Las lentes de un microscopio óptico son el condensador, el objetivo y el ocular. La luz que entra en el sistema debe enfocarse sobre la preparación y para esto se utiliza el condensador. Elevando o bajando el condensador puede alterarse el plano del foco de luz y elegirse una posición que consiga el foco preciso. El objetivo es la lente situada cerca del objeto que se observa. El aumento primario del objeto es producido por la lente objetivo y la imagen se transmite al ocular, donde se realiza el aumento final.

Los microscopios que se usan normalmente en microbiología están equipados con tres objetivos: bajo poder, alto poder y objetivo de inmersión. Estos objetivos están montados sobre una pieza que se llama revolver que puede rotarse para alinear el objetivo deseado con el condensador.

La imagen formada por el objetivo es finalmente aumentada por el ocular. El aumento total de un microscopio compuesto es el producto del aumento de su objetivo y de su ocular. El microscopio compuesto es capaz de conseguir aumentos considerablemente mayores que el microscopio construido con una sola lente. Este último, llamado microscopio simple, se usa principalmente como lupas y cristales de aumento.

Además del aumento, una propiedad importante de un microscopio es su poder resolutivo; esto es la capacidad de mostrar distintos y separados dos puntos muy cercanos. Cuanto mayor sea el poder resolutivo, mayor será la definición de un objeto. Los microscopios de gran poder resolutivo son especialmente buenos para ver pequeñas estructuras. El poder resolutivo de un microscopio compuesto depende de la longitud de onda utilizada y de una propiedad óptica de la lente conocida como apertura numérica. Como los microscopios ópticos utilizan luz visible, la longitud de onda está fijada y es por lo que la resolución de un objeto es función de la apertura numérica; cuanto mayor sea la apertura, el objeto resuelto será más pequeño.

B.1.

3. MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

MATERIALESPOLÍMEROS COMPUESTOS

Barra de polietileno Muestra de esponjaBarra de teflón Muestra de placa (fibra de vidrio con resina)

PVC Material laminado (madera más melamina)Tecnopor Drywall (yeso más cartón)

Corcho de polímero Cartón prensado

NOTA: También se trabajaron con materiales de la clasificación de metales y cerámicos, pero en este trabajo sólo haremos mención de los que se destinaron a nuestro estudio

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Para realizar la práctica se procedió de la siguiente manera:

PASO 1:

SE PROCEDIÓ A COLOCAR LOS MATERIALES EN CADA MESA DE LOS DIFERENTES GRUPOS

PASO 2:

A NUESTRO GRUPO SE LE DESIGNÓ AGRUPAR LOS

MATERIALES ENTRE POLÍMEROS Y COMPUESTOS

POLÍMEROS

4.1. MÉTODO DE INVESTIGACIÓN

Visual: Mediante el examen visual y la explicación del docente examinar y anotar las observaciones de cada material en el siguiente cuadro

Nº

Nombre del material Densidad(gr/cm3)

Magnético

Tipo de

Celda

Dureza

1 Barra de polietileno 0.95 NO

2 Barra de teflón 2.20 SI SI3 PVC 1.24 NO NO

4 Tecnopor 0.01 – 0.015 NO NO5 Corcho de polímero 0.13 – 0.25 NO SI6 Muestra de esponja 0.0009 NO NO7 Muestra de placa (fibra de vidrio con

resina)2.58

8 Material laminado (madera más melamina)

0.5 – 0-6

9 Drywall (yeso más cartón) 2.31 – 2.3310

Cartón prensado

5. CONCLUSIONES

COMPUESTOS

- Mediante esta práctica fuimos capaces de poder identificar algunos materiales que se usan en la industria y la identificación de estos materiales fue a través del análisis visual.

- Analizamos los cuerpos de cada material para seleccionarlos de acuerdo a dos categorías: los polímeros y los compuestos.

- Luego de analizarlos pudimos seleccionar al poli estireno, teflón, PVC, tecno por, corcho de polímero y una muestro de esponja dentro de la categoría de polímeros.

- Dentro de la categoría de compuestos pudimos encontrar una muestra de placa, un material laminado, una muestra de drywall y una muestra de cartón prensado.

6. RECOMENDACIONES

- Una de las recomendaciones es que hubiera sido recomendable saber el nombre de algunos materiales como también algo de su composición para su mejor identificación a través del método visual.

- No es recomendable trabajar diversos grupos en un mismo espacio, ello no permite el mejor aprendizaje ya que conlleva a la distracción y la incomodidad para el análisis.

7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- http://prof.usb.ve/hreveron/capitulo1.pdf

- http://fbermejo.files.wordpress.com/2010/02/introduccion-a-los-materiales-de- ingenieria.pdf

-http://www.andragogy.org/_Cursos/Curso00188/Temario/pdf%20leccion%201/lecci%C3%B3n%201.pdf

- http://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/Metales_Fe.pdf

- http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion1.CERAMICAS.TiposMATERIALES.pdf

- http://www.slideshare.net/guestf60242/unidad-1-materiales-en-ingenieria

- http://ingindustrialjd.blogspot.com/p/materiales-de-ingenieria.html

- http://fbermejo.files.wordpress.com/2010/02/introduccion-a-los-materiales-de- ingenieria.pdf

8. CUESTIONARIO

a. ¿CUÁLES SON LAS NORMAS AISI PARA LA IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS?

La clasificación es la identificación específica de cada grado, tipo, o clase de acero dado por un número, letras, símbolos, nombre, o su combinación para la completa

designación de un acero en particular. Dentro de la industria esta clasificación tiene una vital importancia y un uso específico por ejemplo el grado es usado para denotar la composición química, el tipo es usado para indicar el nivel de desoxidación, y la clase es usada para describir alguna otra cualidad, como el nivel de resistencia o una superficie pulida etc.

Existen varias maneras de clasificar los aceros las principales son de acuerdo con su composición, de acuerdo con su utilización, de acuerdo con su calidad. De acuerdo con su composición se pueden dividir en acero al carbono y aceros aleados Según su utilización se pueden dividir en varios grupos estructurales, aceros al carbono para herramienta, aceros para propósitos especiales. De acuerdo con la calidad los aceros se clasifican según el proceso de producción y van desde los aceros de calidad ordinaria obtenidos por proceso Bessemer, los de horno eléctrico, hasta los aceros de elevada calidad que se producen por refusión en electro-escoria o métodos más refinados para obtener aceros para herramienta.

Como la microestructura del acero determina la mayoría de sus propiedades y aquella está determinada por el tratamiento y la composición química; uno de los sistemas más generalizados en la nomenclatura de los aceros es el que está basado en su composición química.

En los Estados Unidos de América se establecieron las bases para el desarrollo industrial por medio de asociaciones o sociedades, las cuales son agrupaciones científicas y técnicas de profesionales. Científicos expertos que a través de comités grupos de trabajo desarrollan las normas, teniendo por objetivo suministrar los conocimientos, experiencias y habilidades de sus miembros relativas a los materiales, productos, componentes, sistemas, servicios y múltiples actividades, de tal manera que resulten efectivamente útiles a la industria, gobierno, instituciones educativas, profesionales y público en general, a través de acciones cooperativas y especializadas. A continuación mencionaremos algunas:

o A.I.S.I.- (American Iron and Steel Institute) Instituto Americano del Hierro y el Acero.

o A.S.M.E. - (American Society of Mechanical Engineers) Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos.

o A.S.T.M.- (American Society of testing Materials ) Sociedad Americana para prueba de Materiales.

o A.W.S.- (American Welding Society) Sociedad Americana de soldadura.o S.A.E.- (Society American of Engineers) Sociedad Americana de Ingenieros.o N.E.M.A.- (Nacional Electrical Manufacturers) Asociación Nacional de

Fabricantes de Aparatos Eléctricos.o A.N.S.I.- (American Nacional Standars Institute ) Instituto Nacional Americano

de Estándares.

b. EXPLIQUE OTROS MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN DE METALES

o Prueba de textura En algunos casos, la apariencia exterior o textura del objeto puede

revelar algo de su identidad. Por ejemplo, una superficie rugosa es usualmente una fundición, mientras que una superficie exterior lisa denota un producto conformado. Según el objeto que se examina, la prueba de textura puede suministrar información importante sobre la identidad el metal.

o Prueba de sonido. Algunos metales emiten un sonido característico al golpearse con un

martillo. Sonido resonante: acero con alto contenido de carbono, acero al

manganeso. Sonido sordo: fundiciones, zinc, aluminio.

o Prueba de forma. Los metales se pueden identificar por la forma y el uso operacional.

Por ejemplo, los objetos de forma compleja o irregular denotan fundiciones. Además, pueden tener marcas de fundición.

o Prueba de fractura. Si el metal que usted está tratando de identificar ha sido fracturado,

un examen cuidadoso para ver evidencias de ductilidad puede suministrar información valiosa. Por ejemplo, una ruptura bien delineada, limpia y sin distorsión es indicativa de metales como el hierro fundido gris, el hierro fundido blanco, el zinc fundido y algunas fundiciones y aleaciones de aluminio. Por otro lado, el acero con alto contenido de carbono se rompe con alguna distorsión; y otros metales como los aceros al carbono sencillos, el aluminio puro y el hierro fundido maleable muestran evidencia de dobleces antes de romperse.

o Prueba de virutas. Una rebaba de metal extraída por medio de un cincel puede ser una

clave útil en la identificación de una muestra. Las rebabas lisas continuas son comunes en materiales blandos como el aluminio y el cobre, mientras que las quebradizas y lisas apuntan al acero, al bronce o al latón. Las rebabas pequeñas rotas son comunes de materiales muy quebradizos como el hierro fundido.

PRECAUCIÓN: Utilizar protección adecuada para los ojos cuando se realice esta prueba (espejuelos de seguridad).

o Prueba de chispa. Una prueba tosca pero bastante exacta para un metal se puede

realizar a partir del estudio de la manga de chispas que se produce durante el esmerilado. La manga de chispas variará según la presión que se haga contra la piedra. Para obtener mejores resultados compare la chispa del metal desconocido con una de un metal conocido.

La mayoría de los metales no ferrosos tales como el aluminio, el magnesio y las aleaciones de cobre no muestran chispas. Dos excepciones de metales de este tipo que desprenden chispas son el níquel y el titanio.

Nota: La identificación de metales por chispas, por ejemplo del acero, no determinará la cantidad exacta de carbono pero establecerá diferencias entre los aceros al carbono de bajo y alto contenido. Para mejores resultados, las dos muestras, (la conocida y la desconocida) deberán someterse con la misma presión contra la piedra de esmeril y el fondo deberá estar oscuro.

PRECAUCIÓN: Utilizar protección adecuada para los ojos cuando se realice esta prueba (espejuelos de seguridad).

o Prueba de ácido. Esta prueba es un poco más específica, ya que los kits de productos

químicos pueden ayudar a identificar los metales, pero estos varían según los fabricantes. Estos juegos pueden contener ácido nítrico,ácido sulfúrico y otros compuestos químicos. La muestra tiene que estar completamente limpia. Se aplica la sustancia química y el resultado de la reacción se compara con un cuadro específico, de acuerdo al producto utilizado.

PRECAUCIÓN: No intentar realizar una prueba de ácido si no se tiene el entrenamiento adecuado y los medios de protección necesarios.

c. DEFINA QUE ES UN METAL Y UNA ALEACIÓN

o METAL: Se denomina metal a los elementos químicos caracterizados por ser

buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución.

La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un solapamiento entre la banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico). Esto le da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la capacidad de reflejar la luz, lo que le da su peculiar brillo. En ausencia de una estructura electrónica conocida, se usa el término para describir el comportamiento de aquellos materiales en los que, en ciertos rangos de presión y temperatura, la conductividad eléctrica disminuye al elevar la temperatura, en contraste con los semiconductores.

o ALEACION: Una aleación es una combinación, de propiedades metálicas, que está

compuesta de dos o más elementos, de los cuales, al menos uno es un metal.

Las aleaciones están constituidas por elementos metálicos como Fe (hierro), Al (aluminio), Cu (cobre), Pb (plomo), ejemplos concretos de una amplia gama de metales que se pueden alear. El elemento aleante puede ser no metálico, como: P (fósforo), C (carbono), Si (silicio), S (azufre), As (arsénico).

Mayoritariamente las aleaciones son consideradas mezclas, al no producirse enlaces estables entre los átomos de los elementos involucrados. Excepcionalmente, algunas aleaciones generan compuestos químicos.

d. SI UD. OBSERVA UN METAL O ALEACIÓN QUE ESTA NIQUELADO O CROMADO (RECUBRIMIENTO SUPERFICIAL), QUE MÉTODO UTILIZARÍA PARA IDENTIFICAR ESTE MATERIAL. EXPLIQUE

o El más adecuado sería el método del limado, se debe utilizar una lima o esmeriladora para quitar esta enchapadura y así dejar ver el fondo del metal, el cual entonces puede identificarse fácilmente:

Blanco plateado: níquel, hierro fundido blanco, aluminio, zinc fundido. Gris claro con grano fino: acero con alto contenido de carbono y

aleaciones de acero. Gris claro con grano grueso: acero con bajo contenido de carbono y

aleaciones de níquel. Gris moderado con grano medianamente grueso: hierro fundido gris. Centro gris con bordes exteriores blanco plateados: hierro fundido

maleable.

e. HAGA UNA COMPARACIÓN Y UN ANÁLISIS DE LAS DENSIDADES DE LOS MATERIALES ESTUDIADOS

o De los polímeros utilizados en laboratorio, podemos notar que la densidad más alta lo tiene la BARRA DE TEFLÓN, con 2.20 gr/cm3; dentro de los materiales analizados en la división de compuestos observamos que el de mayor densidad es la muestra de placa (fibra de vidrio con resina) cuya densidad es de 2.58 gr/cm3, con lo que concluimos que los materiales compuestos son los que dominan en densidades a los polímeros (esta deducción es sólo en base a los materiales analizados)

f. SI TENGO 1 BARRA DE ACERO SAE 1020 Y 1 BARRA DE FIERRO FUNDIDO GRIS DE IDÉNTICAS MEDIDAS COMO LOS IDENTIFICARÍA

o Si se tiene una barra de acero SAE1020 y una barra de hierro fundido gris, ambas con las mismas medidas, una de las formas de poder identificarlas es principalmente por su apariencia física ya que el hierro fundido tiene un color oscuro, otra de las formas de identificar el hierro fundido es por la apariencia de su superficie al romperse.

o También se les puede identificar en el proceso de maquinado ya que el acero SAE 1020 desprende una viruta ondulada y continua, caso contrario es el de

un hierro fundido gris porque en el proceso de maquinado desprende una viruta arenosa debido a su alto porcentaje de carbón.

g. ¿CUÁL ES EL USO, PROPIEDADES DE LAS FUNDICIONES GRISES Y COMPOSICIÓN QUÍMICA?

o ACERO ASI-SAE 1020 ()UNS G10200 Descripción: acero de mayor fortaleza que el 1018 y menos fácil de

conformar. Responde bien al trabajo en frío y al tratamiento térmico de cementación. La soldabilidad es adecuada. Por su alta tenacidad y baja resistencia mecánica es adecuado para elementos de maquinaria.

Normas involucradas: ASTM A108 Propiedades mecánicas:

Dureza 111 HB Esfuerzo de fluencia 205 MPa (29700 PSI) Esfuerzo máximo 380 MPa (55100 PSI) Elongación 25% Reducción de área 50% Módulo de elasticidad 205 GPa (29700 KSI) Maquinabilidad 72% (AISI 1212 = 100%)

Propiedades físicas: Densidad 7.87 g/cm3 (0.284 lb/in3)

Propiedades químicas: 0.18 – 0.23 % C 0.30 – 0.60 % Mn

0.04 % P máx 0.05 % S máx

Usos: se utiliza mucho en la condición de cementado donde la resistencia al desgaste y el tener un núcleo tenaz es importante. Se puede utilizar completamente endurecido mientras se trate de secciones muy delgadas. Se puede utilizar para ejes de secciones grandes y que no estén muy esforzados. Otros usos incluyen engranes ligeramente esforzados con endurecimiento superficial, pines endurecidos superficialmente, piñones, cadenas, tornillos, componentes de maquinaria, prensas y levas.

Tratamientos térmicos: se puede cementar para aumentarle la resistencia al desgaste y su dureza mientras que el núcleo se mantiene tenaz. Se puede recocer a 870 °C y su dureza puede alcanzar los 111 HB, mientras que con normalizado alcanza los 131 HB.

o HIERRO FUNDIDO GRIS El hierro gris es uno de los materiales ferrosos más empleados y su

nombre se debe a la apariencia de su superficie al romperse. Esta aleación ferrosa contiene en general más de 2% de carbono y más de 1% de silicio, además de manganeso, fósforo y azufre. Una característica distintiva del hierro gris es que el carbono se encuentra en general como grafito, adoptando formas irregulares descritas como “hojuelas”. Este grafito es el que da la coloración gris a las superficies de ruptura de las piezas elaboradas con este material.

Las propiedades físicas y en particular las mecánicas varían dentro de amplios intervalos respondiendo a factores como la composición química, rapidez de enfriamiento después del vaciado, tamaño y espesor de las piezas, práctica de vaciado, tratamiento térmico y parámetros microestructurales como la naturaleza de la matriz y la forma y tamaño de las hojuelas de grafito.

h. CUÁL ES LA COMPOSICIÓN QUÍMICA Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE UN ACERO AISI 1026? USOS INDUSTRIALES.

o Los aceros al carbono son aceros que contienen solamente carbono como su elemento de aleación específica. Las huellas de 0,4% de silicio y 1,2% de manganeso se pueden encontrar en estos aceros. También contienen pequeñas cantidades de elementos residuales, tales como cobre, níquel, molibdeno, aluminio y cromo.

o Composición química

MATERIAL CARBONO MANGANESO

FÓSFORO (MAX)

AZUFRE (MAX) SILICIO

AISI 1026 0.22-0.28 0.60-0.90 0.04 0.05 -----

o Propiedades mecánicas

MATERIALRESISTENCIA LA TRACCIÓN LÍMITE DE FLUENCIA ALARGAMIENT

O EN 50mmDUREZA BRINELLRm

Kgf/mm2 Mpa Kgf/mm2 Mpa

AISI 1026 50.1 491.3 34.5 338.3 34 161

o Usos industriales: Fabricación de herramientas de corte: Hojas de sierra, cuchillos,

mechas, tenazas, pinzas. Herramientas para el estado elástico: resortes, cuerdas de reloj Elementos de tensión: alambres, tensores, cuerdas de piano

i. CUÁL ES LA COMPOSICIÓN QUÍMICA Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE UN ACERO AISI 1045? USOS INDUSTRIALES.

o Es un acero utilizado cuando la resistencia y dureza son necesarias en condición de suministro. Este acero medio carbono puede ser forjado con martillo. Responde al tratamiento térmico y al endurecimiento por llama o inducción, pero no es recomendado para cementación o cianurado. Cuando se hacen prácticas de soldadura adecuadas, presenta soldabilidad adecuada. Por su dureza y tenacidad es adecuado para la fabricación de componentes de maquinaria.

o Composición química

MATERIAL CARBONO MANGANESO

FÓSFORO (MAX)

AZUFRE (MAX) SILICIO

AISI 1045 0.43-0.50 0.30-0.60 0.04 0.05 -----AISI 1045H 0.42-0.51 0.50-1.00 0.04 0.05 0.15-0.30

o Propiedades mecánica

o Usos industriales: Se usa en la industria de la construcción, y también como material de

ingeniería. Como tiene un contenido medio de carbono, puede usarse para hacer cuchillos.

Comúnmente usado en piezas que necesitan una resistencia media-alta, como pernos de alta resistencia, engranes, piñones, tornillos, flechas de bomba, flechas de transmisión, cigüeñales de maquinaria y en partes de maquinaria.

j. ¿CUÁL ES LA COMPOSICIÓN QUÍMICA Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE UN ACERO SAE304? USOS INDUSTRIALES.

o Éste es el más versátil y uno de los más usados de los aceros inoxidables de la serie 300. Tiene excelentes propiedades para el conformado y el soldado. Se puede usar para aplicaciones de embutición profunda, de rolado y de corte.

MATERIALRESISTENCIA LA TRACCIÓN LÍMITE DE FLUENCIA ALARGAMIENT

O EN 50mmDUREZA BRINELLRm

Kgf/mm2 Mpa Kgf/mm2 Mpa

AISI 1045 68.7 673.3 42.2 413.8 23 215

Tiene buenas características para la soldadura, no requiere recocido tras la soldadura para que se desempeñe bien en una amplia gama de condiciones corrosivas. La resistencia a la corrosión es excelente, excediendo al tipo 302 en una amplia variedad de ambientes corrosivos incluyendo productos de petróleo calientes o con vapores de combustión de gases. Tiene excelente resistencia a la corrosión en servicio intermitente hasta 870 °C y en servicio continuo hasta 925°C. No se recomienda para uso continuo entre 425 - 860°C pero se desempeña muy bien por debajo y por encima de ese rango.

o Normas involucradas: ASTM A 276

o Propiedades mecánicas: Resistencia a la fluencia 310 MPa (45 KSI)

Resistencia máxima 620 MPa (90 KSI) Elongación 30 % (en 50mm) Reducción de área 40 % Módulo de elasticidad 200 GPa (29000 KSI)

o Propiedades físicas: Densidad 7.8 g/cm3 (0.28 lb/in3)o Propiedades químicas:

MATERIAL CARBONO SILICIO MANGANESO FÓSFORO AZUFRE CROMO NIQUEL

304 0.08 Máx. 1.00 Máx. 2.00 Máx. 0.045 Máx. 0.030 Máx. 18.00 – 20.00 8.0 – 10.5

304L 0.03 Máx. 1.00 Máx. 2.00 Máx. 0.045 Máx. 0.030 Máx. 18.00 – 20.00 8.0 – 12.0

o Usos: sus usos son muy variados, se destacan los equipos para procesamiento de alimentos, enfriadores de leche, intercambiadores de calor, contenedores de productos químicos, tanques para almacenamiento de vinos y cervezas, partes para extintores de fuego.

o Tratamientos térmicos: éste acero inoxidable no puede ser endurecido por tratamiento térmico. Para el recocido, caliente entre 1010 y 1120°C y enfríe rápidamente

k. ¿CUÁLES SON LAS PROPIEDADES DEL POLIETILENO, TEFLÓN, NYLON Y FIBRA DE VIDRIO, TECNOPOR, CERÁMICA, SILICONA? INDICAR SUS USOS INDUSTRIALES.

o POLIETILENO PROPIEDADES FÍSICAS

El polietileno es un polímero termoplástico que consiste en largas cadenas de hidrocarburos. Dependiendo de la cristalinidad y el peso molecular, un punto de fusión y de transición vítrea puede o no ser observables. La temperatura a la que esto ocurre varía fuertemente con el tipo de polietileno. Para calidades comerciales comunes de polietileno de media y alta densidad, el punto de fusión está típicamente en el rango de 120 a 130°C (248 a 266°F). El punto de fusión

promedio polietileno de baja densidad comercial es típicamente 105 a 115°C (221 a 239°F).

PROPIEDADES QUÍMICAS La mayoría de los grados de polietilenos de baja, media y alta

densidad tienen una excelente resistencia química, lo que significa que no es atacado por ácidos fuertes o bases fuertes. También es resistente a los oxidantes suaves y agentes reductores. El polietileno se quema lentamente con una llama azul que tiene una punta de color amarillo y desprende un olor a parafina. El material continúa ardiendo con la eliminación de la fuente de llama y produce un goteo. el polietileno (aparte del polietileno reticulado) generalmente se pueden disolver a temperaturas elevadas en hidrocarburos aromáticos tales como tolueno o xileno, o en disolventes clorados tales como tricloroetano o triclorobenceno.

USOS INDUSTRIALES El polietileno se ubica dentro de los productos de consumo

masivo. Es ampliamente utilizado en la industria del envasado de alimentos en forma de film, bolsas, botellas, vasos, potes, etc. El polietileno, particularmente el polietileno de alta densidad, a menudo se utiliza en sistemas de tuberías de presión debido a su inercia, fuerza y la facilidad de montaje. Como se ha descripto, el polietileno puede ser formulado para cubrir un gran número de requerimientos de los productos con él fabricados, admitiendo ser procesado por todos los métodos de conformación de termoplásticos conocidos (inyección, extrusión, soplado, rotomoldeo, termoformado, etc.). En el caso del UHMWPE, debido a su elevada dureza y difícil procesabilidad, suele ser extruido en planchas y barras, conformándose a su forma final mediante algún proceso de mecanizado como el torneado y el fresado.

o TEFLÓN PROPIEDADES

El teflón posee un bajo coeficiente de fricción, inferior a 0,1. El coeficiente de fricción representa la facilidad o dificultad que poseen los cuerpos para deslizarse unos sobre otros o sobre cualquier superficie. Mientras menos resistencia opongan y más fácilmente se deslicen, más bajo será su coeficiente de fricción. Por ejemplo, el hielo posee muy bajo coeficiente de fricción, por lo que una pista de patinaje ofrece muy poca resistencia a los patines, que pueden deslizarse sobre una superficie lisa y helada con mucha facilidad. Por el contrario, si intentáramos patinar con los mismos patines sobre una acera de cemento (que posee un coeficiente de fricción mucho más alto), resultará prácticamente imposible deslizarse sobre esa superficie en comparación con la pista de hielo.

Al ser un material inerte, el teflón es también antiadherente. Esa propiedad lo hace muy resistente frente al ataque de infinidad de productos químicos; por esa razón presenta una alta resistencia al ozono, a los ácidos y bases concentradas o diluidas, a los hidrocarburos y a los disolventes orgánicos.

El comportamiento del teflón resulta ser excelente dentro de un amplio rango de variación de temperaturas extremas. Ese rango se mueve entre los 260 ºC (alta temperatura) hasta los –240 ºC (temperatura muy baja o de criogenización), sin que se alteren sus propiedades físicas. Por otra parte, su punto de fusión inicial es de aproximadamente 342 ºC.

Además de sus propiedades antiadherentes y su bajo coeficiente de fricción, el teflón posee también una alta resistencia, tanto a la humedad, como al paso del tiempo y a los rayos ultravioleta (UV). Del mismo modo su antiadherencia lo convierte en un material impermeable y de fácil de limpieza.

USOS INDUSTRIALES La aplicación más conocida es la de los recubrimientos

antiadherentes de las sartenes, que nos ayudan a cocinar mejor y nos facilitan su limpieza, pero hay muchas otras aplicaciones en el campo industrial.

En la alimentación, Moldes para pan, pasteles, cruasanes, dulces, caramelos, tolvas, divisoras, bandejas, dosificadores, canalizaciones, depósitos, agitadores, cuchillas, boleadoras, etc. Envase y embalaje: placas de termoconformado, campanas de vacío, labios soldadores, cuchillas, sonotrodos, rampas, barandillas, cadenas, bandas, tolvas, etc.

En la química y farmacia, Reactores, agitadores, depósitos, centrífugas, válvulas, secadores, bandejas, carenados, extractores, campanas, moldes, dosificadores, bombas, canales, tuberías, chimeneas, etc.

Dentro de la automoción, Núcleos de solenoides, partes del carburador, piezas del cinturón de seguridad, tornillería, sondas, sectores de pistón, pistones, guías, rejas de cabinas de pintura, útiles de pintura, útiles de TTS y KTL, rodetes de ventiladores, etc.

En la aeronáutica, Moldes de composites, cojinetes, bombas, válvulas, guías, pistones, etc

En el sector textil, Cilindros secadores, de encoladora, acompañadores de banda, alimentadores de goma, barcas de tinte, agujas tensoras RAM, barras, rasquetas, rampas, filtros, agitadores, etc.

o NYLON PROPIEDADES

COMPORTAMIENTO: Es termoplástico, ya que al calentarse se ablanda. Tiene una buena resistencia a los aceites, las grasas,

los solventes y los álcalis, pero no a los ácidos que le hidrolizan.

RESISTENCIA: Su viscosidad de fundido es muy baja, lo cual puede acarrear dificultades en la transformación industrial, y su exposición al intemperie puede causar una fragilización y un cambio de color salvo si hay estabilización o protección previa.Al nylon se le puede agregar fibra de vidrio para proporcionar un incremento en la rigidez.Es un polímero cristalino ya que se le da un tiempo para que se organice y se enfríe lentamente, siendo por esto muy resistente.Las cadenas de nylon con un número par de átomos de carbono entre los grupos amida son más compactas y sus puntos de fusión serán más altos que los nylons con un número impar de átomos de C. El punto de fusión disminuye y la resistencia al agua aumenta a medida que aumenta el número de grupos metileno entre los grupos amida.

ESTADO: De acuerdo con la funcionalidad F=2, el nylon es una fibra, generalmente de alta densidad.La organización de las moléculas y el enfriamiento cuidadoso con que se hace para este fin, determina que el polímero sea cristalino

Fuerzas moleculares: Las fuerzas moleculares del nylon son secundarias. Presenta fuerza de London (no polar) y múltiples puentes de hidrógeno, como se puede ver en la gráfica anterior.Los enlaces por puente de hidrógeno y otras interacciones secundarias entre cadenas individuales, mantienen fuertemente unidas a las cadenas poliméricas. Tan fuerte, que éstas no apetecen particularmente deslizarse una sobre otra.Esto significa que cuando usted estira las fibras de nylon, no se extienden mucho, si es que lo hacen. Lo cual explica por qué las fibras son ideales para emplearlas en hilos y sogas.Bueno, en ese caso, creo que puedo decirle que las fibras también tienen sus inconvenientes. Si bien poseen buena fuerza tensil, es decir que son resistentes cuando se las estira, por lo general tienen baja fuerza compresional, o sea, son débiles cuando se aprietan o se comprimen. Además, las fibras tienden a ser resistentes en una dirección, la dirección en la cual están orientadas. Si se las estira en ángulos rectos a la dirección de su orientación, tienden a debilitarse.Debido a esta extraña combinación de resistencias y debilidades, a menudo resulta una buena idea emplear las fibras juntamente con otro material, como un termorrígido.Las fibras frecuentemente son usadas para reforzar los termorrígidos. Compensan las falencias de los termorrígidos y

a su vez, las resistencias de los termorrígidos hacen lo propio con las falencias de las fibras.Cuando un termorrígido o cualquier otro polímero es reforzado de este modo con una fibra, se dice que es un material compuesto.

USOS INDUSTRIALES Fibra de nylon Medias Polainas Cerdas de los cepillos de dientes Hilo para pescar Redes Fibra de alfombra Fibra de bolsas de aire Piezas de autos (como el depósito de gasolina) Piezas de máquinas (como engranes y cojinetes) ParacaídasCuerdas de Guitarra Chaqueta Cremalleras Palas de ventiladores industriales Tornillos El nylon también tiene numerosas aplicaciones en ingeniería,

gracias a la gran resistencia que presenta este material a los agentes químicos , disolventes y de abrasión, aunado de gran dureza y tenacidad que hacen de este material ideal para su uso en piezas que esta sometidas a un gran desgaste . por ejemplos rodamientos, engranajes, neumáticos, etc.

o FIBRA DE VIDRIO PROPIEDADES

PROPIEDADES MECÁNICAS: Debido a su alta resistencia a la compresión, flexión e impacto, muchas veces son utilizados en estructuras.

LIGEREZA: La fibra de vidrio tiene un peso específico de 1.5 contra 2.7 del aluminio, 7.8 del acero, 8.9 del cobre.

RIGIDEZ DIELÉCTRICA: Puede ser utilizado como aislante estructural, debido a que la fibra de vidrio no conduce electricidad.

AISLANTE TÉRMICO: Además de no conducir electricidad, la fibra de Vidrio es un material que puede utilizarse como aislante para las altas temperaturas, impidiendo la transferencia de calor.

FLEXIBILIDAD DE DISEÑO: Es posible hacer productos complejos mediante el moldeo de la fibra de vidrio, permitiendo un gran valor estético y funcional a los diseños de las piezas.

ESTABILIDAD: Gracias a su bajo coeficiente de dilatación térmica y a la reducida absorción de agua, los productos en

Fibra de vidrio se mantienen inalteradas en dimensión y forma incluso en condiciones extremas.

RESISTENCIA A LA CORROSIÓN: A diferencia de los materiales convencionales, la fibra de vidrio no se oxida, así como también muestra una excepcional resistencia a los ambientes agresivos.

USOS INDUSTRIALES: Se recomienda utilizar fibra de vidrio para la fabricación de

artículos que estén expuestos a agentes químicos y degradación por corrosión. Otro de los usos importantes de la fibra de vidrio es la Fabricación de la rejilla de fibra de vidrio, barandales, escaleras marinas, perfiles estructurales, tapas para registros, entre otros productos.

Las principales aplicaciones de los productos de Fibra de Vidrio son: Industria Petroquímica, Industria Alimenticia, Tratamiento de Aguas Industriales, Sector Energético, Áreas Recreativas, Torres de Enfriamiento

o TECNOPOR PROPIEDADES

DENSIDAD: Los productos y artículos acabados en poliestirenio expandido (EPS) se caracterizan por ser e4xtraordinariamente ligeros aunque resistentes. En función de la aplicación, las densidades se sitúan en el intervalo que va desde los 10 hasta los 50 Kg/m3.

RESISTENCIA MECÁNICA: La resistencia a los esfuerzos mecánicos de los productos de EPS se evalúan generalmente a través de las siguientes propiedades:

o Resistencia a la compresión para una deformación del 10%.

o Resistencia a la flexión.o Resistencia a la tracción.o Resistencia a la cizalladura o esfuerzo cortante.o Fluencia a compresión.

AISLAMIENTO TÉRMICO: Los productos y materiales de EPS presentan una excelente capacidad de aislamiento térmico frente al calor y frio.

Otras características reseñables del poliestireno expandido (EPS) son su ligereza, resistencia a la humedad y capacidad de absorción de los impactos. Esta última peculiaridad lo convierte en un excelente acondicionador de productos frágiles o delicados como electrodomésticos, componentes eléctricos... también se utiliza para la construcción de tablas de surf; aunque normalmente éstas emplean poliuretano, el poliestireno es más ligero, lo que conlleva mayor flotabilidad y velocidad pero menor flexibilidad.

USOS INDUSTRIALES:

Otra de las aplicaciones del poliestireno expandido es la de aislante térmico en el sector de la construcción, utilizándose como tal en fachadas, cubiertas, suelos, etc. En este tipo de aplicaciones, el poliestireno expandido compite con la espuma rígida de poliuretano, la cual tiene también propiedades aislantes.

o CERÁMICA PROPIEDADES

Color y aspecto: el color depende de las impurezas (óxido de hierro) y de los aditivos que se empleen con la finalidad de ornamentar en la construcción.

Densidad y porosidad: son en todo análogas en lo definido para piedras naturales. La densidad real es del orden de 2g/cm3.

Absorción: recibe el nombre de absorción específica al % en peso de agua absorbida respecto de una pieza seca. Con ella está relacionada la permeabilidad.

Heladicidad: es la capacidad de recibir las bajas temperaturas sin sufrir deterioros en las caras expuestas al frío.

Resistencia mecánica: usualmente la exigencia se refiere a la resistencia a compresión y módulo de elasticidad, magnitudes muy relacionadas con la porosidad. Cabe así mismo señalar la aceptable resistencia a tracción del material cerámico.

USOS INDUSTRIALES Cerámico.- Material inorgánico que puede ser cristalino y/o

amorfo. La palabra cerámica deriva del vocablo griego keramos, cuya raíz sánscrita significa "quemar". En su sentido estricto se refiere a la arcilla en todas sus formas. Sin embargo, el uso moderno de este término incluye a todos los materiales inorgánicos no metálicos que se forman por acción del calor.

Los materiales de cerámica como ladrillos, el vidrio, la losa, los aislantes y los abrasivos, tienen escasa conductividad térmica y eléctrica, tiene buena resistencia y dureza, son deficientes en ductilidad y resistencia al impacto. Por lo anterior son menos usados en aplicaciones estructurales.

o SILICONA PROPIEDADES

Baja reactividad química. Baja toxicidad. Estabilidad térmica (propiedades constantes en un amplio

rango de temperaturas de -100 a 250°C). Cuando la silicona se quema en el aire o el oxígeno, forma sílice sólida (dióxido de silicio) en forma de un polvo blanco y varios gases. El polvo a

menudo se lo denomina humo de sílice debido a que se dispersa fácilmente.

La capacidad de repeler el agua y forman juntas de estanqueidad, a pesar de siliconas no son hidrófobos.

Excelente resistencia al oxígeno, el ozono, y la luz ultravioleta (UV) como la luz del sol. Esta propiedad ha llevado al uso generalizado de siliconas en la industria de la construcción (revestimientos, por ejemplo, protección contra incendios y sellado de vidrio) y la industria automotriz (las juntas externas e internas).

Buen aislamiento eléctrico. Esto debido a que la silicona puede ser formulado para ser eléctricamente aislante o conductor, lo que es adecuado para una amplia gama de aplicaciones eléctricas.

No se pega. No es compatible con crecimiento microbiológico. Alta permeabilidad a los gases. A temperatura ambiente

(25°C), la permeabilidad de caucho de silicona para los gases como el oxígeno es aproximadamente 400 veces la del caucho butílico, lo que hace de silicona útil para aplicaciones médicas en las que el aumento de aireación es necesario. Sin embargo, las gomas de silicona no se pueden utilizar cuando son necesarios sellos impermeable a los gases.

USOS INDUSTRIALES Las siliconas se usan en muchos productos, y se incluyen como

componentes de otros. Las siliconas se utilizan en sellado de acuarios, en la industria automotriz, recubrimientos, artículos de cocina, disolvente de limpieza en seco, antiespumante, electrónica, lubricantes, cortafuego, etc.

MEDICINA: Las siliconas se utiliza en implantes quirúrgicos (ejemplo: implantes de mamas) tanto para fines reconstructivos como para fines netamente estéticos. También se utiliza para imitar los tejidos para recubrir prótesis de miembros.

UTENSILIOS DE COCINA: Algunas siliconas pueden ser utilizadas como material "no tóxico" en contacto con los alimentos. La silicona se está convirtiendo en un producto importante en la cocina, en especial para hornear y en utensilios. La silicona es utilizada como un aislante resistente al calor en agarraderas y artículos similares, sin embargo, es más conductor del calor que otros materiales menos densos similares. Los guantes de silicona horno son capaces de soportar temperaturas de hasta 260°C (500°F), lo que permite tolerar el agua hirviendo. Es ampliamente utilizada para fabricar moldes para chocolate, hielo (cubeteras), galletas, magdalenas y otros alimentos diferentes.