introducción tecnología materiales
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8/17/2019 introducción Tecnología materiales
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INSTITUTO DE TRANSPORTE (FERROVIARIO)
MATERIALES
Aníbal RodríguezRuben Dario Orcinoli
Email:ing.a.rodrig@gmail.comarodriguez@cnea.gov.arrdarioo@yahoo.com.ar
mailto:arodriguez@cnea.gov.armailto:arodriguez@cnea.gov.ar
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1) INTRODUCCIÓN
2) ESFUERZOS/NORMAS
3) ENSAYOS MECÁNICOS
4) ACEROS
5) TRATAMIENTOS TÉRMICOS
6) POLÍMEROS
7) MATERIALES COMPUESTOS
8) MATERIALES CERÁMICOS
Ing. Aníbal RodríguezMaterialesInstituto de transporte
PRIMER PARCIAL
SEGUNDO PARCIAL
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VALORES EXAMEN[%] PUNTOS10 1.020 2.030 3.0
40 3.050 3.055 4.060 5.070 6.080 7.590 9.0
100 10.0
Nota final consiste
Nota primer parcial
Nota segundo parcial
Nota trabajos prácticos
Se promedia con 6 ( 70 %)
HABRÁN 2 FECHAS PARA RECUPERAR
1
23456
1° examen8
9101112
2° examenREC
REC
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Introducción
Reseña histórica
Abundancia de los materiales
Clasificación
Ingeniería en materiales
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Material
Porción de materia cuyas propiedades la hacen
apta para un uso determinado.
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Definición materiales ¿de qué está hecho?
Material de construcción
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Introducción
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Tecnología es el conjunto de conocimientos técnicos, científicamenteordenados que permiten diseñar y crear bienes y servicios que facilitanla adaptación al medio ambiente y satisfacer tanto las necesidades
esenciales como los deseos de la humanidad
Tal como nos decía el Prof. Jorge Sabato; "... la tecnología nace de la siguiente necesidad:¿cómo hago para dominar la naturaleza, ante la cual soy débil y tengo muchas deficiencias ... ?"
TECNOLOGÍA
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Introducción
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Reseña histórica
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Cerc. Oriente
Europa
China
América S
América N
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Piedra
Calcolítica
Bronce
Hierro
M.Electrón.
9000 AdC 0 2000 DdC
2.500.000 AdC
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Reseña histórica
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Las piedras filosas lepermitieron cortarárboles y usar lamadera en infinidad deaplicaciones.
También con las piedrasfilosas pudo cortar
fácilmente sus alimentos,tanto de origen vegetal
como animal.
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Reseña histórica
Cueva de Altamira, Cantavria
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PIEDRA
HERRAMIENTAS(EDADES)
OTROS RECURSOS APLICACIONESTECNOLOGÍA
ALIMENTO Y DEFENSA
CONSTRUCCIONESDOMINIO DEL FUEGO
HORNOS
CERÁMICOS VIDRIOS MINERÍA
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Probable forma de losprimeros hornos de
producción de cobre.
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Reseña histórica
29 de diciembre!!!99,7 %
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PIEDRA
COBRE
HERRAMIENTAS(EDADES)
OTROS RECURSOS APLICACIONESTECNOLOGÍA
ALIEMENTO Y DEFENSA
CONSTRUCCIONESDOMINIO DEL FUEGO
HORNOS
CERÁMICOS VIDRIOS MINERÍADEFENSA
HORNOS DE MAYOR TEMPERATURA
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Apariencia probable de Ötzi, el hombre de la edad del cobre.
Hacha con punta de cobre y mango demadera, de Ötzi.
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Réplica del calzado de Ötzi.
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Reseña histórica
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Armas y ornamentos de bronce,típicos de la edad del bronce.
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Reseña histórica
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PIEDRA
COBRE
BRONCE
HERRAMIENTAS(EDADES)
OTROS RECURSOS APLICACIONESTECNOLOGÍA
ALIEMENTO Y DEFENSA
CONSTRUCCIONESDOMINIO DEL FUEGO
HORNOS
CERÁMICOS VIDRIOS MINERÍADEFENSA
DEFENSA
HORNOS DE MAYOR TEMPERATURA
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Antiguo horno para producir arrabio fundido, posterior al siglo XIV d.C.
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Reseña histórica
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Fig. 19. Ruedas de hierro deaproximadamente 1450 a.C.
Carro de guerra hitita, según un bajorelieve egipcio.
Primer puente de hierro fundido. Fueconstruido sobre el río Severn, enCoalbrookdale, Inglaterra, en 1779.
Máquina a vapor hecha en hierro.
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Reseña histórica
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PIEDRA
COBRE
BRONCE
HIERRO
HERRAMIENTAS(EDADES)
OTROS RECURSOS APLICACIONESTECNOLOGÍA
ALIEMENTO Y DEFENSA
CONSTRUCCIONESDOMINIO DEL FUEGO
HORNOS
CERÁMICOS VIDRIOS MINERÍADEFENSA
DEFENSA
DEFENSA
HORNOS DE MAYOR TEMPERATURA
SILICIO
HIERRO FUNDIDO
REVOLUCIOÓNINDUSTRIAL
PALAS ARADO ETC.
MAQUINARIASELECTRICIDAD
COMUNICACIONES
COMPUTACIÓN
BIOMATERIALES
PLÁSTICOS
ALUMINIO
TITANIO
AV IACIÓN
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Fig. 36. Radio de origen francés, concuatro válvulas y auriculares, de1919.
Fig. 37. Radio modelo Philco 90, de 1931
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Reseña histórica
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Válvulas termoiónicas o tubos de vacío de las antiguasradios a válvula.
Parte posterior de la ENIAC, mostrando los tubos devacío.
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Reseña histórica
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El primer transistor, hecho en germanio, en 1947por investigadores del Bell Laboratories. La foto de
la derecha muestra a sus inventores.
Transistores comerciales.
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Reseña histórica
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Abundancia de los materiales
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Nombre Sím
bolo
Abundancia
% (en peso)
Descubierto
(año)
Oxígeno O 46,71 1774Silicio Si 27,69 1824
Aluminio Al 8,07 1825Hierro Fe 5,05 prehistoriaCalcio Ca 3,65 1808Sodio Na 2,75 1807
Potasio K 2,58 1807Magnesio Mg 2,08 1755
Titanio Ti 0,62 1791Hidrógeno H 0,14 1776
Fósforo P 0,13 1669Carbono C 0,094 prehistoria
Manganeso Mn 0,09 1774 Azufre S 0,052 prehistoriaBario Ba 0,05 1808Cloro Cl 0,045 1774
Cromo Cr 0,035 1797Flúor F 0,029 1886
Circonio Zr 0,025 1789Níquel Ni 0,019 1751
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ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS EN LA CORTEZATERRESTRE
http://es.wikipedia.org/wiki/Abundancia_de_los_elementos_qu%C3%ADmicos
AtmósferaEl orden de los elementos expresado en función de la fracción de volumen (que es aproximadamente la fracción molecular molar) enla atmósfera es nitrógeno (78,1%),oxígeno (20.9%), argón (0,96%), y le siguen (en orden incierto) el carbono y el hidrógeno porque elvapor de agua y el dióxido de carbono, que contienen la mayoría de estos elementos en el aire, son componentes variables. El azufre,fósforo, y todos los otros elementos se encuentran en proporciones mucho menores.
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Medida en peso, la producción mundial del hierro y el acerosupera muy ampliamente a la de todos los otros metales.
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Abundancia de los materiales
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Boeing 747-200 de Aerolíneas Argentinas
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AVIACIÓN
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Abundancia de los materiales
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Esqueleto de aluminio del dirigible Zeppelin.
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Abundancia de los materiales
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Abundancia de los materiales
MaterialLímite
elásticoResistencia máxima
Densidad
Mpa Mpa g/cm3
Acero al
carbono 1090 250 841 7.58Aleación de
aluminio12 2014-T6 414 483 2.8
Titanio 11 (Ti-6Al-2Sn-1.5Zr-
1Mo-0.35Bi-0.1Si), Aged9 940 1040 4.5
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Las turbinas del Airbus A380 usan alrededor de 11 toneladasde titanio.
avión SR-71 gran cantidad de componentes son de Ti
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Abundancia de los materiales
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. Prótesis de titanio con cabeza de cerámico y copa depolietileno.
A la izquierda de la figura se ve la cadera derecha del paciente,reemplazada por una cabeza de metal y una semiesfera deplástico.
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Abundancia de los materiales
í í
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Materiales
EstructuraMicroscópica
PropiedadesMacroscópicas
Ingeniero enMateriales
Ciencia deMateriales
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íb l d íi li d
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Materiales
Metálicos
Plásticos Cerámicos
Compuestos
Semiconductores
Autor:NASA
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Clasificación
I A íb l R d íM i lI i d
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EstructuraApilamiento compacto
de átomosNaranjas en un
Cajón
Autor: Johannrela
Materiales
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Clasificación
I A íb l R d íM t i lI tit t d t t
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Metales
• Propiedades
– Brillo
– Alta Conductividad(Eléctrica y Térmica)
– Ductilidad
– Alta Rigidez
– Alta Resistencia Mecánica
– Buena Tenacidad
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Autor: Alchemist-hp
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Clasificación
I A íb l R d íM t i lI tit t d t t
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Aplicaciones
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Autor: Baran Ivo
Autor: Kuebi
Autor: Scott Ehardt
Autor: Brianiac
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Metales Clasificación
I A íb l R d íM t i lI tit t d t t
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27/03/2016 35
Autor: Andrew Horne
Metales
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Clasificación
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Metales
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Monica Nguyen
Autor: AECL
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Clasificación
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Stents
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Clasificación
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Plásticos (Polímeros)
Muchas Partes
Poli - mero
+ ++ +
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Clasificación
Polimeros, mejor conocido como plásticos. Su nombre proviene del griego, poli muchos ymeros, partes. Muchas moléculas, iguales o diferentes entre si, se unen para formar
cadenas enormes.
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Plásticos (Polímeros)
Estructura
Cadenas PoliméricasEntrelazadas yEntrecruzadas
Fideos
100 m !!!39
Autor: Javier Lastras
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Clasificación
Ing Aníbal RodríguezMaterialesInstituto de transporte
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Plásticos (Polímeros)
• Propiedades
– Baja a media resistencia
– No muy rígidos
– Baja densidad
– Variedad de colores y aspectos estéticos
– Económicos
– Viscoelasticidad – Memoria de forma
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Clasificación
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Plásticos (Polímeros)
Aplicaciones
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Clasificación
Ing Aníbal RodríguezMaterialesInstituto de transporte
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Plásticos (Polímeros)
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Clasificación
Ing Aníbal RodríguezMaterialesInstituto de transporte
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Sólido Inorgánico NoMetálico
El resto de los Materiales
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Cerámicos
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Clasificación
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• Cristalina(Alumina)
Estructura
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Clasificación
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Amorfa(Vidrio)
Estructura
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Clasificación
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Mixta (Vidrio Cerámico)
Estructura
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Clasificación
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• Propiedades
– Alta resistencia a compresión
– Alta rigidez
– Resistencia a la abrasión y desgaste
– Resistencia a altas temperaturas
– Baja densidad
– Frágiles
– Dificultad para conformar y unir
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Clasificación
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Clasificación
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Autor: Travus
Autor: Bicholoco
Autores: David W. Richerson,Douglas W. Freitag
Autor: Claire Basler
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Autor: NASA
Autor: NASA
Autor: NASA
Densidad = 0,04 g/cm3
g gp
Clasificación
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Compuestos
• Combinación de diferentes materiales para obtenerpropiedades particulares
• Propiedades Buscadas – Alta Rigidez
– Alta Resistencia
– Baja Densidad
– Alta Tenacidad
•
Otras Propiedades – Alto Costo (con excepciones)
– Fabricación compleja
50
g gp
Clasificación
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Compuestos
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g gp
Clasificación
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Ingeniería en Materiales
Diseño
Fabricación
Servicio
Productos
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g gp
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