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Materiales de Ingeniería
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DIVERSIDAD DE MATERIALES
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TIPOS DE MATERIALES
METALES
Acero Aluminio
Titanio
Aleación (latón)
Cobre
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TIPOS DE MATERIALES
CERÁMICOS
Porcelana
Ladrillo Vidrio
Refractarios
Arcilla
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TIPOS DE MATERIALES
POLÍMEROS
Hule
Polietileno
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TIPOS DE MATERIALES
SEMICONDUCTORES
Silicio
Láseres de diodo
Germanio
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TIPOS DE MATERIALES
COMPUESTOS
Fibra de carbono Fibra de vidrio
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CONCEPTOS BÁSICOS
VALENCIA: Se relaciona con la capacidad del mismo
para entrar en combinación química con otros elementos.
Electronegatividad: Es la tendencia de un átomo a ganar
un electrón.
Estabilidad atómica: si un átomo tiene una valencia cero,
el elemento es inerte.
311554...
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ENLACES ATÓMICOS
Iónico Covalente Metálico Van der Waals
ENLACE PRIMARIO: Se relaciona con la capacidad del
mismo para entrar en combinación química con otros
elementos.
ENLACE SECUNDARIO: Se relaciona con la capacidad
del mismo para entrar en combinación química con otros
elementos.
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ORGANIZACIÓN ATOMICA
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ESTRUCTURA CRISTALINA
Cúbica Centrada en el Cuerpo
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ESTRUCTURA CRISTALINA
Cúbica Centrada en la Cara
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ESTRUCTURA CRISTALINA
Hexagonal Compacta
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LOS MATERIALES Y SUS
PROPIEDADES
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Son las características inherentes que
permiten diferenciar un material de otros,
desde el punto de vista del
comportamiento mecánico de los
materiales en ingeniería, y también
describen la forma como un material se
comporta frente a una fuerza externa
aplicada, con el fin de conocer sus
respectivas propiedades.
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Las Propiedades De Un Material Dependen De:
• La estructura que presente el material.
• Del proceso o procesos que haya sufrido.
• De la composicion química.
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PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
• Cada material tiene unas propiedades que:
lo diferencian de los demás
determinan lo que puede hacerse
con él
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Propiedades de los Materiales
• Propiedad: tipo y magnitud de la respuesta del material a un estímulo específico
• Tipos de Propiedades:
• SENSORIALES,ÓPTICAS, TÉRMICAS,
ELÉCTRICAS, MECÁNICAS,
MAGNÉTICAS, QUÍMICAS, y
ECOLÓGICAS
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PROPIEDADES SENSORIALES
• Son las que están relacionadas con la impresión
que produce el material en nuestros sentidos.
Color
Textura.
Brillo
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PROPIEDADES ÓPTICAS
• Son las que están relacionadas con el comportamiento
del material frente a la acción de la luz.
Transparencia
Translucidad
Opacidad
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PROPIEDADES TÉRMICAS
• Son las que están relacionadas con el comportamiento
del material frente a la acción del calor.
Conductividad térmica: Un material tiene alta
conductividad térmica cuando deja pasar el calor por él.
Temperatura de fusión: temperatura a la cual un
material pasa del estado sólido al liquido
Coeficiente de dilatación
lineal: representa el aum. de
longitud de cada unidad de longitud
cuando la temp. Sube en 1°C
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PROPIEDADES ELÉCTRICAS
Conductividad eléctrica: Un material tiene alta conductividad
eléctrica cuando deja pasar la corriente eléctrica por él.
Entonces decimos que es conductor. En caso contrario, será
aislante.
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PROPIEDADES MECÁNICAS
• Son las que están relacionadas con el comportamiento
del material cuando se somete a esfuerzos.
Dureza: Un material es duros o blando dependiendo de si otros materiales puede rayarlo
Tenacidad/Fragilidad: Un material es tenaz si aguanta
los golpes sin romperse. Un material es frágil si cuando le damos un golpe se rompe.
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PROPIEDADES MECÁNICAS
• Son las que están relacionadas con el comportamiento
del material cuando se somete a esfuerzos.
Elasticidad/Plasticidad: Un material es elástico
cuando, al aplicarle una fuerza se estira, y al retirarla vuelve a la posición inicial. Un material es plástico cuando al retirarle la fuerza continua deformado
Resistencia mecánica: Un material tiene resistencia mecánica cuando soporta esfuerzos sin romperse.
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PROPIEDADES MECÁNICAS
• A las siguientes se las puede identificar también, como “tecnológicas”, pues están relacionadas con el comportamiento de los materiales durante la fabricación.
Fusibilidad: capacidad de los materiales de
pasar del estado sólido al líquido cuando son sometidos a una temperatura determinada.
Ductilidad: capacidad de los materiales de
transformarse en hilos cuando se los estiran.
Maleabilidad: capacidad de los materiales de
transformarse en láminas cuando se les comprime.
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PROPIEDADES MAGNÉTICAS
• Ferromagnetismo: materiales que en presencia de un
C.M forman imanes. (hierro)
• Diamagnetismo: en presencia de un C.M se polarizan
internamente, de manera que repelen a un imán.(plásticos, vidrios,
cerámicos, madera)
• Paramagnetismo: en presencia de un C.M se polarizan
internamente, y son atraídos débilmente por un imán.(Aluminio)
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PROPIEDADES QUÍMICAS
• Resistencia a la Oxidación (la oxidación
es el ataque del oxígeno a un material,
produciendo en él corrosión)
• Resistencia a la Corrosión (la corrosión
es el deterioro de un material metálico
como consecuencia de la acción de su
entorno = agua, oxigeno)
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PROPIEDADES ECOLÓGICAS
• Son las que están relacionadas con la mayor o menor
nocividad del material para el medio ambiente.
Toxicidad: Es el carácter nocivo de los materiales para el medio ambiente o los seres vivos.
Reciclabilidad: Es la capacidad de los materiales
de ser vueltos a fabricar.
Biodegrabilidad: Es la capacidad de los materiales de, con
el paso del tiempo, descomponerse de forma natural en sustancias más simples.
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LA ELECCIÓN DE LOS MATERIALES
• Al elegir un material para una determinada aplicación,
habrá que tener en cuenta los siguientes factores:
Sus propiedades: dureza, flexibilidad, resistencia al calor...
Las posibilidades de fabricación: las máquinas y herramientas de las
que se dispone, la facilidad con que se trabaja...
Su disponibilidad: la abundancia del material, la proximidad al lugar
donde se necesita...
Su impacto sobre el medio ambiente: si contamina, o es tóxico, o
biodegradable
Su precio
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SELECCIÓN DE MATERIALES
La propiedad que determina el material del que está
fabricada la malla es la elasticidad
La propiedad que determina el material del que está
fabricada la olla es la conductividad térmica
La propiedad que determina el material del que están
fabricados los faros es la transparencia
y el parachoques la resistencia mecánica
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• Tenacidad: Propiedad que tienen algunos
materiales de soportar sin deformarse, ni
romperse los esfuerzos básicos que se les
apliquen. Implica que el material tiene
capacidad de absorber energía. Ej.
Azufre.
• Dureza: Resistencia que un material
opone a la penetración o a ser rayado por
otro cuerpo. Ejemplo, el diamante.
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• Plasticidad: Aptitud de algunos materiales
sólidos de adquirir deformaciones
permanentes, bajo la acción de una presión
o fuerza exterior sin que se produzca una
rotura.
• Elasticidad: capacidad de algunos
materiales para recobrar su forma y
dimensiones primitivas cuando cesa el
esfuerzo que había determinado su
deformación.
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• Fragilidad: Capacidad de un material de
fracturarse con escasa deformación. La
rotura frágil tiene la peculiaridad de
absorber relativamente poca energía.
• Rigidez: capacidad de un objeto sólido o
elemento estructural para soportar
esfuerzos sin adquirir grandes
deformaciones o desplazamientos
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Es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo.
• Elástica o reversible: Si la deformación se recupera al retirar la carga.
• Plástica o irreversible: Si la deformacion persiste despues de retirar la carga.
DEFORMACIÓN
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Describe la relación entre el esfuerzo y la
deformación y que señala las regiones
elásticas y plásticas de un material dado.
CURVA DE ESFUERZO-DEFORMACION
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Determinación de propiedades mecánicas a partir de la curva de tracción
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TIPOS DE ENSAYOS
Para conocer las cargas que pueden soportar los materiales, se efectúan ensayos para medir su comportamiento en distintas situaciones.
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TIPOS DE ESFUERZO • Esfuerzo de tracción: Fuerza que intenta
separar o estirar una muestra de prueba, tienden
a alargar el cuerpo.
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• Esfuerzo de compresión: Fuerza que intenta
aplanar o “apretar” un material, es
perpendicular a la sección transversal del
cuerpo.
• Esfuerzo de torsión: Tipo de esfuerzo de
desplazamiento que intenta torcer un material
de forma encontrada.
TIPOS DE ESFUERZO
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• Esfuerzo de flexión: Cuando sobre el
cuerpo actúan fuerzas que tienden a
doblar el cuerpo. Esto produce un
alargamiento de unas fibras y un
acortamiento de otras.
TIPOS DE ESFUERZO
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LEY DE HOOKE
Es el limite de proporcionalidad de la
grafica. Nos indica que en la zona
elástica el esfuerzo es directamente
proporcional a la deformación unitaria y la
constante de proporcional es E.
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• La zona elástica: es aquella donde una
vez eliminada la fuerza o carga el material
regresa a sus dimensiones iniciales.
• Limite elástico: Si se estira o se
comprime más allá de cierta cantidad, ya
no regresa a su estado original, y
permanece deformado.
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ENSAYO DE DUREZA
La dureza es una propiedad fundamental de los materiales y esta relacionada con la resistencia mecánica. La dureza puede definirse como la resistencia de un material a la penetración o formación de huellas localizadas en una superficie. Cuanto más pequeña sea la huella obtenida en condiciones normalizadas, más duro será el material ensayado.
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Dureza • Se coloca la muestra bajo el indentador.
• Se realiza una indentación a una carga conocida.
• Se mide el tamaño de la huella.
• Se calcula la dureza con las correlaciones entre las dimensiones medidas y las distintas escalas de dureza.
![Page 45: Presentacion_Materiales](https://reader034.vdocuments.co/reader034/viewer/2022051816/545d6b19af7959c8098b4c67/html5/thumbnails/45.jpg)
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ENSAYO DE IMPACTO Método para determinar el comportamiento del
material sometido a una carga de choque en
flexión, tracción o torsión. La cantidad que suele
medirse es la energía absorbida al romperse la
probeta en un solo golpe.
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ENSAYO DE FATIGA Método para determinar el
comportamiento de los materiales bajo cargas fluctuantes. Se aplican a una probeta una carga media específica y una carga alternante y se registra el número de ciclos requeridos para producir la falla del material (vida a la fatiga). Por lo general, el ensayo se repite con probetas idénticas y varias cargas fluctuantes.
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Ing. Cristian Pedraza Yepes
27/10/2012
27/10/2012
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