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UNIDAD 2
Propiedades de Materiales, Atributos de
Productos y Fenómenos Relacionados
Recopilado por: Mario Guzmán Villaseñor
Naturaleza de los Materiales
NATURALEZA DE LOS MATERIALES
Clasificación de los Materiales
a) Metálicos
Ferrosos
No Ferrosos
b) No metálicos
Orgánicos
Inorgánicos
NATURALEZA DE LOS MATERIALES
Metálicos Ferrosos:
• El principal componente de estos metales es el hierro
• Sus principales características son gran resistencia a la
tensión y aceptable dureza
• Las principales aleaciones se logran con estaño, plata,
platino, manganeso, vanadio y titanio
NATURALEZA DE LOS MATERIALES
Los principales representantes de los Materiales
Ferrosos son:
•
•
•
•
Aceros
Hierro maleable
Fundición de hierro blanco
Fundición de hierro gris
– Su temperatura de fusión está entre 1360 ºC y 1425 ºC.
– La corrosión es su principal problema
NATURALEZA DE LOS MATERIALES
Metálicos No Ferrosos:
• Tienen baja resistencia a la tensión
• Tienen un valor bajo de dureza
• Buena resistencia a la corrosión
• Su extracción y producción tienen un elevado costo
NATURALEZA DE LOS MATERIALES
Los principales representantes de los Materiales No
Ferrosos son:
•
•
•
•
•
•
•
Aluminio
Cobre
Manganeso
Níquel
Plomo
Titanio
Zinc
– Son utilizados como materiales aleados (latón = cobre + zinc);
(bronce = cobre + estaño).
– Son utilizados como materiales puros.
NATURALEZA DE LOS MATERIALES
Materiales No Metálicos de origen Orgánico:
Son aquellos que contienen células vegetales o
animales. Estos materiales pueden usualmente
disolverse en líquidos orgánicos como el alcohol o
los tetracloruros. No se disuelven en el agua y no
soportan altas temperaturas
NATURALEZA DE LOS MATERIALES
Los principales representantes de los Materiales
Orgánicos son:
•
•
•
•
•
•
Plásticos
Productos del petróleo
Madera
Papel
Hule
Piel
NATURALEZA DE LOS MATERIALES
Materiales No Metálicos de origen Inorgánico:
(Etimológicamente desprovisto de vida: procedente del mundo mineral)
• Son aquellos que no proceden de células animales o
vegetales o relacionados con el carbón.
• Resisten el calor mejor que las sustancias orgánicas.
• Generalmente se disuelven en agua
Contradicción
Dos óxidos de carbono, grafito y diamante son inorgánicos (minerales).
Petróleo es mineral, sin embargo es una de principales fuentes de
productos orgánicos.
NATURALEZA DE LOS MATERIALES
Los principales representantes de los Materiales
Inorgánicos son:
•
•
•
•
•
Los minerales
El cemento
La cerámica
El vidrio
El grafito (carbón mineral)
Propiedades Mecánicas
PROPIEDADES MECANICAS
Las principales propiedades de los materiales
incluyen:
•
•
•
•
•
•
•
•
Peso específico
Densidad
Presión de vapor
Expansión térmica
Conductividad térmica
Propiedades eléctricas
Propiedades magnéticas
Propiedades de Ingeniería
PROPIEDADES MECANICAS
En procesos de manufactura, son de gran
importancia las siguientes propiedades de
ingeniería:
•
•
•
•
•
•
Resistencia a la Tensión
Resistencia a la Compresión
Resistencia a la Torsión
Ductilidad
Prueba al Impacto
Dureza
PROPIEDADES MECANICAS
Resistencia a la Tensión:
Varias propiedades del material se relacionan con la resistencia
a la tensión.
• La resistencia al corte es aproximadamente el 50% de la
resistencia a la tensión.
• La resistencia a la torsión es aproximadamente el 75% de
la resistencia a la tensión.
• La resistencia a la compresión de materiales frágiles es
de tres a cuatro veces la resistencia a la tensión.
PROPIEDADES MECANICAS
Nº SAE o
AISI
Resistencia
a la tracción
Límite de
fluencia
Alargamiento
en 50 mm
Dureza
Brinell
Kgf / mm2
Mpa
Kgf/mm2
Mpa
%
1010
40,0
392,3
30,2
292,2
39
109
1015
42,9
420,7
32,0
313,8
39
126
1020
45,8
449,1
33,8
331,5
36
143
1025
50,1
491,3
34,5
338,3
34
161
1030
56,3
552,1
35,2
345,2
32
179
1035
59,8
586,4
38,7
377,5
29
190
1040
63,4
621,7
42,2
413,8
25
201
1045
68,7
673,7
42,2
413,8
23
215
1050
73,9
724,7
42,2
413,8
20
229
1055
78,5
769,8
45,8
449,1
19
235
1060
83,1
814,9
49,3
483,5
17
241
1065
87,0
853,2
51,9
509,0
16
254
1070
90,9
891,4
54,6
535,4
15
267
1075
94,7
928,7
57,3
560,9
13
280
1080
98,6
966,9
59,8
586,4
12
293
PROPIEDADES MECANICAS
Dureza:
Resistencia que opone un cuerpo a ser rallado.
Resistencia que opone un cuerpo a ser penetrado
Principales sistemas de medidas de la dureza:
Métodos estáticos
• Dureza Rockwell.
• Dureza Brinell
• Dureza Vickers
Métodos dinámicos
•
Dureza Shore
PROPIEDADES MECANICAS
Método Rockwell: penetrador
de diamante o de acero.
Método Brinell: penetrador de
bola de acero.
2P
HB 
D 2

d 
1  1  2 
D 

Método Vickers: penetrador
de diamante en forma de
pirámide .
HV  1,854
P
D2
Calidad de superficies
ACABADO SUPERFICIAL
Rugosidad
En el ámbito de la tecnología, es frecuente que gran cantidad
de piezas mecánicas se contacten entre si, produciéndose un
rozamiento a altas velocidades.
El acabado superficial y la textura de una superficie reviste una
notable influencia para definir la capacidad de desgaste, las
condiciones de lubricación, terminar la resistencia a la fatiga y
algunos aspectos externos de la pieza; por lo que la rugosidad
es un factor importante a tener en cuenta
ACABADO SUPERFICIAL
Rugosidad
El acabado superficial de los cuerpos puede presentar errores
de forma macrogeométricos y microgeométricos.
La rugosidad superficial es el conjunto de irregularidades de
la superficie real, definidas convencionalmente en una
sección donde los errores de forma y las ondulaciones han
sido eliminados.
ACABADO SUPERFICIAL
Rugosidad
Superficie real:
Superficie que limita al
cuerpo.
Superficie geométrica:
Superficie ideal cuya forma está
especificada por el dibujo y/o todo
documento técnico.
ACABADO SUPERFICIAL
Rugosidad
Superficie de referencia:
Superficie a partir de la cual se determinan los parámetros de
rugosidad. Tiene forma de superficie geométrica. Se puede
calcular por el método de los mínimos cuadrados.
Superficie real:
es la intersección de la
superficie real con un plano
normal.
ACABADO SUPERFICIAL
Rugosidad
Cresta del perfil:
Parte del perfil dirigida hacia el exterior del cuerpo uniendo dos
intersecciones consecutivas del perfil con la línea media.
ACABADO SUPERFICIAL
Rugosidad
Valle del perfil:
Parte del perfil dirigida hacia el interior del cuerpo uniendo dos
intersecciones consecutivas del perfil con la línea media
ACABADO SUPERFICIAL
Rugosidad
Desviación media aritmética del perfil, Ra:
Es la media aritmética de los valores absolutos de las
desviaciones del perfil, en los límites de la longitud l.
ACABADO SUPERFICIAL
Rugosidad
Simbología:
1,6 es el valor Ra de la rugosidad en (μm)
2 es el valor de la altura de la ondulación
6 es el valor del paso de la ondulación en (mm)
= es la orientación de la rugosidad
(en este caso es paralela)
0,13 es el paso de la rugosidad (μm)
ACABADO SUPERFICIAL
Rugosidad
Simbología:
ACABADO SUPERFICIAL
Rugosidad
Simbología:
Símbolo
básico
Símbolo de
mecanizado sin
arranque de viruta
Símbolo
de
mecanizado
con arranque
de viruta
Símbolo para
indicar
características
especiales
RUGOSIDAD
Rugosímetro de palpador mecánico
Instrumento
para
la
medida de la calidad
superficial basado en la
amplificación eléctrica de
la señal generada por un
palpador que traduce las
irregularidades del perfil
de la sección de la pieza.
RUGOSIDAD
Rugosímetro de palpador mecánico
Actualmente los rugosímetros
permiten calcular y tratar
numerosos parámetros de
rugosidad,
con
tecnología
asistida por computador.