Características de materiales, Guías, Proyectos, Investigaciones de Ingeniería

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UNIVERSIDAD

TECNOLOGICA DE

HUEJOTZINGO

3o C MEI

Dante Michell Chalte Garcia Características y Defectos de los Materiales Materia: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Docente: Rene Rosas Coti

El proceso de conformado es una

serie de métodos utilizados en la

manufactura para cambiar la forma

de los materiales sin añadir ni quitar

material. Este proceso puede

clasificarse en conformado en frío y

conformado en caliente,

dependiendo de la temperatura a la

cual se realiza el proceso en relación

con la temperatura de

recristalización del material.

PROCESO DE

CONFORMADO

Conformado en Caliente: Definición: El conformado en caliente se lleva a cabo a temperaturas por encima de la temperatura de recristalización del material. Ventajas: Menor fuerza de deformación necesaria, mayor ductilidad y capacidad de deformación, eliminación de tensiones residuales. Desventajas: Menor precisión dimensional, peor acabado superficial, mayor costo de energía. Ejemplos: Forjado, laminado en caliente, extrusión en caliente

Conformado en Frío: Endurecimiento por Deformación: A medida que el material se deforma plásticamente, los granos del material se alargan y desalinean, incrementando la densidad de dislocaciones. Esto hace que el material se vuelva más duro y menos dúctil. Tensiones Residuales: Pueden introducirse tensiones internas debido a la deformación no uniforme, lo que puede afectar la integridad estructural del componente final. Refinamiento de Grano: En algunos casos, especialmente en metales, el conformado en frío puede llevar a un refinamiento de los granos, mejorando algunas propiedades mecánicas.

Cambios en la

Estructura

Interna de los

Materiales

Durante el

Conformado

La clasificación de los materiales en las categorías de Metálicos, Polímeros, Cerámicos y Compuestos se basa en sus propiedades, estructuras y aplicaciones. A continuación, se detalla cada una de estas categorías:

1. Materiales Metálicos Características: Alta conductividad térmica y eléctrica. Alta densidad. Alta ductilidad y maleabilidad. Alta resistencia mecánica. Subcategorías: Metales Ferrosos: Contienen hierro como componente principal. Ejemplos : acero, hierro fundido. Metales No Ferrosos: No contienen hierro en proporciones significativas. Ejemplos: aluminio, cobre, titanio, zinc. Clasificación de los materiales: Metálicos, Polímeros, Cerámicos y compuestos.

2. Materiales Poliméricos Características: Baja densidad. Baja conductividad térmica y eléctrica. Buena resistencia a la corrosión. Alta flexibilidad y elasticidad. Subcategorías: Termoplásticos: Pueden fundirse y reformarse varias veces. Ejemplos: polietileno, polipropileno, poliestireno. Termoestables: No pueden volver a fundirse después de su curado. Ejemplos: baquelita, resinas epoxi. Elastómeros: Tienen alta elasticidad. Ejemplos: caucho natural, neopreno, silicona.

4. Materiales Compuestos

Características:

Combinación de dos o más materiales

diferentes para obtener propiedades superiores.

Alta relación resistencia/peso.

Personalización de propiedades según la

aplicación.

Subcategorías:

Compuestos de Matriz Metálica (MMC):

Combinan metales con otros materiales

(frecuentemente cerámicos).

Ejemplos: aluminio reforzado con fibra de

carbono.

Compuestos de Matriz Polimérica (PMC):

Combinan polímeros con fibras o partículas de

refuerzo.

Ejemplos: fibra de vidrio, fibra de carbono en

resinas epoxi.

Compuestos de Matriz Cerámica (CMC):

Combinan cerámicos con otros cerámicos o

fibras para mejorar la resistencia a la fractura.

Ejemplos: carburo de silicio reforzado con fibras

de carburo de silicio.

Materiales Metálicos Propiedades Físicas: Densidad: Generalmente alta. Conductividad Térmica: Alta, los metales son buenos conductores de calor. Conductividad Eléctrica: Alta, son buenos conductores de electricidad. Punto de Fusión: Generalmente alto, aunque varía entre los diferentes metales. Propiedades Químicas: Reactividad: Varía, algunos metales como el hierro se oxidan fácilmente, mientras que otros como el oro son muy resistentes a la corrosión. Resistencia a la Corrosión: Dependiendo del metal y del ambiente, pueden requerir protección contra la corrosión (ej. recubrimientos, aleaciones). Propiedades Mecánicas: Resistencia Mecánica: Alta, soportan grandes cargas. Ductilidad: Alta, pueden deformarse plásticamente sin romperse. Tenacidad: Alta, absorben energía antes de fracturarse. Maleabilidad: Alta, pueden ser laminados en hojas delgadas. Propiedades físicas, químicas y mecánicas de los materiales

Materiales Cerámicos Propiedades Físicas: Densidad : Varía, generalmente alta. Conductividad Térmica: Baja, son malos conductores de calor. Conductividad Eléctrica: Baja, son aislantes eléctricos. Punto de Fusión: Muy alto. Propiedades Químicas: Reactividad: Generalmente baja, muy estables químicamente. Resistencia a la Corrosión: Muy alta, excelente resistencia a la mayoría de los productos químicos. Estabilidad a Altas Temperaturas: Muy alta, excelente resistencia térmica. Propiedades Mecánicas: Resistencia Mecánica: Alta, pero muy frágiles. Ductilidad: Muy baja, se fracturan fácilmente bajo tensión. Dureza: Muy alta, muy resistentes al desgaste. Fragilidad: Alta, tienden a romperse de manera brusca bajo carga.

Materiales Compuestos Propiedades Físicas: Densidad: Varía, pero generalmente baja en relación a su resistencia. Conductividad Térmica: Varía, puede ser ajustada según las necesidades del diseño. Conductividad Eléctrica: Varía, puede ser diseñado como aislante o conductor. Propiedades Químicas: Reactividad: Generalmente baja, buena resistencia química. Resistencia a la Corrosión: Alta, especialmente en ambientes específicos diseñados para ello. Propiedades Mecánicas: Resistencia Mecánica: Muy alta, especialmente en dirección de las fibras de refuerzo. Ductilidad: Varía, generalmente baja. Tenacidad: Alta, combinan alta resistencia con baja densidad. Rigidez: Alta, buena resistencia a la deformación.