UNIDAD 2 Propiedades de Materiales Atributos de Productos

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 Alargamiento en 50 mm Límite de fluencia Dureza Brinell Kgf / mm 2 Mpa Kgf/mm 2 Mpa % 1010 40, 0 392, 3 30, 2 292, 2 39 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. Método Vickers: penetrador de diamante en forma de pirámide.

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.