Materiales para diseño - Diversidad de materiales

Materiales para diseño - Diversidad de materiales

1. Metales

2. Es imposible recordad todos los metales de la gran variedad que existe de ellos. No es necesario conocerlos todos, pues casi todo proceden de unos pocos metales "genéricos" y son modificaciones de las recetas básicas.

3. ALEACIONES BASADAS EN HIERRO (aleaciones férreas): con un límite elástico alrededor de 220 MPa, Tambien son faciles de cortar, plegar o mecanizarlo para darle forma y son baratos. Las principales aleaciones férreas son:

   • ACEROS BAJOS EN CARBONO (aceros "dulces") -Aplicaciones - Tensiones bajas, acero de construcción, adecuados para soldadura
   • ACEROS DE CONTENIDO MEDIO EN CARBONO - Aplicaciones-Uso en tenciones medias: piezas de maquinaria, tornillo y tuerca, ejes y transmisiones
   • ACERO DE ALTO CARBONO - Aplicaciones- Aplicaciones con tensiones altas: muelle, herramientas de corte, matrices
   • ACEROS DÉBILMENTE ALEADOS - Aplicaciones - Aplicaciones de tención alta: Recipientes a presión, piezas de aviones
   • ACEROS DE ALTA ALEACIÓN ("inoxidables") - Aplicaciones- Aplicaciones de alta temperatura o anticorrosión: plantas químicas y centrales térmicas
   • FUNDICIONES - Aplicaciones- Tensiones bajas: Bloques de cilindros, tuberias de drenaje

4. Los aceros con medio y alto contenido en carbono pueden endurecerse para obtener un límite elástico de hasta 1000 MPa mediante calentamiento al rojo y posterior enfriamiento rápido (temple) en agua fria. Aunque el temple hace que el acero endurecido se frgilice, podemos hacerlo tenaz de nuevo (aunque todavía con una elevada dureza) mediante un revenido, un proceso que implica el calentamiento del acero de nuevo, pero a una temperatura mucho más baja

5. Los aceros inoxidables se utilizan en muchas aplicaciones, la barras de acero dulce pueden fundirse con el tiempo, pero las barras de acero inoxidable duran indefinidamente

6. ALEACIONES DE COBRE

   • COBRE - Aplicaciones- Dúctil, resistente a la corrosión y buen conductor eléctrico: tuberías de agua, cables eléctricos
   • Latón -Aplicaciones- mas resistente que el cobre, mecanizable, resistencia a la corrosión razonble: accesorios, instalaciones de agu, tornillos, componentes eléctricos
   • Bronce -Aplicaciones- buena resistencia a la corrosión: cojinetes, hélices de barco, campanas
   • COPRONIQUEL -Aplicaciones- Buena resistencia a la corrosión: monedas

7. ALEACIONES BASADAS EN NÍQUEL

   • MONEL -Aplicaciones- Resistencia a la fluencia y la corrosión: intercambiandores de calor
   • SUPERALEACIONES - Aplicaciones- Resistencias a la fluencia y la corrosión:Partes de hornos. Alta resistencia a la fluencia: álabes de turbina y discos

8. ALEACIONES BASADAS EN ALUMINIO

   • SERRIE 1000 AL PURO -Aplicación- Poco resistente, pero dúctil y buen conductor electrico: lineas de suministro eléctrico, papel de aluminio
   • SERIE 2000 ADITIVO PRINCIPAL Cu-Aplicación- Endurecible por maduración: fuselaje de aviones, piezas forjadas, largueros, mástiles, remavhes
   • SERIE 3000 ADITIVO PRINCIPAL Mn - Aplicación- Resistencia moderada, dúctil, excelente resistencia a la corrosión: Cubierta y tejados,cacerolas, lata de bebida
   • SERIE 5000 ADITIVO PRINCIPAL Mg - Aplicación-Endurecibles por trabajo en frío, soldables: recipiente a presión, estructura de barcos
   • SERIE 6000 ADITIVOS PRINCIPALES Mg+Si: Resistencia moderada por maduración: Secciones extruidas y anodizadas
   • SERIE 7000 ADITIVOS PRINCIPALES Zn + Mg -Aplicaciones- Endurecibles por maduración: piezas forgadas para aviones, largueros, corricerías ligeras de vagones de ferrocarril
   • ALEACIONES DE MOLDEO -Aplicaciones- Moldeo en arena y en coquilla
   • ALEACIONES ALUMINIO-LITIO -Aplicación- Baja densidad y buena resistencia: Fuselaje de aviones y largueros

9. ALEACIONES BASADAS EN TITANIO

   • ALEACIÓN DE TITANIO-Aplicación- Ligera, muy resistente, excelente resistencia a la corrosión, alta temperatura de fusión, buena resistencia a la fluencia. La aleación se utiliza en turboventiladores, fuselaje, plantas quimicas, implantes quirúrgicos

10. CERÁMICAS Y VIDRIOS

11. Las ceramicas no son tan tenaces como los metales, pero en relación con la resitencia a la corrosión, la resistencia al degaste, el deterioro y la degradación, son insuperables.

12. Las ceramicas son potencialmente baratas. La mayoría de ellas son compuestos de oxigeno (óxidos), Carbono (Carburos) o nitrógeno (Nitruros) con metales como el aluminio o semimetales como silicio

13. Cerámicas y los vidrios genéricos

    • VIDRIOS SODOCÁLCICOS - Aplicación- Ventanas, botellas,etc./De conformado facil
    • VIDRIOS BOROSIICATOS-Aplicación- Pirex; material de vidrio de cocina y quimico, bajo coeficiente de expansión, buena resistencia al choque térmico

14. Cerámicas vítreas-Vitrocerámicas genéricas

    • PORCELANA CHINA-Aplicación- Aislantes eléctricos, Vajillas, piezas artisticas.
    • ALFARERÍA LADRILLOS- Aplicación- Construcción

15. Cerámicas de altas prestciones genéricas

    • Alúmina densa
    • Carburos de silicio nitruros
      • Herramientas de corte, matrices, superficies resistentes al desgaste, cojinetes, implantes médicos, piezas de motores y turbina, blindajes
    • Sialones
    • Circona cúbica

16. Cemento y hormigón

    • Cemento portland -Aplicación- Fachadas, pasarelas, etc. y como componente del hormigón. contrucción general

17. Cerámicas naturales genéricas

    • Piedra caliza (mármol)
    • piedra arenisca
      • Cimientos de edificio, construcción
    • Granito
    • Hielo - Aplicación-Ingenieria ártica

18. Materiales compuestos cerámicos

    • Fibra de vidrio (CFRP)- Aplicación- Estructura de altas prestaciones
    • Cermet-Aplicación- Herramientas de corte, matrices
    • Hueso-Aplicación-estructura de los animales
    • Nuevos materiales compuestos cerámicos-Aplicación- Aplicaciones de alta temperatura y alta tenacidad

19. Polímeros

20. Casi todos los sistemas biológicos están constituidos por polímeros que no sólo desempeñan funciones mécanicas sino que tambien contienen y regulan reaciones químicas

21. las 4 clases de Polimeros "genericos"

22. Termosplásticos como el polietileno, que se reblandece con el calentamiento

    • Polietileno, PE-Aplicación- Tubos, peliculas, botellas, tazas, aisladores electricos, embalaje
    • Polipropileno, PP-Aplicación- Mismos usos queel PE, pero más ligero, más rígido, más resistente a la luz solar
    • Politetrafluoroetileno, PTFE: Teflón. Polímero resistente a altas temperaturas con bajas caracteristicas de fricción y adhesión. sartenes antieherentes, cojinetes, selladores
    • Poliestireno, PS-Aplicación- Objetos moldeados baratos. más tenaces con la adición de butadieno para obtener el denominado poliestireno de alto impacto (HIPS). Espumado con CO2 para hacer el común poliestireno expandido utilizado en embalajes
    • Policloruro de vinilo, PVC-Aplicación- usos en arquitectura (marcos de ventanas, etc.). Plastilicado para hacer cuero artificial, mangueras, ropa
    • Polimetilmetacrilato, PMMA-Aplicación- Perspex,Lámina transprentes y piezas moldeadas. Ventanas de aviones, parabrisas laminados
    • Nailon 66-Aplicación- Textiles, cuerda, piezas moldeadas

23. Termoestables o resina como la epoxi, que que endurecen cuando 2 componentes (Una resina y un endurecedor) se calientan juntos

    • Epoxi-Aplicación- Fibras de vidrio, adhesivos. Caro
    • Poliéster -Aplicación- Fibras de vidrio, laminados. mas barato que las epoxi.
    • Fenoltormaldehído: Baquelita, tufnol, formica. bastante mas fragil

24. Elastómero o gomas

    • Poliisopreno-Aplicación- Caucho natural
    • Polibutadieno-Aplicación- Caucho sintético, neumáticos para coches
    • Policloropreno-Aplicación- Neopreno.Caucho resistente al petroleo utilizado como sellador

25. Polímeros naturales como la celulosa, la lignina y las proteínas, que proveen la base mecánica de la mayoria de las plantas y los animales

    • Celulosa -Aplicación- Armazón o estructura de todas las plantas, como el principal componente estructural en las paredea celulares
    • Lignina -Aplicación- El otro componente principal de las paredes celulares en las plantas
    • Proteínas-Aplicación- Gelatina, lana, seda

26. Clases de materiales

    • Metálicos:Los metales se elaboraran en forma función aplicando implicando una amplia gama de operaciones en metal tanto en frio como en caliente. Uno de los ejemplos más importantes que regalan la aplicación de conformado de metal es la aplicación de piezas de automotrices tanto de carrocería como de motos, también son usados para construir piezas de para guardar alimentos.
    • Aleaciones: Existen gran variedad de aleaciones metálicas como aceros al carbono simples, acero inoxidable, hierro fundido…etc.
    • Cerámicos y vidrios: Los materiales cerámicos son inorgánicos, no metálicos que constan de elementos metálicos y no metálicos enlazados entre si principalmente por enlaces iónicos y/o covalentes la composición química varia considerablemente desde los compuestos simples asta con las mezclas de muchas fase complejas enlazadas. Los vidrios son todos aquellos materiales basados en sílice con adictivos para reducir su punto de fusión o conferir otras propiedades especiales, los usos habituales de los vidrios son ventanas, botellas y cristalerías para el hogar
    • Polímero y compuestos: La palabra polímero significa muchas partes, y se considera como material polimérico todo aquel que contiene múltiple partes o unidades enlazadas químicamente y que están unidas entre sí para formar un sólido, los materiales poliméricos más importantes en la fabricación industrial son plásticos que se dividen en termoplásticos, termo fijos, termo estables o resinas. Elastómeros que son los cauchos o gomas si principal propiedad es que logran una deformación elástica muy grande cuando se les aplica fuerza y tienen la capacidad de recuperar su estado inicial. Y Polímeros naturales como la celulosa y las proteínas
    • Maderas: La madera es el más antiguo de los materiales y todavía el más utilizado, se emplea en edificios barcos, autos hace que sea el material por excelencia, las propiedades que interesan al diseñador son: el modulo, el límite de elasticidad, tención de aplastamiento y tenacidad, la madera está dividida radialmente por los anillos de crecimiento donde se producen diferencias de densidad y el tamaño de las células por el crecimiento rápido lo que hace unas fortaleza en sus propiedades

27. Nombre: Laura Natalia Patiño / Curso:Materiales para diseño / Año:2020 / Periodo: 16-04

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