MATERIALES

MATERIALES

1. Los materiales de uso corriente en Ingeniería se pueden clasificar en dos grandes grupos, a saber:

   • - Materiales Metálicos Aleaciones ferrosas Aleaciones no ferrosas
     • Aleaciones ferrosas: Las aleaciones ferrosas se pueden clasificar a su vez en: Aceros y fundiciones de hierro (hierros colados). Los aceros dependiendo de su contenido de carbono y de otros elementos de aleación se clasifican en: - Aceros simples - Aceros aleados - Aceros alta aleación
       • ACEROS SIMPLES: Se pueden definir así; Aleación hierro con carbono con un contenido de éste último en el rango de 0.02 hasta el 2% con pequeñas cantidades de otros elementos que se consideran como impurezas tales como P, S, Mn, Cu, Si, etc.
         • CLASIFICACION DE ACEROS - Aceros de bajo carbono Aceros de medio carbono y Aceros de alto carbono
           • Aceros de bajo carbono (0.02<%C<0.3) - Son dúctiles - Soldables - No se pueden tratar térmicamente - Poseen una resistencia mecánica moderada - Maquinables - Baratos
           • Aceros de medio carbono (0.3<%C<0.65) - Son templables (Se pueden someter a temple y revenido) - Poseen buena resistencia mecánica - Ductilidad moderada - Baratos
           • Aceros de alto carbono (%C>0.8) - Son templables - Duros y resistentes al desgaste - Difíciles de soldar - Poco tenaces - Baratos
           • PRINCIPALES APLICACIONES- Estructuras - Elementos de máquinas (Ejes, resortes, engranes, etc) - Tornillos - Herramientas de mano
             • ACEROS ALEADOS Los aceros aleados son aceros simples a los que se les agrega de manera intencional ciertos elementos de aleación, entre los que se pueden mencionar a los siguientes: cromo, molibdeno, níquel, tungsteno, vanadio, silicio, manganeso, etc, debiendo ser la suma de todos los elementos antes mencionados menor o igual al 5 %.
               • OBJETIVOS: - Aumentar la resistencia mecánica - Mejorar su templabilidad - Aumentar su resistencia a la corrosión y a la oxidación
               • Para designar a los aceros simples y aleados se utiliza un sistema de identificación de 4 dígitos desarrollado por A1SI (American Iron and Steel Institute) y SAE (Society of Automotive Engineers) y que en México fue adoptado por NOM (Norma Oficial Mexicana)
                 • Los aceros de alta aleación se clasifican en dos grandes grupos, a saber: - Aceros Inoxidables - Aceros para herramientas
                   • ACEROS INOXIDABLES: Son básicamente aleaciones Fe-Cr ó Fe-Cr-Ni con un contenido de al menos 10 % de cromo y el menor contenido posible de carbono y que poseen una buena resistencia a la corrosión y a la oxidación conferida por una capa de óxido de cromo que se forma sobre su superficie y que origina la pasivación de ésta.
                     • Los aceros inoxidables se clasifican de acuerdo a la microestructura que se obtener en ellos , tal y como se muestra enseguida: - Aceros inoxidables martensíticos - Aceros inoxidables ferriticos y - Aceros inoxidables austeníticos
                       • Aceros Inoxidables Martensíticos - Poseen un contenido de cromo entre el 12 y 14 %. - El contenido de carbono no excede de 0.4 %. - Son magnéticos - Son tratables térmicamente ( Temple y revenido). - Poseen regular resistencia a la corrosión y a la oxidación. - Son los más económicos dentro de los aceros inoxidables - Según AISI-NOM se identifican mediante un 4 segido de dos digitos.
                         • Aceros Inoxidables Ferríticos. - Poseen un contenido de cromo entre el 15 y 25 %. - El contenido de carbono no debe exceder de 0.1 %. - Poseen buena resistencia a la corrosión y a la oxidación - No son tratables térmicamente - Endurecibles mediante trabajo en frío - Son magnéticos. - Según AISI- NOM se identifican mediante un 4 seguido de 2 digitos.
                         • Aceros inoxidables Austeníticos - Poseen entre el 15 y 25 % de cromo - También contienen níquel en un rango de 7 al 15 %. - Y el contenido de carbono no debe exceder de 0.08 % - Son no magnéticos - No son tratables térmicamente - Son endurecibles mediante trabajo en frío - Son caros - Se identifican mediante un 3 seguido de 2 dígitos, y los que contienen manganeso mediante un 2 seguido de 2 dígitos.
                         • PRINCIAPLES APLICACIONES - Tuberías - Recipientes de proceso - Válvulas - Cuchillería - Resortes - Artículos de ornato, etc
                     • ACEROS PARA HERRAMIENTA Son otro grupo importante de aceros y como su nombre lo indica se utilizan fundamentalmente para la fabricación de herramientas que se utilizan para darle forma a otros materiales. Los principales elementos de aleación de los aceros para herramienta son : carbono, tungsteno, molibdeno, manganeso, vanadio, niquel, cobalto etc.
                       • Los aceros para herramienta deben mostrar las siguientes cualidades: - Deben poseer una alta dureza y resistencia al desgaste. - También deben mostrar una excelente templabilidad - Deben sufrir una deformación mínima durante el tratamiento térmico. - Deben retener su dureza a altas temperaturas (dureza al rojo)
                         • ACEROS PARA TRABAJO EN FRIO Se dividen en : - Aceros templables en agua y que se identifican con la letra W - Aceros templables en aceite identificables con la letra O - Los aceros templables al aire que se identifican con la letra A - Los aceros de alto cromo- alto carbono que se utilizan para la fabricación de troqueles que se identifican con la letra D.
                         • - Aceros resistentes al impacto. identificables con la letra S. - Aceros para trabajo en caliente que se se identifican con la letra H - Los aceros rápidos o aceros alta velocidad que pueden ser al tungsteno y al molibdeno, identificándose los primeros con la letra W y los segundos con la letra M - Los aceros para moldes que se identifican con la letra P - Los aceros de propósito general que se identifican con las letras L y F.
                         • FUNDICIONES DE HIERRO: Son aleaciones de hierro y carbono con un contenido de este último en el rango de 2 hasta 6.7 % con cantidades adicionales de silicio o manganeso. Su principal diferencia con los aceros es que no se les puede dar forma mediante deformación plástica ni en frío ni en caliente.
                           • Sus principales características son las siguientes: - Buena resistencia a la compresión, pero no a la tensión - Son maquinables - Absorben vibraciones - Buena resistencia bajo cargas variables - Son baratos
                           • Los hierros fundidos se clasifican en función de la forma en que se encuentra en carbono tal y como se menciona a continuación: - Hierros fundidos blancos . El carbono se encuentra en forma de carburo de hierro - Hierros fundidos grises .- El carbono de encuentra en forma de hojuelas de grafito - Hierros fundidos nodulares o dúctiles.- El carbono se encuentra en forma de nódulos de grafito y FES-CUAUTITLÁN DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Mtro. FELIPE DÍAZ DEL CASTILLO R. - 14 - - Hierros fundidos maleables.- Donde el carbono se encuentra en forma de rosetas de grafito.
                           • APLICACIONES DE HIERROS FUNDIDOS - Carcasas para bombas y transmisiones - Bases y marcos para máquinas herramientas - Engranes - Flechas - Partes automotrices, etc.
                           • ALEACIONES NO FERROSAS: El material no ferroso más usado en la actualidad es el aluminio y las aleaciones que forma con los siguientes elementos: Cu, Mg, Ni, Si, Zn, Li,etc. Mostrando las siguientes características: - Buena resistencia a la corrosión debida a la formación de una capa protectora - Ligero con una densidad de 2.7 g/cm3 - Fácil de reciclar (principalmente el aluminio puro). - Buena relación resistencia/peso
                             • Sus principales aplicaciones son: - Conductores eléctricos - Componentes para avión - Envases para alimentos - Cancelería - Diversos componentes automotrices
                             • El cobre es otro importante metal de uso corriente en ingeniería, sus principales elementos de aleación son: - Estaño, para constituir al bronce - Zinc, formando el latón - Níquel constituyendo los cuproniqueles Sus principales características son: - Es buen conductor eléctrico - Posee buena resistencia a la corrosión - Es dúctil y fácil de soldar - Posee una resistencia mecánica moderada
                               • Sus principales aplicaciones son: - Conductores eléctricos - Resortes - Tubería - Artesanías - Engranes - Cerraduras
                               • Otro metal con cada día mayor numero de aplicaciones es el zinc, el cual es muy abundante en nuestro país; sus principales elementos de aleación son: aluminio, magnesio y el cobre. Sus principales características son: - Buena resistencia a la corrosión - Económico - Funde a bajas temperaturas aleado con otros elementos Se utiliza principalmente en forma de recubrimiento y como parte importante de dos aleaciones comerciales de gran importancia que son el Zamak y el Zinalco, el cual es producto de la investigación de académicos de la UNAM.
   • - Materiales no Metálicos Plástico Cerámicos Materiales compuestos