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• Sebastian Simbaña

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS- ESPE

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA CARRERA D E INGENIERÍA MECÁNICA

LABORATORIO DE CIENCIA DE LOS MATERIALES

Ing. Víctor Manuel Andrade Yánez

Materiales Utilizados en la Industria Ecuatoriana

Juan Carlos Heredia Stelios Molina Miguel Perugachi

12 de Mayo del 2015

Sangolquí, Pichincha, Ecuador

2

Contenidos

I.

TEMA ................................................................................................................................................................... 3

II.

OBJETIVOS .................................................................................................................................................... 3

III.

INTRODUCCION........................................................................................................................................... 3

IV.

MARCO TEÓRICO ....................................................................................................................................... 3

V.

MATERIALES Y EQUIPOS ............................................................................................................................. 4

VI.

PROCEDIMIENTO ........................................................................................................................................ 4

VII.

PRÁCTICA ...................................................................................................................................................... 5

VIII.

CONCLUSIONES ....................................................................................................................................... 6

REFERENCIAS .......................................................................................................................................................... 7

3 Resumen-Este articulo nos presenta un aporte muy importante en la asignatura de Ciencia de los Materiales, debido a que conoceremos las diferentes propiedades físicas y mecánicas que distinguen a cada uno de los diferentes tipos de materiales. Abstract- This article presents a very important contribution to the class of Materials Science , because we will know the different physical and mechanical properties that distinguish each of the different types of materials.

un material natural, mientras que el acero es un material artificial; según su composición, los materiales se pueden clasificar en elementos y compuestos, homogéneos y heterogéneos, metálicos y no metálicos, inorgánicos y orgánicos, etc.; según sus propiedades, los materiales se pueden clasificar en rígidos y flexibles, tenaces y frágiles, conductores y aislantes, reciclables y no reciclables, etc.

IV. I.

TEMA

Conocimiento del comportamiento de los materiales uso industrial

II.

OBJETIVOS

 Clasificar los materiales utilizados en la industria  Identificar el comportamiento de los materiales de uso industrial a través de pruebas sencillas realizadas en el laboratorio.  Analizar las características principales de los materiales utilizados en la industria de acuerdo a los resultados encontrados.

III.

MARCO TEÓRICO

INTRODUCCION

Hay muchas formas de clasificar los materiales, según su composición, por su origen, de acuerdo con sus propiedades físico – químicas, desde el punto de vista de la fabricación, etc; según su origen, los materiales se pueden clasificar en materiales naturales y materiales artificiales, dependiendo de que se encuentren directamente en el medio natural o sean el resultado de algún proceso de fabricación, como el granito, que es

Los materiales se clasifican generalmente en cinco grupos: metales, cerámicos, polímeros, semiconductores y materiales compuestos. Los materiales de cada uno de estos grupos poseen estructuras y propiedades distintas. Metales. Tienen como característica una buena conductividad eléctrica y térmica, alta resistencia, rigidez, ductilidad. Son particularmente útiles en aplicaciones estructurales o de carga. Las aleaciones (combinaciones de metales) conceden alguna propiedad particularmente deseable en mayor proporción o permiten una mejor combinación de propiedades. Cerámicos. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica y son usados a menudo como aislantes. Son fuertes y duros, aunque frágiles y quebradizos. Nuevas técnicas de procesos consiguen que los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga. Dentro de este grupo de materiales se encuentran: el ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos. Polímeros. Son grandes estructuras moleculares creadas a partir de moléculas orgánicas. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y debe evitarse su uso a temperaturas elevadas. Los polímeros termoplásticos, en los que las cadenas moleculares no están conectadas de manera rígida, tienen buena ductilidad y

4 confortabilidad; en cambio, los polímeros termoestables son más resistentes, a pesar de que sus cadenas moleculares fuertemente enlazadas los hacen más frágiles. Tienen múltiples aplicaciones, entre ellas en dispositivos electrónicos. Semiconductores. Su conductividad eléctrica puede controlarse para su uso en dispositivos electrónicos. Son muy frágiles. Materiales compuestos. Como su nombre lo indica, están formados a partir de dos o más materiales de distinto grupos, produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de los materiales de forma individual.

V.

MATERIALES Y EQUIPOS

MATERIALES 

Por lo menos uno de cada tipo, por ejemplo:

Acero, latón, madera, Tabla triplay, tiza, hormigón, etc. HERRAMIENTAS             

Entenalla Lima Tenaza Lija regla graduada mechero bunsen imán conductivímetro , calibrador rayador martillo fragua balanza utilizar equipos de seguridad personal

VI. Dureza:

PROCEDIMIENTO

Utilice limas, rayadores y durómetros cuantificar cuál de los materiales ofrece mayor resistencia a la Penetración y rayado. Conductividad térmica: Disponga de materiales diferentes, con dimensiones iguales deben ser calentadas en un extremo. Aquella que se caliente más rápidamente en el otro extremo tendrá mejores propiedades de conductividad térmica.

Conductividad eléctrica: Después de pulir las muestras utilizar el conductivímetro disponible en el laboratorio y mida la resistividad en materiales capaces de conducir corriente eléctrica.

Tenacidad: Las muestras a ensayar se las somete a golpes con martillo sobre un yunque, para determinar su tenacidad en forma cualitativa.

Inflamabilidad: Compruebe su inflamabilidad colocar al fuego varias muestras.

después de

Temperatura de Fusión Utilizando diferentes muestras someterlas a calentamientos sobre una placa radiante y comprobar las temperaturas de fusión.

Abrasión: Las muestras de los materiales escogidos deben ser de igual tamaño, luego de preparar superficies planas, éstas se desbastan aplicando presiones y tiempos iguales. Finalmente se pesan los residuos para tratar de evaluar la resistencia a la abrasión.

5 Magnetismo:

Magnetismo

Utilice un imán permanente y acerque a los diferentes materiales para observar si son o no atraídos por éste.

El magnetismo o energía magnética es un fenómeno físico por el cual los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes.

Choque térmico: Aplique cambios de temperatura drásticos para observar el comportamiento que tienen los materiales al choque térmico. Evalúe este comportamiento al verificar la presencia de grietas u otros defectos.

VII.

Según aplicación dTector (en micro teslas): Magnetismo Acero

142 Ut

Aluminio

95 Ut

Madera

27 Ut

Cobre

27 Ut

Plástico

27 Ut

Vidrio

27 Ut

PRÁCTICA

Conductividad eléctrica Es la medida de la capacidad de un material para dejar pasar libremente la corriente eléctrica. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material. Los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento.

Acero: 142. Madera: 27. Plástico: 27. Aluminio: 95.

Conductividad Térmica

Cobre: 27.

Acero

Ok

Vidrio: 27.

Aluminio

Ok

Madera

No

Cobre

Ok

Dureza

Plástico

No

Vidrio

No

Dureza es la propiedad de la capa superficial de un material de resistir la deformación elástica, plástica y destrucción, en presencia de esfuerzos de contacto locales inferidos por otro cuerpo, más duro, el cual no sufre deformaciones.

Acero: conductivo. Madera: no conductivo. Plástico: no conductivo.

Dureza (mayor a menor) Vidrio

Aluminio: conductivo.

Acero

Cobre: no conductivo

Aluminio Cobre

Vidrio: no conductivo

Plástico Madera

6 Acero: alta dureza. Madera: baja dureza.

En otras palabras, tenacidad es una medida de cantidad de energía que un material puede absorber antes de fracturarse.

Plástico: baja dureza. Tenacidad (mayor a menor)

Aluminio: alta dureza.

Acero

Cobre: alta dureza.

Cobre Aluminio

Vidrio: alta dureza.

Madera Plástico Vidrio

Choque térmico El concepto de colapso térmico o choque térmico se refiere a la rotura de algún material al sufrir un cambio drástico de temperatura. Sucede cuando un material sólido se quiebra al someterse a un aumento o descenso de la temperatura. Objetos de vidrio o cerámica son vulnerables a este efecto debido a su bajo nivel de tenacidad, a su baja conductividad térmica y a su alto coeficiente de expansión térmica.

Acero: alta tenacidad. Madera: tenacidad media. Plástico: baja tenacidad. Aluminio: alta tenacidad. Cobre: alta tenacidad. Vidrio: baja tenacidad.

Choque termico (mayor a menor)

VIII.

CONCLUSIONES

Acero - OK Cobre - OK Aluminio - OK



Se concluye que los Ensayos destructivos, tienen por objeto conocer las propiedades mecánicas de los materiales o su aptitud, mientras que los Ensayos científicos son rigurosos, sus resultados permiten obtener un valor preciso de la propiedad mecánica estudiada y todo esto servirá en nuestra formación académica y en la práctica para un determinado proceso industrial.



Se observó las propiedades no tan solo físicas o mecánicas de como habrá de comportarse un material en ciertas condiciones y de esa manera conjeturar algunas características como su dureza o su resistencia a algunos esfuerzos.



La práctica de Materiales ha resultado de mucho provecho para cada uno de nosotros los alumnos de Ingeniería Mecánica, hemos aprendido como

Madera - Consume Plástico - Consume Vidrio - Rompe

Acero: no se ve afectado. Madera: no se ve tan afectado. Plástico: no se ve tan afectado. Aluminio: no se ve afectado. Cobre: no se ve tan afectado. Vidrio: se quiebra.

Tenacidad Es la energía mecánica, o sea, el impacto necesario para llevar un material a su ruptura.

7 conocer a los materiales por sus propiedades y por su tipo.

IX.

ANEXOS

Fig 4. Cobre (Abrasión)

Fig 1. Vidrio (Choque Térmico)

Fig 5. Aluminio (Conductividad Térmica) Fig 2. Madera (Temperatura de fusión)

REFERENCIAS

Fig 3. Acero (Conductividad elétrica)

[1] Avner Sidney, Introducción a la Metalurgia Física. [2] Flinn-Trojan, "Materiales de Ingeniería y sus Aplicaciones. [3] Página web: http://www.andragogy.org/_Cursos/Curso00188/Temario.p df[4] Página web: http://www.utp.edu.co/~gcalle/Contenidos/DurezaHB.htm [5] Página web: http://fisica.laguia2000.com/dinamicaclasica/fuerzas/tenacidad [6] Página web: http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetismo