Trabajo materiales

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Trabajo materiales

  1. 1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR CONVENIO: UNIVERSIDAD RAFAEL MARÍA BARALT - IUTIRLA LICENCIATURA EN ADMINISTRACIÓN - MENCIÓN GERENCIA INDUSTRIAL PROCESOS DE FABRICACION I Barcelona, Junio 2014 Integrantes:  Chacón Anabell, C.I Nº 8.295.501  Chacón Velmarfi, C.I Nº 13.369.795  Ochoa Roxana, C.I. N° 11.422.848  Planchett Mirsy, C.I. N° 13.164.017  Rico Julisays, C.I. N° 8.286.539
  2. 2. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I TEMA III MATERIALES
  3. 3. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I Para dar una definición de lo que es un material, primero debe entenderse como es que está conformado. Lo primero es que un material está compuesto por elementos, generalmente los elementos químicos encontrados en la naturaleza y representados en la tabla periódica de elementos químicos. Sin embargo, esto no es todo, en los materiales estos elementos están relacionados por una composición química definida. El último factor importante de un material es el acomodo de estos elementos, es decir, su estructura, los materiales están caracterizados por tener una estructura, determinada y única, si este acomodo cambia, cambiarán las características del material y por lo tanto se hablará de este como una variación o como otro material distinto. Los materiales están formados por elementos, con una composición y estructura única y que además, pueden ser usados con algún fin específico. Es un conjunto de elementos que son necesarios para actividades o tareas especificas para la producción de bienes y servicios Son las materias primas transformadas mediante procesos físicos y/o químicos, que son utilizados para fabricar productos. Ejemplo de Materiales son los tableros de madera, el plástico, láminas de metal, etc.
  4. 4. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I CLASIFICACION DE LOS MATERIALES
  5. 5. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I FIGURA Nº 1.- ESQUEMA DE LA CLASIFICACION DE LOS MATERIALES
  6. 6. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I SEGÚN SU ORIGEN PUEDEN SER: MATERIALES NATURALES O MATERIAS PRIMAS: son aquellos que se encuentran en la naturaleza, constituyen los materiales básicos para fabricar los demás productos. En ocasiones estos recursos son limitados y se pueden agotar, en otras ocasiones pueden reciclarse o reutilizarse. El reciclado o reciclaje es una buena solución para preservar el medio natural y ahorrar recursos naturales, al mismo tiempo que se reducen costos. Son naturales la madera, la lana, el esparto, la arcilla, el oro, etc.  Las personas utilizamos materiales naturales con diferente origen: · mineral, · vegetal, · animal.
  7. 7. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I MATERIALES DE ORIGEN MINERAL: A partir de rocas y minerales se obtienen los materiales de origen mineral. Los metales, la piedra o la arena son materiales de origen mineral. FIGURA Nº 2.- MATERIALES ORIGEN MINERAL
  8. 8. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I MATERIALES DE ORIGEN VEGETAL: A partir de las plantas obtenemos los materiales de origen vegetal. El material de origen vegetal más importante es la madera, pero también existen otros que empleamos de forma habitual, como las fibras vegetales (algodón, lino, mimbre) o el corcho. FIGURA Nº 2.- MATERIALES ORIGEN VEGETAL
  9. 9. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I MATERIALES DE ORIGEN ANIMAL: Otros son materiales de origen animal. Por ejemplo, el cuero o la lana que usamos en muchas prendas de vestir, en bolsos, zapatos, etc. FIGURA Nº 2.- MATERIALES ORIGEN ANIMAL
  10. 10. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I  MATERIALES SINTETICOS O ARTIFICIALES : Son aquellos creados por las personas a partir de materiales naturales; por ejemplo, el hormigón, el aluminio, el vidrio, el papel, los plástico, cartón, goma, porcelana. Los objetos que nos rodean están fabricados con una gran variedad de materiales que podemos clasificar de diferentes formas; por ejemplo, por su origen. Sin embargo, el criterio más adecuado para clasificar materiales es por sus propiedades.
  11. 11. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I CLASIFICACION DE LOS MATERIALES COMO INSUMOS EN LOS PROCESOS Y PRODUCTOS TÉCNICOS El término insumo se utiliza para hacer referencia a todos aquellos implementos que sirven para un determinado fin y que se pueden denominar como materias primas, específicamente útiles para diferentes actividades y procesos. El recurso a ciertos insumos siempre tiene que ver con actividades productivas que tienen por fin la realización de otro bien más complejo y que implica un mayor proceso de elaboración. Cuando el insumo es utilizado en combinación con otros insumos más o menos complejos para la elaboración de otro tipo de productos, dejan de considerarse como tales ya que han perdido sus características esenciales.
  12. 12. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I Los materiales se clasifican generalmente en cinco (05) 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. Se denomina metal a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución. El concepto de metal se refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con características metálicas, como el acero y el bronce. De los elementos que figuran en la tabla periódica, alrededor de 80 pueden ser clasificados como metales. Todos ellos tienen en común que sus electrones más extremos en un átomo son cedidos fácilmente. Esta característica es la causa de su conductividad, tanto eléctrica como térmica, de su brillo y
  13. 13. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I de su maleabilidad. El uso de metales puros es limitado, pues son blandos o tienden a corroerse. Sin embargo, toleran una considerable cantidad de elementos en estado sólido o líquido. Así, la mayor parte de los elementos metálicos comúnmente usados son mezclas de dos o más metales elementales. Es posible realizar de varias maneras, pero casi siempre se obtienen por la unión de metales por arriba de su punto de fusión. Esa mezcla sólida de metales o metaloides se denomina aleación. Cada clase contiene series de materiales caracterizados por una aplicación común, a su vez, cada serie se divide en grupos de materiales con características afines y específicas. Y el grupo está compuesto por individuos que indican un tipo definido del material considerado. Así, la identificación de un producto determinado depende de la indicación: Clase – Serie – Grupo – Individuo. Entre las principales propiedades de los metales figuran las siguientes: Aleabilidad: Es la capacidad de un metal para transformarse en lámina, sin rotura, por la acción de presiones. Ductilidad: Es la propiedad que tiene un metal de dejarse estirar en hilos. Tenacidad: Es la resistencia a la rotura por tensión que presenta los metales. Fragilidad: Es la facultad de un metal de romperse por la acción del choque o por cambios bruscos de temperatura. Muchas veces se confunde la fragilidad con debilidad, siendo propiedades independientes. Un material es frágil cuando su deformación es casi nula antes de romperse.
  14. 14. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I Forjabilidad: Es la propiedad mediante la cual puede modificarse a la forma de un metal a través de la temperatura. Soldabilidad: Es la propiedad que tienen algunos metales, por medio de la cual dos piezas de los mismos se pueden unir formando un solo cuerpo. Temple: Es la propiedad para la cual adquiere el acero una dureza extraordinaria al calentarlo de 600 °C y enfriándolo bruscamente en agua. Oxidación: Los metales se oxidan por acción del oxígeno del aire. Hay metales impermeables en los cuales la pequeña capa de óxido o carbonato que se le forma en la superficie, protege al resto de metal, como es el caso del cobre, aluminio, plomo, estaño y cinc, entre otros. Hay otros metales, como el hierro, que son permeables y la oxidación penetra el metal hasta destruirlo. Materiales Metálicos: se obtienen de los minerales que forman parte de las rocas. Son metales el hierro, el acero, el cobre, el plomo, el estaño y el aluminio, entre otros muchos. Los metales son elementos químicos caracterizado por las siguientes propiedades: · Poseen una estructura interna común. · Son sólidos a temperaturas normales, excepto el mercurio y el galio · Tienen una alta densidad · Tienen elevada conductividad térmica y eléctrica. · Tienen considerable resistencia mecánica. · Suelen ser maleables. · Se pueden fundir, conformar y reciclar. Se pueden encontrar dos tipos de metales dependiendo de su contenido en hierro: Ferrosos No Ferrosos Características específicas Características específicas
  15. 15. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I Métodos de obtención: proceso siderúrgico Métodos de obtención: distintos procesos Aplicaciones Aplicaciones Impacto ambiental impacto ambiental Usos en la industria Metales que están destinados a un uso especial, son el antimonio, el cadmio o el litio. Los pigmentos amarillos y anaranjados del cadmio son muy buscados por su gran estabilidad, como protección contra la corrosión, para las soldaduras y las aleaciones correspondientes y en la fabricación de baterías de níquel y cadmio, consideradas excelentes por la seguridad de su funcionamiento. También se le utiliza como estabilizador en los materiales plásticos (PVCsad) y como aleación para mejorar las características mecánicas del alambre de cobre. Su producción se lleva a cabo en el momento de la refinación de zinc, con el que está ligado, se trata de un contaminante peligroso. El litio, metal ligero, se emplea principalmente en la cerámica y en los cristales, como catalizador de polimerización y como lubricante, así como para la obtención del aluminio mediante electrólisis. También se emplea para soldar, en las pilas y en las baterías para relojes, en medicina (tratamiento para los maníaco-depresivos) y en química.
  16. 16. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I El níquel, a causa de su elevada resistencia a la corrosión, sirve para niquelar los objetos metálicos, con el fin de protegerlos de la oxidación2 y de darles un brillo inalterable en la intemperie. El denominado "hierro blanco" es, en realidad, una lámina de acero dulce que recibe un baño de cloruro de zinc fundido, y a la que se da después un revestimiento especial de estaño.
  17. 17. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I 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. Es un tipo de material inorgánico, no metálico, buen aislante y que además tiene la propiedad de tener una temperatura de fusión y resistencia muy elevada. Asimismo, su módulo de Young (pendiente hasta el límite elástico que se forma en un ensayo de tracción) también elevado, además presentan un modo de rotura frágil. Todas estas propiedades, hacen que los materiales cerámicos sean imposibles de fundir y de mecanizar por medios tradicionales (fresado, torneado, brochado, etc). Por esta razón, en las cerámicas realizamos un tratamiento de sinterización. Este proceso, por la naturaleza en la cual se crea, produce poros que pueden ser visibles a simple vista. Un ensayo a tracción, por los poros y un módulo de Young y una fragilidad elevados y al tener un enlace interatómico (iónico y/o covalente),1 es imposible de realizar. Existen materiales cerámicos cuya tensión mecánica en un ensayo de compresión puede llegar a ser superior a la tensión soportada por el acero. La razón, viene dada por la compresión de los poros/agujeros que se han creado en el material. Al comprimir estos poros, la fuerza por unidad de sección es mayor que antes del colapso de los poros. [ cita requerida ]
  18. 18. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I Materiales Cerámicos: se obtienen moldeando la arcilla y sometiéndola después a un proceso de cocción a altas temperaturas. Son ejemplos la cerámica y la porcelana. USOS Las cerámicas tradicionales son materiales dedicados en general a la construcción (arcillas, cemento, gres...) y a usos aplicados en el hogar y la industria (loza, porcelana...). En la actualidad se incluye dentro de los materiales cerámicos a los óxidos, carburos, nitruros, boruros, y compuestos de ellos. Mientras que las cerámicas tradicionales tienen más de 3 000 años de antigüedad, la existencia de los compuestos cerámicos es mucho más reciente, sin que en muchos casos supere los 30 años. Las compuestos cerámicos se han desarrollado, modificando mediante nuevas técnicas de producción, alguno de los diferentes niveles de la estructura del material, desde el nivel atómico y la microestructura hasta la forma definitiva del componente. Leer más: http://www.monografias.com/trabajos81/introduccion-materiales-ceramicos/ introduccion-materiales-ceramicos.shtml#ixzz33xbGiIUp
  19. 19. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I Uno de los usos que más auge está experimentando actualmente es el empleo de materiales cerámicos como componentes estructurales. Las cerámicas estructurales son aquellas en las que la mejora de las propiedades se ha centrado en los aspectos mecánicos. Estos usos requieren materiales con alta resistencia en diversas condiciones ambientales, capaces de soportar elevadas temperaturas y resistentes a la corrosión y oxidación [6]. Leer más: http://www.monografias.com/trabajos81/introduccion-materiales-ceramicos/ introduccion-materiales-ceramicos.shtml#ixzz33xbmibe2 · Fabricación de productos de alfarería, debido a su dureza y resistencia al calor. · Losetas térmicas (trasbordadores espaciales), por su baja conductividad térmica. · Fabricación de materiales de construcción (ladrillos, cemento, azulejos, baldosas, etc.), por su dureza y baja conductividad térmica y eléctrica. · Aislantes en aparatos electrónicos. · Materiales refractarios, por su punto de fusión tan elevado. · Sirven para pulir o afilar otros materiales de menor dureza debido a su gran dureza. Ejemplos: alúmina fundida y carburo de silicio. · Vidrio.
  20. 20. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I 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 ductibilidad y conformabilidad; 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. Materiales Plásticos: se obtienen a partir del petróleo, el gas natural, las materias vegetales (como la celulosa) y las proteínas animales. El celofán, el PVC y el caucho son plásticos. EL USO DE POLIMEROS EN LA INDUSTRIA INTERNACIONAL Las industrias de la petroquímica y del plástico son sectores muy activos
  21. 21. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I que crecen más rápido que el producto interno bruto en casi todos los países, especialmente en Latinoamérica. Los materiales polímeros y sus derivados como el polipropileno, poli estírenos y polietilenos, todos los cuales son producidos por la industria petroquímica, tienen una creciente aplicación en todos los ámbitos de la vida moderna. Desde la más temprana niñez hasta la vejez, los seres humanos usamos cada día variados artículos fabricados de diversos materiales plásticos, ya sea para almacenar alimentos y bebidas, para transportar productos, para aplicaciones médicas como jeringas y otras, para fabricar prótesis ortopédicas y como piezas y partes de artículos electrónicos, automóviles y otros bienes propios del mundo moderno. 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. Los materiales compuestos son materiales de ingeniería, combinaciones de materiales diversos como resinas epoxi, poliester, acrilicas, poliuretanicas con materiales de refuerzo tales como fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras aramidicas, etcétera.
  22. 22. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I Sus propiedades son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes, por lo que dan por resultante materiales de características excepcionales muy utilizados en la industria espacial, aeronáutica, química, náutica, entre otras. Esta clasificación es muy importante por que ayuda a generalizar y facilita la comprensión de ellos ya que se clasifican ya sea por sus propiedades o estructura. ¿Qué se entiende por material cerámico? Se entiende por material cerámico el producto de diversas materias primas, especialmente arcillas, que se fabrican en forma de polvo o pasta (para poder darles forma de una manera sencilla) y que al someterlo a cocción sufre procesos físico-químicos por los que adquiere consistencia pétrea. Dicho de otro modo más sencillo, son materiales sólidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmico. Todos ellos se obtienen al hornear materiales naturales, como la arcilla o el caolín, junto con una serie de aditivos, como colorantes, desengrasantes, etc., todo ello mezclado y cocido en un horno sucesivas veces. - See more at: http://pelandintecno.blogspot.com/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades. html#sthash.xM3MbIwK.dpuf son solidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmico. Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables
  23. 23. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I Pueden utilizarse en ambientes con temperatura alta, corrosivos y tribológicos. En dichos ambientes muchas cerámicas exhiben buenas propiedades electromagnéticas, ópticas y mecánicas Una característica fundamental del termino material incluye que puedan fabricarse en formas con dimensiones determinadas Propiedades generales de los materiales cerámicos · Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables. · Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas. · Gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico y, también, eléctrico. · Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos. · Alta resistencia a casi todos los agentes químicos. · Una característica fundamental es que pueden fabricarse en formas con dimensiones determinadas · Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad. Ampliar información - See more at: http://pelandintecno.blogspot.com/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades. html#sthash.xM3MbIwK.dpuf Son productos inorgánicos, esencialmente no metálicos, policristalinos y frágiles. Son materiales ampliamente usados en la industria: (ladrillo, alfarería, losetas y porcelana), incluye el concreto, pues sus componentes son cerámicas. También materiales como Carburo de Tungsteno y Nitruro de Boro. Su importancia se basa en la abundancia en la naturaleza y sus propiedades físicas y mecánicas, diferentes a las de los metales.
  24. 24. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I EJEMPLOS: Alúmina: Desde abrasivos hasta huesos artificiales. Kaolinita: (Silicato hidratado de aluminio) principal componente en los productos de barro. IMPORTANCIA COMERCIAL: Son de alta dureza (útiles para ingeniería), como Aislamiento Térmico y Eléctrico, con buena estabilidad química a altas temperaturas de fusión. Prácticamente no son dúctiles, son frágiles. PRODUCTOS COMERCIALES Productos de barro: Para la construcción (ladrillos, losetas, etc). Productos refractarios: Paredes de hornos, crisoles y moldes. Productos de loza: Porcelana, vajillas cerámicas. Productos de vidrio: Ventanas, envases, etc. Fibra de vidrio: Para lana de aislamiento. Abrasivas: Oxido de aluminio y carburo de cilicio. Materiales para herramientas de corte: Carburo de Tungsteno. DIFERENCIAS DE LO S MATERIALES Esta clasificación de materiales es un tanto arbitraria pero se basa principalmente en el tipo de enlace predominante en el compuesto en cuestión como se verá más en el apartado próximo.
  25. 25. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I Así, los materiales cerámicos , los materiales poliméricos y en los materiales metálicos . DIFERENCIAS DE LOS MATERIALES
  26. 26. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I MATERIAL OBTENCIÓN PROPIEDADES APLICACIONES EJEMPLOS Metálicos A partir de determinados minerales que forman parte de las rocas. Buen conductor del calor y la electricidad. Dúctil y maleable. Clips. Cuchillas. Cubiertos. Estructuras. Acero. Cobre. Estaño. Aluminio. Polímeros Plástico Mediante procesos químicos, a partir del petróleo, el gas natural, las materias vegetales (como la celulosa) y las proteínas animales. Ligero. Mal conductor del calor y la electricidad. Bolígrafos. Carcasas de electrodomésticos. Envases. PVC. PET. Porexpán (corcho blanco). Metacrilato. Cerámica y vidrio Cerámica: a partir de arcillas y arenas por moldeado y cocción. Vidrio: se obtiene mezclando y tratando arena, caliza y sosa. Duro. Frágil. Transparente (solo vidrio). Vajillas. Ladrillos, tejas. Ventanas, puertas. Cristales. Loza. Porcelana. Vidrio. Pétreos Se obtienen de las rocas, en canteras.´ Pesados y resistentes. Difíciles de trabajar. Buenos aislantes del calor y la electricidad. Encimeras. Fachadas y suelo de edificios. Mármol. Granito. Textiles Se hilan y tejen fibras de origen vegetal, animal o sintético. Flexibles y resistentes. Fáciles de trabajar. Ropa. Toldos. Algodón. Lana. Nailon. Madera A partir de árboles. No conduce el calor ni la electricidad. Fácil de trabajar. Muebles. Estructuras. Embarcaciones. Pino. Roble. Haya. MATERIAL TIPO DE ENLACE PREDOMINANTE PROPIEDADES APLICACIONES EJEMPLOS
  27. 27. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I Metálicos El enlace es Metálico. Polímeros Plástico Tienen enlaces covalentes dentro de las macromoléculas o polímeros. Cerámica y vidrio Son principalmente Iónicos. Los vidrios son materiales iono-covalentes pero amorfos, es decir, no presentar orden de sus constituyentes (átomos e iones) a larga distancia. Compuestos
  28. 28. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I TEMA IV ENSAYOS DE LOS MATERIALES
  29. 29. LOS MATERIALES Y SUS ENSAYOS Procesos de Fabricación I

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