1. PROPIEDADES
DE LOS MATERIALES
GUÍA DEL PROFESOR
SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA
SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUPERIOR E INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA
SUBSISTEMA DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS
COORDINACIÓN GENERAL DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS
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2. PRESENTACIÓN DE
LA ASIGNATURA
El mundo moderno exige que el Técnico Superior Universitario en tenga el
conocimiento de los materiales que le rodean, en este sentido hablamos de los
materiales que el hombre a tomado de la naturaleza y los ha transformado para hacer
de ellos productos útiles para la humanidad. Sabemos que el TSU esta obligado a
conocer una amplia gama de materiales como lo son: polímeros.ceramicos, materiales
ferrosos y no ferros, materiales compuestos y semiconductores así como su
clasificación,características,propiedades usos y aplicaciones de estos.
Es necesario que el TSU en el área de artes graficas conozca las pruebas destructivas y
no destructivas, pues esto permite al TSU desarrollar sus técnicas de mantenimiento
de mejor manera.
Esta asignatura llamada estructura y propiedades de los materiales es importante
para las artes gráficas ya que los alumnos adquieren conocimientos que son
indispensables en la toma de decisiones relacionadas con la selección, el uso y la
aplicación de materiales. Así mismo es un curso introductorio con la idea general de
dar a comprender la relación existente entre estructura, propiedades y aplicación de
lo materiales.
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3. ÍNDICE
CONTENIDO
UNIDAD I
Clasificacion,características,propiedades,usos y aplicaciones de los
materiales
Temas
Metales Ferrosos y no ferrosos
Polímeros
Cerámicos
Materiales Compuestos
Materiales semiconductores
UNIDAD II
Pruebas destructivas
.
Temas
Ensayos de tensión y compresión
Ensayos de dureza
Ensayos de impacto
UNIDAD III
Pruebas no destructivas,
Temas
Ensayos de ultrasonido.
Ensayos de líquidos penetrantes.
Ensayos de rayos x.
Ensayos de partículas magneticas.
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4. UNIDAD I
CLASIFICACION USO Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
El propósito de la primer unidad de la asignatura de Estructura y Propiedades de los
Materiales es identificar los diferentes tipos de materiales. sus usos y aplicaciones de
los materiales.
Objetivo del aprendizaje
El alumno conocerá la clasificación sus y aplicaciones de los diferentes tipos de los
materiales como son los materiales ferrosos i no ferrosos, polímeros cerámicos
compuestos y semi conductores.
Describir las características y propiedades de los metales ferrosos y no ferrosos,
mediante su simbología y normas aplicables.
Definir las características y propiedades de los polímeros:
- Termoplásticos
- Termofijos
- Elastómeros.
Definir las características y propiedades de los cerámicos:
- Conductividad eléctrica
- Conductividad térmica.
Definir las características y propiedades de los materiales compuestos:
- Dureza
-Tensión
- Compresión
Definir las características y propiedades de los materiales semiconductores:
- Conductividad eléctrica
- Fragilidad
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5. INTRODUCCION A LAS
PROPIEDADES DE LOS
MATERIALES
Objetivo de Aprendizaje:
Clasificar los tipos de materiales sólidos
 Tipos de materiales
Los materiales se clasifican en cinco grupos: metales, cerámicos, polímeros,
semiconductores, y materiales compuestos (tabla 1.1). Los materiales de cada uno de
estos grupos poseen estructuras y materiales distintas.
Metales Los metales y sus aleaciones, incluyendo acero, aluminio, magnesio, zinc,
hierro fundido, titanio, cobre y níquel, generalmente tiene como característica una
buena conductividad eléctrica y térmica, una resistencia relativamente alta, una alta
rigidez, ductilidad o conformidad y resistencia al impacto. Son particularmente útiles
en aplicaciones estructurales o de carga. Aunque en ocasiones se utilizan metales
puros, las combinaciones de metales conocidas como aleaciones proporcionan
mejoría en alguna propiedad particularmente deseable o permite una mejor
combinación de materiales.
TABLA Ejemplos, aplicaciones y propiedades representativas de cada familia de
materiales.
Aplicaciones Propiedades
Metales
Cobre Alambre conductor eléctrico - Alta conductividad
Eléctrica, buena formalidad
Hierro fundido gris Bloques para motor de auto. - Maleable, maquinable,
absorbe vibraciones
Aleaciones de acero Llaves - Endurecida de madera
Significativa mediante
tratamientos térmicos
Cerámicos
SiO2-Na2O-CaO Vidrio para ventanas - Ópticamente útil,
Aislante
Térmico
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6. Al2O3, MgO, SiO2 Refractarios para contener - Aislantes térmicos, sé
Metal fundido funden a alta temperatura
relativamente inertes ante
metal fundido
Titanio de bario Traductores para equipo de - Convierten sonido en
Audio electricidad
(comportamiento
piezoeléctrico)
Polímeros
Polietileno Empacado de alimentos - Fácilmente
conformable en
delgadas películas
flexible e
impermeables
Epóxicos Encapsulado de circuitos - Eléctricamente
aislante y
Integrados
resistente a la
humedad
Fenólicos Adhesivos para unir capas - Fuertes resistentes a la
De madera laminada humedad
Semiconductores
Silicio Transistores y circuitos - Comportamiento eléctrico
Integrados único
GaAs Sistema de fibras ópticas - Convierte señales
eléctricas
en luz
Compuestos
Grafito en matriz Componentes para aeronaves - Relación elevada resistencia
Epóxica peso
Carburo de Herramientas de corte de - Alta dureza y una buena
Tungsteno-carburo carburo para maquinado resistencia al impacto
Acero recubierto de titanio Recipientes para reactores - Tiene el bajo costo
y la alta
resistencia del
acero, con la
resistencia a la
corrosión
del titanio
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7. Cerámicos. El ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos tienen
baja conductividad eléctrica y térmica, y a menudo son utilizados como
aislantes. Los cerámicos son fuertes y duros, aunque también muy frágiles y
quebradizos. Las nuevas técnicas de procedimiento de procesamiento han
conseguido que los cerámicos sean lo suficientemente resistente a la
fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga, como los
impulsores en motores de turbina.
Polímeros. Producidos mediante un proceso conocido como polimerización, es
decir, creando grandes estructuras moleculares a partir de moléculas orgánicas, los
polímeros incluyen el hule, los plásticos y muchos tipos de adhesivos. Los polímeros
tienen baja conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y no son adecuadas
para utilizarse a temperaturas elevadas. Los polímeros termoplásticos, en los cuales
las largas cadenas moleculares no están conectadas de manera rígidas, tienen buena
ductilidad y conformabilidad; Los polímeros termoestables son más resistentes,
aunque más frágiles porque las cadenas moleculares están fuertemente enlazados. Los
polímeros se utilizan en muchas aplicaciones, incluyendo dispositivos electrónicos.
Semiconductores. Aunque el silicio, el germanio y una variedad de compuestos como
el GaAs son muy frágiles, resultan esenciales para aplicaciones electrónicas,
de computadoras y de comunicaciones. La conductividad eléctrica de estos
materiales pueden controlarse para su uso en dispositivos electrónicos como
transistores, diodos y circuitos integrados. La información hoy en día se
transmite por luz a través de sistemas de fibras ópticas; Los
semiconductores, convierten las señales eléctricas en luz y viceversa, son
componentes esenciales de estos sistemas.
Materiales compuestos. Los materiales compuestos forman a partir de dos o más
materiales, produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de los
materiales de manera individual. El concreto, la madera contrachapada y la fibra de
vidrio son ejemplos típicos –aunque algo burdos- de materiales compuestos. Con
materiales compuestos podemos producir materiales ligeros, fuertes, dúctiles,
resistentes a altas temperaturas, o bien, podemos producir herramientas de cortes
duras y a la vez resistentes al impacto, que de otra manera se harían añicos. Los
vehículos aéreos y aerospaciales modernos dependen de manera importante de
materiales compuestos como los polímeros reforzados de fibra de carbono.
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8.  TEMA
METALES FERROSOS Y NO FERROSOS
El trabajo consiste en el desarrollo de diversos tipos de informaciones acerca del
material tratado, como lo son, sus características principales, sus usos, aplicaciones,
propiedades, además hablaremos de las medidas utilizadas en dicho material para la
protección del medio ambiente.
Definición:
Los metales no ferrosos incluyen a todos los metales excepto al hierro.
Su utilización no es tan masiva como los productos férreos (acero, hierro, fundición),
pero tienen una gran importancia en la fabricación de gran cantidad de productos.
Propiedades:
Los metales no ferrosos y sus aleaciones, son en general resistentes a la corrosión
atmosférica y la oxidación. Pero no es esta la única buena cualidad, que los hace
recomendables para muchas aplicaciones, sino también la facilidad con que se
moldean y mecanizan; la elevada resistencia mecánica en relación a su peso de
algunas aleaciones; la gran conductividad térmica y eléctrica, y también su bella
terminación desde el punto de vista decorativo.
Clasificar las aleaciones no ferrosas en base a sus características, propiedades y
aplicaciones.
Resistencia Resistencia Costo
Densidad
a la tensión especifica Por libra
Metal
g/cm(3) (lb/plg(2)) (psi) (plg) (s)
Aluminio 2.70 (0.097) 83,000 8.6x10 0.60
Berilio 1.85 (0.067) 55,000 8.2x10 300.00
Cobre 8.93 (0.322) 150,000 4.7x10 1.10
Plomo 11.36 (0.4109 10,000 0.2x10 0.35
Magnesio 1.74 (0.0639 55,000 8.7x10 1.40
Níquel 8.90 (0.321) 180,000 5.6x10 4.10
Titanio 4.51 (0.163) 160,000 9.8x10 5.50
Tungsteno 19.25 (0.695) 150,000 2.2x10 10.00
Zinc 7.13 (0.257) 75,000 2.9x10 0.55
Hierro 7.87 (0.284) 200,000 7.0x10 0.10
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9.  Clasificación de los Metales Ferrosos
En la Argentina el encargado de ordenar y clasificar los metales y aleaciones es el Instituto
Argentino de Normalización (IRAM). Según la norma IRAM-IAS/v500-600.
Los aceros se establecen según su correspondiente composición química (al carbono y
aleados para construcciones mecánicas). La designación de los aceros según su
composición química se realiza para los aceros al carbón y aleados con la palabra
"IRAM" seguida de un numero de cuatro cifras y para algunos aceros aleados, de un
numero de cinco cifras. Las dos primeras cifras indican el tipo de acero.
Las dos últimas para el numero de cuatro cifras y las tres cifras para el numero de cinco
cifras marcan el valor medio aproximado de los limites de contenido de carbono
expresado en centésimas por ciento.
Las letras B o L intercaladas luego de las dos primeras cifras indican el contenido de
Boro o Plomo respectivamente.
La norma IRAM emplea, a tal fin, números compuestos de cuatro o cinco cifras, según
los casos, cuyo ordenamiento caracteriza o individualiza un determinado acero.
El significado de dicho ordenamiento es el siguiente:
Primera cifra1 caracteriza a los aceros alcarbono
Primera cifra2 caracteriza a los aceros alníquel
Primera cifra3 caracteriza a los aceros alcromo-ní quel
Primera cifra4 caracteriza a los aceros alm olibdeno
Primera cifra5 caracteriza a los aceros alc rom o
Primera cifra6 caracteriza a los aceros alcromo-va nadio
Primera cifra7 caracteriza a los aceros altungsteno
Primera cifra9 caracteriza a los aceros alsili cio- manganeso
Aclaramos que, si bien la primera cifra (elemento que le da su nombre a la aleación de
acero) y las dos últimas (tenor de carbono) cumplen casi rigurosamente con lo
indicado precedentemente, no ocurre lo mismo con la intermedia (segunda y tercera
si son cinco), debido a que por necesidad o conveniencia se las elige, algunas veces,
enforma arbitraria y de manera que el número completo defina perfectamente a un
tipo
de acero.
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10. En la clasificación IRAM se han determinado a los metales de mayor uso; es por ello
que los aceros al carbono sólo tienen designación convencional para aquellos de hasta
1 % y los cuaternarios (Cr-Ni, Cr-Mo, etc.) y complejos (Cr-Ni-Mo, etc.) no
responden en sus números, a los vistos, como se verifica en la tabla y ejemplos
siguientes. Escuela Politécnica Gral. Manuel Belgrano
CLASIFICACIÓN IRAM. Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos:
Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5 kg/dm³,
Ligeros: su densidad esta comprendida entre 2 y 5 kg/dm³.
Ultraligeros: su densidad es menor de 2 kg/dm³.
CLASIFICACIÓN IRAM
 Al Carbono
Comunes o no aleados
10xx
Corte rápido
11xx
 Manganeso
1,75 % Mn
13xx
 Cromo-Níquel
1,25 % Ni; 0,65-0,80 % Cr
31xx
3,5 % Ni; 1,55 % Cr
33xx
Resistentes al calor y a la corrosión
303xx
 Molibdeno
0,25 % Mo
40xx
 Cromo-Molibdeno
0,5-0,95 % Cr; 0,20-0,25 % Mo
41xx
 Níquel-Molibdeno
1,55-1,8 % Ni; 0,2-0,25 % Mo
46xx
3,5 % Ni; 0,25 % Mo
48xx
 Níquel-Cromo-Molibdeno
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11. 1,8 % Ni; 0,5-0,8 % Cr; 0,25 %Mo
43xx
0,55 % Ni; 0,5 % Cr; 0,2 %Mo
86xx
0,55 % Ni; 0,5 % Cr; 0,25 %Mo
87xx
3,25 % Ni; 1,2 % Cr; 0,12 %Mo
93xx
0,45 % Ni; 0,4 % Cr; 0,12 %Mo
94xx
0,55 % Ni; 0,17 % Cr; 0,2 %Mo
97xx
1 % Ni; 0,8 % Cr; 0,25 %Mo
98xx
 Cromo
Bajo Cr: 0,27 y 0,65 % Cr
50xx
Bajo Cr: 0,8; 0,95 ó 1,05 % Cr
51xx
Bajo Cr: 0,5 % Cr
501xx
Mediano Cr: 1 % Cr
511xx
Alto Cr: 1,45 % Cr
521xx
Resistente al calor y a la corrosión
514xx
515xx
 Cromo-Vanadio
0,95 % Cr; 0,15 % mín V
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12. También los aceros pueden ser identificados mediante colores según la norma IRAM 658.
Metales no ferrosos pesados:
Estaño (Sn)
Características: se encuentra en la casiterita; su densidad es de 7,28 kg/dm³, su punto
de fusión alcanza los 231ºC; tiene una resistencia a la tracción de 5 kg/mm²; en estado
puro tiene un color muy brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde; a
temperatura ambiente es también muy maleable y blando, sin embargo en caliente es
frágil y quebradizo; por debajo de −18ºC se empieza a descomponer convirtiéndose
en un polvo gris, este proceso es conocido como peste del estaño; al doblarse se oye
un crujido denominado grito del estaño.
Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre + estaño) y las soldaduras
blandas
(plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%)
Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y
proteger alacero contra la oxidación.
Cobre (Cu):
Características: se encuentra en el cobre nativo, la calcopirita, la calcosina, la
malaquita y la cuprita;su densidad es de 8,9 kg/dm³; su punto de fusión de 1083ºC; su
resistencia a la tracción es de 18kg/mm²; es muy dúctil, maleable, y posee una alta
conductividad eléctrica y térmica.
ALEACION: bronce (Cu + Zn) aplicaciones Grifos, tuerca y tornillosCUPRONIQUEL Cu
+ Ni (40 a 50%) Monedas y contactos eléctricos.
Níquel (Ni):
Características: su densidad es 8,85 kg/dm³; su punto de fusión es de 1450ºC; tiene un
color plateado brillante y se puede pulir fácilmente, es magnético, es muy resistente a
la oxidación y a la corrosión.
Aplicaciones y aleaciones:
Ni + Cr + acero: se emplea para aceros inoxidables
En aparatos de la industria química
En recubrimiento de metales por electrolisis
Wolframio (W):
Características: su densidad es 19 kg/dm³; su punto de fusión de 3370ºC
Aplicaciones y aleaciones:
Filamentos de bombillas incandescentes y fabricación de herramientas de corte para
maquinas.
Cobalto (Co):
Características: su densidad es de 8,6 kg/dm³, su punto de fusión 1490ºC; tiene
propiedades análogas al níquel pero no es magnético
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13. Aleaciones y aplicaciones:
Reemplea para endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos) y como
elemento para la fabricación de metales duros (sinterización) empleados en
herramientas de corte.
Metales no ferrosos ligeros:
Aluminio (Al):
Características: se obtiene de la bauxita, su densidad es de 2,7 kg/dm³; su punto de
fusión de660ºC; y su resistencia a la tracción de 10 kg/mm² (el doble si esta laminado
o forjado); esmuy ligero e inoxidable; es buen conductor de la electricidad y del calor,
pesa poco y es muymaleable y dúctil.
Aleaciones y aplicaciones:
Al + Mg Se emplea en aeronáutica y en automoción.
Titanio (Ti):
Características: se obtiene del rulito y de la limeñita; su densidad es de 4,45 kg/dm³;
su punto de fusión 1800ºC; y su resistencia a la tracción de 100kg/mm²; es un metal
blanco plateado que resiste mejor la corrosión y la oxidación que el acero; sus
propiedades son análogas a las del acero con la propiedad que las conserva hasta los
400ºC
Aleaciones y aplicaciones:
Se emplea en la fabricación de estructuras y elementos de maquinas aeronáuticas
(aleado con el 8% de aluminio); en la fabricación de herramientas de corte, aletas para
turbinas y en forma de oxido y pulverizado par la fabricación de pinturas
antioxidantes y para el recubrimientos de edificios.
Metales no ferrosos ultraligeros:
Magnesio(Mg):
Características: se obtiene de la carnalita, dolomita y magnesita; su densidad es de
1,74kg/dm³; su punto de fusión de 650ºC; y su resistencia a la tracción de 18 kg/mm²;
en estadoliquido o polvo es muy inflamable, tiene un color blanco parecido al de la
plata, es maleable ypoco dúctil, es mas resistente que el aluminio
Aplicaciones y aleaciones:
Se emplea en estado puro, tiene pocas utilidades, excepto en la fabricación de
productos pirotécnico y como desoxidante en los talleres de fundición de acero,
también en aeronáutica.
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14. acero galvanizado (galvanized steel) Acero que ha sido
recubierto con zinc para incrementar la
resistencia a la corrosión.
aceros al carbono simples (plain carbon steels) Tipos básicos de acero,
los cuales contienen menos de 3% de
elementos distintos al acero y carbono.
aleación (allloy) Metal formado por dos o más
materiales. Uno de estos materiales debe ser
un metal.
aleaciones de soldadura (soldering alloys) Aleaciones de metal que
son derretidas a temperaturas relativamente
bajas y utilizadas para unir piezas de metal.
aluminio (aluminum) Metal blanco plateado que es
suave, ligero y tiene una alta razón
resistencia-peso.
bronce (bronze) Aleación de cobre y estaño. El
bronce ofrece un equilibrio de fuerza,
resistencia al desgaste y resistencia a la
corrosión.
capa de óxido (oxide coating) Película protectora que se
desarrolla en la superficie de un metal.
cobalto (cobalt) Metal grisáceo y brillante que es
quebradizo y duro, con propiedades
magnéticas similares al hierro.
cobre (copper) Metal rojizo que es muy dúctil,
conductor eléctrico y térmico y resistente a
la corrosión. El cobre suele utilizarse para
hacer cables eléctricos.
coeficiente de expansión térmica (coeficient of thermal expansion) Cambio en
densidad que ocurre mientras un material
cambia de temperatura. Un metal
típicamente incrementa su volumen y
decrece su densidad mientras se calienta.
conductividad eléctrica (electrical conductivity) Habilidad de un
metal para transportar una corriente
eléctrica.
conductividad térmica (thermal conductivity) Habilidad de un metal
para conducir calor.
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15. ductilidad (ductility) Habilidad de un metal para ser
estirado, extendido o formado sin romperse.
estaño (tin) Metal blanco plateado que es muy suave
y de poca resistencia. El estaño es utilizado
en aleaciones para soldadura.
hexagonal compacta (hexagonal close-packed) Estructura de
cristal que contiene una colección de átomos
que están compactados en forma de
hexágono. Los metales con este tipo de
estructura son muy difíciles de formar.
latón (brass) Aleación de cobre y zinc. El estaño
ofrece un equilibrio de conductividad
eléctrica y térmica y resistencia.
magnesio (magnesium) Metal blanco grisáceo,
extremadamente ligero que es también
quebradizo y tiene poca resistencia al
desgaste.
metal de enchapado (plating metal) Metal que es agregado como
capa protectora para otro metal.
metales ferrosos (ferrous metals) Metales en los cuales el
hierro es el ingrediente principal.
metales no ferrosos (nonferrous metal) Metales que no contienen
hierro como ingrediente principal.
mineral (ore) Estado natural e impuro de un metal.
módulos de elasticidad (modulus of elasticity) Variables que
describen la relación de tensión a
deformación dentro de la región elástica del
material. Describen la rigidez de un material.
níquel (nickel) Metal blanco plateado que es
bastante duro y maleable, con propiedades
similares a las del hierro y el acero. El níquel
es utilizado como metal de enchapado para
el acero.
plomo (lead) Metal blanco azulado que es muy
suave y dúctil y es mal conductor de
electricidad. El plomo es utilizado como una
aleación para soldadura y para inhibir
sonidos.
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16. razón resistencia-peso (strength-to-weight ratio) Relación entre la
resistencia de un material y su peso. Los
materiales que son ligeros pero también muy
fuertes tienen una alta razón resistencia-
peso.
resistencia a la corrosión (corrosion resistance) Habilidad de un metal
para soportar el deterioro y descomposición
química que ocurre durante la exposición de
la superficie a un ambiente en particular.
resistencia a la fluencia (creep strength) Habilidad de un metal para
soportar un peso o fuerza constante a
elevadas temperaturas.
superaleaciones (superalloys) Aleaciones que consisten en
tres o más elementos, son muy costosas y
están diseñadas para desempeñarse a altas
temperaturas.
titanio (titanium) Metal blanco plateado que tiene
una alta razón resistencia-peso y es
resistente a la corrosión. El titanio suele ser
utilizado en aplicaciones aeroespaciales.
tratamiento térmico (heat treatment) Procesos de calentamiento
y enfriamiento controlado utilizados para
cambiar la estructura de un material y
alterar sus propiedades físicas y mecánicas.
troquelado (die casting) Fundición de metal que es
llevada a cabo al inyectar metal derretido a
presión hacia el interior de una cavidad.
zinc (zinc) Metal blanco azulado que es resistente
a la corrosión y tiene un punto de fusión
relativamente bajo. El zinc es utilizado como
metal de enchapado para el acero.
UL de México es una subsidiaria de UL, una organización independiente con más de un
siglo de experiencia en la evaluación de la seguridad de productos, entre las cuales se
encuentra la certificación de productos con base en Normas Oficiales Mexicanas
(NOM) y Normas Mexicanas (NMX).
Materiales de cableado para dispositivos
A diferencia de la mayor parte de categorías de cableado, el material de cableado
para dispositivos (AWM por sus siglas en inglés) es un componente reconocido que
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17. se usa en los productos finales con marca UL Listed o Classified. Los cables AWM
son componentes que se instalan o se suministran desde las fábricas en equipos
completos que se envían para su investigación, y no se suelen utilizar en una
instalación directa independiente de campo. La aceptación final del componente
dependerá de su instalación y su uso con el equipo completo que se envíe a UL.
Cable LAN
UL verifica los productos de cable LAN de acuerdo con distintas normas del sector.
Los fabricantes de productos que participen en alguno de los programas de ensayo
de rendimiento de UL, deben establecer y mantener un programa de calidad que
siga las directrices de garantía de normas reconocidas como la ISO 9002, de la serie
ISO 9000 de la Organización internacional para la normalización.
Plomo y cadmio
UL ofrece tres opciones de análisis de calidad que se utilizan habitualmente para
cumplir con los requisitos de las normativas medioambientales internacionales con
respecto al plomo y al cadmio. Los ensayos de UL se basan en métodos establecidos
por las normativas europeas y por la U.S. Environmental Protection Agency (EPA,
Agencia norteamericana de protección medioambiental).
Cable de fibra óptica
UL realiza ensayos de los conductos y accesorios de instalación de cables de fibra
óptica no conductores de conformidad con el Artículo 770 del National Electrical
Code (Código eléctrico nacional), y de los cables de los sistemas de comunicación de
conformidad con el Artículo 800 de dicho código. El listado incluye longitudes
flexibles, secciones rígidas, codos, curvas y conexiones como juntas de dilatación,
adaptadores macho y hembra y acoplamientos. Los sistemas de conductos
individuales difieren según su diseño, por lo que sus piezas no se pueden
intercambiar con conductos o accesorios de otros sistemas.
Bornas Terminales en Cobre
Características. Material en cobre electrolítico al 99.5%. Estañadas para prevenir
corrosión. Deben aplicarse con herramienta de compresión. Barril totalmente sellado
para evitar la entrada de humedad. Cumple norma UL 486 A/B. Barril largo y sin
costuras.
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18.  TEMA
Polímeros.
Producidos mediante un proceso conocido como polimerización, es decir, creando
grandes estructuras moleculares a partir de moléculas orgánicas, los polímeros
incluyen el hule, los plásticos y muchos tipos de adhesivos. Los polímeros tienen baja
conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y no son adecuadas para
utilizarse a temperaturas elevadas. Los polímeros termoplásticos, en los cuales las
largas cadenas moleculares no están conectadas de manera rígidas, tienen buena
ductilidad y conformabilidad; Los polímeros termoestables son más resistentes,
aunque más frágiles porque las cadenas moleculares están fuertemente enlazados. Los
polímeros se utilizan en muchas aplicaciones, incluyendo dispositivos electrónicos.
 CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE LOS TERMOPLASTICOS.
TERMOPLASTICOS:
Un termoplástico es un plástico que, a temperatura ambiente, es plástico o
deformable, se derrite cuando se calienta y se endurece en un estado vítreo cuando se
enfría lo suficiente. La mayor parte de los termoplásticos son polímeros de alto peso
molecular, los cuales poseen cadenas asociadas por medio de débiles fuerzas Vander
Waals (polietileno); fuertes interacciones dipolo-dipolo y enlace de hidrógeno, o
incluso anillos aromáticos apilados (poliestireno). Los polímeros termoplásticos
difieren de los polímeros termoestables en que después de calentarse y moldearse
pueden recalentarse y formar otros objetos, mientras que en el caso de los
termoestables o termoduros, después de enfriarse la forma no cambia y arden.
Sus propiedades físicas cambian gradualmente si se funden y se moldean varias veces
(historial térmico), generalmente disminuyen estas propiedades.
Los más usados son: el polietileno (PE), el polipropileno (PP), el poliestireno (PS), el
polimetilmetacrilato (PMMA), el policloruro de vinilo (PVC), el politereftalato de
etileno (PET), el teflón (o politetrafluoretileno, PTFE) y el nylon (un tipo de
poliamida).
Se diferencian de los termoestables (baquelita, goma vulcanizada) en que éstos
últimos no funden al elevarlos a altas temperaturas, sino que se queman, siendo
imposible volver a moldearlos.
Sus propiedades físicas cambian gradualmente si se funden y se moldean varias veces
(historial térmico), generalmente disminuyen estas propiedades.
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19. Los más usados son: el polietileno (PE), el polipropileno (PP), el poliestireno (PS), el
polimetilmetacrilato (PMMA), el policloruro de vinilo (PVC), el politereftalato de
etileno (PET), el teflón (o politetrafluoretileno, PTFE) y el nylon (un tipo de
poliamida).
Se diferencian de los termoestables (baquelita, goma vulcanizada) en que éstos
últimos no funden al elevarlos a altas temperaturas, sino que se queman, siendo
imposible volver a moldearlos. Muchos de los termoplásticos conocidos pueden ser
resultado de la suma de varios polímeros, como es el caso del vinilo, que es una
mezcla de polietileno y polipropileno.
Un termoplástico es un plástico que, a temperatura ambiente, es plástico o
deformable, se derrite cuando se calienta y se endurece en un estado vítreo cuando se
enfría lo suficiente. La mayor parte de los termoplásticos son polímeros de alto peso
molecular, los cuales poseen cadenas asociadas por medio de débiles fuerzas Van der
Waals (polietileno); fuertes interacciones dipolo-dipolo y enlace de hidrógeno, o
incluso anillos aromáticos apilados (poliestireno). Los polímeros termoplásticos
difieren de los polímeros termoestables en que después de calentarse y moldearse
pueden recalentarse y formar otros objetos, mientras que en el caso de los
termoestables o termoduros, después de enfriarse la forma no cambia y arden.
Sus propiedades físicas cambian gradualmente si se funden y se moldean varias veces
(historial térmico), generalmente disminuyen estas propiedades.
 CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE LOS TERMOFIJOS
TERMOESTABLES
Las resinas termoestables son aquéllas que cambian irreversiblemente bajo la
influencia Del calor, de la luz, de agentes fotoquímicas y de agentes químicos, pasando
de un material Fusible y soluble a otro no fusible e insoluble, por la formación de un
retículo Tridimensional covalente. En el proceso reactivo de entrecruzamiento o de
curado, las Cadenas poliméricas (reactivos termoplásticos o líquidos) reaccionan
entre sí y, a la vez, Con un agente entrecruzado, formándose macromoléculas
orientadas en todas las Direcciones y con numerosos enlaces covalentes entre ellas. El
retículo tridimensional Formado confiere al material curado unas propiedades
mecánicas, térmicas y de resistencia química muy elevadas que los hacen aptos para
múltiples aplicaciones. Las resinas termoestables, sobre todo las epoxi, las de
poliéster insaturado y las de Poliuretano, son utilizadas en una amplia variedad de
aplicaciones en las que actúan como matriz o fase continua de un material compuesto.
Así sucede en los plásticos reforzadosEn general, los termoestables poseen una buena
estabilidad dimensional,
Estabilidad térmica, resistencia química y propiedades eléctricas. Es por ello que los
Materiales termoestables se aplican en múltiples campos, además de los nombrados
Anteriormente, se pueden citar:
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20. o Aeroespacial: Componentes de misiles, alas, fuselajes, etc.
o Aplicaciones domésticas: Interruptores, asas, etc.
o Automoción: Piezas ligeras para sustituir metales, frenos, pinturas, etc.
o Construcción: Espumas aislantes, techos, chapas para forrar paredes,
pinturas,
o Vestimenta: Botones, ropa tratada, etc.
o Eléctrico: Cuadro conexiones, recubrimientos, etc.
o Muebles: Puertas imitación madera, pantallas de lámparas, etc.
o Médico: Rellenos dentales, implantes ortopédicos, etc.
o Recreo: Raquetas tenis, barcas, etc.
o Herramientas: Papel de lija, etc.
 Características de los termoestables
La reacción de curado es crucial en la utilización del material termoestable. Es
importante conocer perfectamente la naturaleza de la misma. El curado de
termoestables es complejo e incluye varias etapas. Empieza con la formación y el
crecimiento lineal de las cadenas que pronto empiezan a ramificarse y posteriormente
a entrecruzarse. A medida que la reacción avanza, el peso molecular aumenta
rápidamente y varias cadenas se unen en un retículo de peso molecular Infinito.
La transformación, que ocurre rápidamente y de forma irreversible, en la que el
material pasa desde un estado de líquido viscoso hasta un estado de gel elástico, que
marca el inicio de la aparición del retículo, suele llamarse punto de gel.
La gelificación es característica de los termoestables y tiene una gran importancia en
el Procesado. El punto de gel es crítico en la manipulación de los materiales
termoestables, ya que a partir de este estado el material deja de fluir y no puede ser
procesado. El Fenómeno de la gelificación ocurre en una etapa determinada del
proceso reactivo y Depende de la funcionalidad, reactividad y estequiometria de las
especies reactivas. La Gelificación no inhibe el proceso de curado (la velocidad de
reacción puede no variar), por lo que no puede ser detectada por técnicas sensibles
solamente a la reacción química, como pueden ser la DSC y la TG. Después de la
gelifícación, la reacción continúa hasta la formación de un retículo infinito, con un
aumento sustancial de la densidad de entrecruzamiento, de la temperatura de
transición vítrea y de las propiedades físicas últimas alcanzadas
 CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE LOS ELASTOMEROS.
Los elastómeros son aquellos polímeros que muestran un comportamiento elástico. El
término, que proviene de polímero elástico, es a veces intercambiable con el término
goma, que es más adecuado para referirse a vulcanizados. Cada uno de los monómeros
que se unen entre sí para formar el polímero está normalmente compuesto de
carbono, hidrógeno, oxígeno y/o silicio. Los elastómeros son polímeros amorfos que
se encuentran sobre su temperatura de transición vítrea o Tg, de ahí esa considerable
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21. capacidad de deformación. A temperatura ambiente las gomas son relativamente
blandas (E~3MPa) y deformables. Se usan principalmente para cierres herméticos,
adhesivos y partes flexibles. Comenzaron a utilizarse a finales del siglo XIX, dando
lugar a aplicaciones hasta entonces imposibles (como los neumáticos de automóvil).
 Tipos y nomenclatura
Existen muchas clasificaciones posibles de los numerosos tipos de elastómeros. En
primer lugar se indica la clasificación más extendida, según la composición química,
con su nomenclatura (norma ISO 1629). A continuación se presenta la clasificación
según las propiedades a alta temperatura.
Clasificación según su composición química
 Grupo R (del inglés Rubber) - la cadena principal se compone de carbono e
hidrógeno y contiene dobles enlaces
o Caucho natural (NR)
o Poliisopreno (IR, forma artificial del caucho natural)
o Polibutadieno
o Caucho estireno-butadieno (SBR)
o Caucho butilo (IIR)
o Caucho nitrilo (NBR)
o Neopreno (CR)
 Grupo M (del inglés Methylene) - su cadena principal sólo contiene átomos de
carbono e hidrógeno y está saturada (no dobles enlaces)
o Caucho etileno-propileno (EPM)
o Caucho etileno-propileno-dieno (EPDM)
o Caucho etileno-acetato de vinilo (EVM)
o Caucho fluorado (FKM)
o Caucho acrílico (ACM)
o Polietileno clorado (CM)
o Polietileno clorosulfurado (CSM)
 Grupo N - contiene átomos de nitrógeno en la cadena principal
o "Pebax", copolímero de poliamida y poliéster
 Grupo O - contiene átomos de oxígeno en la cadena principal
o Caucho de epiclorohidrina (ECO)
 Grupo Q - contiene grupos siloxano en la cadena principal
o Caucho de silicona (MQ)
 Grupo U (de Uretano) - contiene átomos de nitrógeno, oxígeno y carbono en la
cadena principal formando el grupo NCO (uretano)
o Elastómeros de poliuretano (AU y EU)
 Grupo T - contiene átomos de azufre en la cadena principal
o Caucho de polisulfuro o "Thiokol"
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22. Prefijos
 X indica presencia de grupos carboxilo (por ejemplo, XNBR)
 C y B indican cauchos halogenados (por ejemplo, CIIIR y BIIR)
 H indica caucho hidrogenado (por ejemplo, HNBR)
 S, normalmente minúscula, indica polímero obtenido mediante un proceso en
solución (por ejemplo, sSBR)
 E ó EM, normalmente en minúsculas, indican polímero obtenido mediante un
proceso en emulsión (por ejemplo, eSBR)
 OE indica un polímero al que se ha añadido aceite (por ejemplo, OE-SBR)
 Y suele indicar propiedades termoplásticas.
Clasificación según su comportamiento a alta temperatura
Elastómeros termoestables
Al calentarlos no cambian de forma y siguen siendo sólidos hasta que, por encima de
una cierta temperatura, se degradan. La mayoría de los elastómeros pertenecen a este
grupo
Elastómeros termoplásticos
Al elevar la temperatura se vuelven blandos y moldeables. Sus propiedades no
cambian si se funden y se moldean varias veces. Este tipo de materiales es
relativamente reciente.
 TEMA
CERAMICOS
Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se
fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad, dado que tienden a
ser materiales porosos. Los poros y otras imperfecciones microscópicas actúan como
entallas o concentradores de esfuerzo, reduciendo la resistencia a los esfuerzos
mencionados.
El módulo de elasticidad alcanza valores bastante altos del orden de 311 GPa en el
caso del Carburo de Titanio (TiC). El valor del módulo de elasticidad depende de la
temperatura, disminuyendo de forma no lineal al aumentar ésta.
Estos materiales muestran deformaciones plásticas. Sin embargo, debido a la rigidez
de la estructura de los componentes cristalinos hay pocos sistemas de deslizamientos
para dislocaciones de movimiento y la deformación ocurre de forma muy lenta. Con
los materiales nocristalinos (vidriosos), la fluidez viscosa es la principal causa de la
deformación plástica, y también es muy lenta. Aun así, es omitido en muchas
aplicaciones de materiales cerámicos.
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23.  COMPORTAMIENTO REFRACTORIO
Algunos materiales cerámicos pueden soportar temperaturas extremadamente altas
sin perder su solidez. Son los denominados materiales refractarios. Generalmente
tienen baja conductividad térmica por lo que son empleados como aislantes. Por
ejemplo, partes de loscohetes espaciales son construidos de azulejos cerámicos que
protegen la nave de las altas temperaturas causadas durante la entrada a la atmósfera.
Por lo general los materiales cerámicos presentan un buen comportamiento a alta
temperatura mientras que pueden sufrir roturas por choque térmico a temperaturas
inferiores.
 Termofluencia
 Choque térmico
CONDUCTIVIDAD
Los mecanismos de conductividad difieren entre los tres estados de la materia. Por
ejemplo en los sólidos los átomos como tal no son libres de moverse y la
conductividad se debe a los electrones. En los metales existen electrones cuasi-libres
que se pueden mover muy libremente por todo el volumen, en cambio en los aislantes,
muchos de ellos son sólidos iónicos, apenas existen electrones libres y por esa razón
son muy malos conductores.
las determinaciones de la conductividad reciben el nombre de determinaciones
conductométricas y tienen muchas aplicaciones como, por ejemplo:
En la electrólisis, ya que el consumo de energía eléctrica en este proceso depende en
gran medida de ella.
En los estudios de laboratorio para determinar el contenido de sal de varias
soluciones durante la evaporación del agua (por ejemplo en el agua de calderas o en la
producción de leche condensada).
En el estudio de las basicidades de los ácidos, puesto que pueden ser determinadas
por mediciones de la conductividad.
Para determinar las solubilidades de electrólitos escasamente solubles y para hallar
concentraciones de electrólitos en soluciones por titulación.
La base de las determinaciones de la solubilidad es que las soluciones saturadas de
electrólitos escasamente solubles pueden ser consideradas como infinitamente
diluidas. Midiendo la conductividad específica de semejante solución y calculando la
conductividad equivalente según ella, se halla la concentración del electrólito, es decir,
su solubilidad.
COMPORTAMIENTO ELECTRICO
Una de las áreas de mayores progresos con la cerámica es su aplicación a situaciones
eléctricas, donde pueden desplegar un sorprendente conjunto de propiedades.
 Aislamiento eléctrico y su comportamiento
La mayoría de los materiales cerámicos no son conductores de cargas móviles, por lo
que no son conductores de electricidad. Esto se debe a que los enlaces iónico y
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24. covalente restringen la movilidad iónica y electrónica, es decir, son buenos aislantes
eléctricos. Cuando son combinados con fuerza, permite usarlos en la generación de
energía y transmisión
Las líneas de alta tensión son generalmente sostenidas por torres de transmisión que
contienen discos de porcelana, los cuales son lo suficientemente aislantes como para
resistir rayos y tienen la resistencia mecánica apropiada como para sostener los
cables.
Una sub-categoría del comportamiento aislante es el dieléctrico. Un material
dieléctrico mantiene el campo magnético a través de él, sin inducir pérdida de energía.
Esto es muy importante en la construcción de condensadores eléctricos.
 Superconductividad
Bajo ciertas condiciones, tales como temperaturas extremadamente bajas, algunas
cerámicas muestran superconductividad. La razón exacta de este fenómeno no es
conocida, aunque se diferencian dos conjuntos de cerámica superconductora.
CONDUCTIVIDAD ELECTRICA
La conductividad eléctrica es la capacidad de un cuerpo o medio para conducir la
corriente eléctrica, es decir, para permitir el paso a través de él de partículas cargadas,
bien sean los electrones, los transportadores de carga en conductores metálicos o
semimetálicos, o iones, los que transportan la carga en disoluciones de electrolitos.
Los mecanismos de conductividad difieren entre los tres estados de la materia. Por
ejemplo en los sólidos los átomos como tal no son libres de moverse y la
conductividad se debe a los electrones. En los metales existen electrones cuasi-libres
que se pueden mover muy libremente por todo el volumen, en cambio en los aislantes,
muchos de ellos son sólidos iónicos, apenas existen electrones libres y por esa razón
son muy malos conductores
CONDUCTIVIDAD TERMICA
La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la
capacidad de conducción de calor. En otras palabras la conductividad térmica es
también la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus
moléculas a otras moléculas adyacentes o a substancias con las que está en contacto.
En el Sistema Internacional de Unidades la conductividad térmica se mide enW/(K·m).
También se lo expresa en J/(s·°C·m)
CONDUCTIVIDAD TERMICA EN LOS MATERIALES
Es una propiedad de los materiales que valora la capacidad de transmitir el calor a
través de ellos. Es elevada en metales y en general en cuerpos continuos, es baja
en polímeros, y muy baja en algunos materiales especiales como la fibra de vidrio, que
se denominan por ello aislantes térmicos. Para que exista conducción térmica hace
falta una sustancia, de ahí que es nula en el vacíoideal, y muy baja en ambientes donde
se ha practicado un vacío bajo.
En algunos procesos industriales se busca maximizar la conducción de calor, bien
utilizando materiales de alta conductividad, bien configuraciones con una gran área de
contacto, o ambas cosas. Ejemplos de esto son los disipadores y los intercambiadores
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25. de calor. En otros casos el efecto buscado es justo el contrario, y se desea minimizar el
efecto de la conducción, para lo que se emplean materiales de baja conductividad
térmica, vacíos intermedios (ver termo), y se disponen en configuraciones con poco
área de contacto.
La transferencia de la energía de colisión entre el nitrógeno y el dióxido de carbono
induce una excitación vibratoria del dióxido de carbono con la suficiente energía para
impulsar la inversión de población deseada para el funcionamiento del láser
generando la conductividad térmica.
 TEMA
Materiales compuestos
En ciencia de materiales reciben el nombre de materiales compuestos aquellos
materiales que se forman por la unión de dos materiales para conseguir la
combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales.
Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de
rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión,
dureza o conductividad [1]. Los materiales compuestos que cumplen las siguientes
características:
 Están formados de 2 o más componentes distinguibles físicamente y separables
mecánicamente.
 Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles
entre sí y separadas por una interfase.
 Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las propiedades
de sus componentes (sinergia).
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26. No pertenecen a los materiales compuestos aquellos materiales polifásicos, como las
aleaciones metálicas,
En las que mediante un tratamiento térmico se cambian la composición de las fases
presentes
Estructura:Aunque existe una gran variedad de materiales compuestos, en todos se
pueden distinguir las siguientes partes:
Agente reforzante: es una fase de carácter discreto y su geometría es
fundamental a la hora de definir las propiedades mecánicas del material.
Fase matriz o simplemente matriz: tiene carácter continuo y es la responsable
de las propiedades físicas y químicas. Transmite los esfuerzos al agente
reforzante. También lo protege y da cohesión al material.
Definición
Se entiende por materiales compuestos aquellos formados por dos o más
materiales distintos sin que se produzca reacción química entre ellos.
En todo material compuesto se distinguen dos componentes:
la MATRIZ, componente que se presenta en fase continua, actuando como
ligante
el REFUERZO, en fase discontinua, que es el elemento resistente.
Ejemplos sencillos y conocidos por todos de materiales compuestos son el hormigón y
los neumáticos. Aquí, sin embargo, nos centraremos en el estudio de los llamados
MATERIALES COMPUESTOS AVANZADOS, que son los que se utilizan para la
fabricación de elementos estructurales.
Clasificación
Dureza
La dureza de los materiales compuestos se incrementa con la cantidad de precipitados
de esta fase, la cual esta en función del contenido de cobre en el aluminio como se
muestra en la Tabla I. La dureza máxima obtenida fue con la composición ´on eutéctica
(Al-33Cu wt. %), obteniendo una dureza Vickers de 392, mientras que los compuestos
con aluminio puro alcanzaron una dureza de 225Hv. Para los compuestos AlMgx/TiC
la dureza máxima obtenida fue de 340 la cual corresponde a los compuestos Al-
20Mg/TiC. Los compuestos Mg/TiC presentaron la menor dureza con solamente
187Hv. La fracción volumétrica de la fase refuerzo en todos los compuestos fue la
misma (56 %), por lo tanto los cambios
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27. TABLA I. Dureza y modulo de elasticidad de los materiales compuestos en función del
contenido de Cu y Mg en el aluminio.
Compuesto Dureza (Vicker’s) Modulo de elasticidad
(GPa)
Al-1Mg/TiC 262.2 170.5
Al-4Mg/TiC 285.3 164.3
Al-8Mg/TiC 315.1 160.0
Al-20Mg/TiC 340.0 150.5
Al-1Cu/TiC 257.0 172.1
Al-4Cu/TiC 263.5 174.3
Al-8Cu/TiC 291.6 187.0
Al-20Cu/Ti C 354.5 194.5
Al-33Cu/TiC 392.5 179.8
Al/TiC 225 170
Mg/TiC 187 130
del valor de dureza son función de la composición de la matriz. De forma similar en la
Tabla I se muestra el efecto de los elementos aislantes en el modulo de elasticidad de
los materiales compuestos. El modulo de elasticidad de los materiales compuestos
AlMgx/TiC decrece ligeramente con el incremento del Mg en el aluminio, lo cual esta
de acuerdo con los resultados reportados en la literatura [12]. Ası el modulo de
elasticidad de los compuestos Al/TiC decrece con la adición del Mg desde 170 GPa
hasta 130 GPa, correspondiente a los compuestos Mg/TiC. Por el contrario, el modulo
de elasticidad de los compuestos AlCux/TiC se incrementa con el contenido de Cu
hasta alcanzar un máximo de 195 GPa para los compuestos Al-20Cu/TiC para
despu´es decrecer ligeramente
en la composición eutéctica .También se llev´o a cabo la estimaci´on del modulo de
elasticidad por medio de la ecuación de Halpin Tsai [13,14], la cual predice el modulo
de elasticidad de manera aproximada para los compuestos reforzados con partículas.
Los resultados de esta estimación se muestran en la Fig. 5.
Debido a que el modulo de elasticidad de los compuestos de matriz metálica es una
propiedad que depende principalmente de la cantidad de refuerzo, la cual fue
constante, por lo tanto el cambio de esta propiedad fue mínimo con la composición
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28. de la matriz.
TENSION
Uno de los efectos a que esta sometido es la concentración de tensiones y esta es
generada por una discontinuidad en el material, las discontinuidades pueden tener
muchas formas sin embargo las más comunes son circulares o elípticas así que la
concentración de tensiones para materiales compuestos depende de varios factores.
Entre los principales factores se encuentra:
El tipo de material que se esta utilizando
• Isotropito
• Anisotrópico
La forma geométrica de la discontinuidad
• Circular
• Elíptica
• Irregular
El esfuerzo a que este sometido el material
• Tensión
• Compresión
• Corte
• Momento flector
La concentración de tensiones es la discontinuidad en la distribución de tensiones que
se produce en la sección de una pieza en la que tiene lugar alguna discontinuidad
geométrica o de la carga aplicada, tal como un taladro, un cambio de sección, una
carga concentrada, etc.
En los puntos de la sección cercanos a la discontinuidad los modelos simplificados de
Resistencia de Materiales no son válidos para el cálculo exacto del valor real de la
tensión en dicho puntos. La tensión máxima real en las proximidades del
concentrador se puede calcular como el producto de la teórica, calculada con el
modelo simplificado, multiplicada por un cierto factor, denominado factor teórico de
concentración de tensiones (Kt), denominado teórico por el hecho de que sólo
depende de la configuración geométrica y no del material.
COMPRECION
El moldeo por compresión es un proceso de conformado de piezas en el que el
material, generalmente un polímero, es introducido en un molde abierto al que luego
se le aplica presión para que el material adopte la forma del molde y calor para que el
material reticule y adopte definitivamente la forma deseada.
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29. En algunos casos la reticulación es acelerada añadiendo reactivos químicos, por
ejemplo peróxidos. Se habla entonces de moldeo por compresión con reacción química.
También se utiliza este proceso con materiales compuestos, por ejemplo plásticos
reforzados con fibra de vidrio. En este caso el material no reticula sino que adopta una
forma fija gracias a la orientación imprimida a las fibras durante la compresión.
El moldeo por compresión se utiliza en forma común para procesar compuesto de
madera y plástico, obteniendo un material económico y durable que generalmente se
usa en techos, pisos y perfiles en diseño de jardines. El moldeo por compresión es el
método menos utilizado en obtención de piezas
Moldeo por compresión
El moldeo por compresión es el método más difundido para la producción de
compuestos de madera y plástico, múltiples piezas automotrices internas (piezas que
no están expuestas a la vista tanto en interiores como exteriores del automóvil) son
hechas de este compuesto y moldeadas por compresión, en esta técnica son utilizadas
comúnmente fibras naturales (como jute o henequén) además de la harina de madera
Un polímero no es más que una sustancia formada por una cantidad finita de
macromoléculas que le confieren un alto peso molecular que es una característica
representativa de esta familia de compuestos orgánicos. Posteriormente
observaremos las reacciones que dan lugar a esta serie de sustancias, no dejando de
lado que las reacciones que se llevan a cabo en la polimerización son aquellas que son
fundamentales para la obtención de cualquier compuesto orgánico. El almidón, la
celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales, entre los más comunes
de estos y entre los polímeros sintéticos encontramos el nailon, el polietileno y la
baquelita.
 TEMA
SEMICONDUCTORES
Son relativamente invisibles pero su impacto social es del mismo orden, la electrónica
de estado sólido esta revolucionado a la misma tecnología, un grupo relativamente
pequeño de elementos y compuestos tienen una propiedad eléctrica importante, la
semiconduccion, en la cual ni son buenos conductores eléctricos ni son buenos
aisladores eléctricos. En vez de ello, su capacidad de conducción de electricidad es
intermedia.
El sistema de clasificación eléctrica nos conduce a una quinta categoría de materiales,
técnicos los semiconductores que por lo general, no se ajustan en cualquiera de los
cuatro tipos de materiales estructurados basados en el lanzamiento atómico.
Hay tres elementos semiconductores que forman la columna IVA y son una especie de
frontera entre los elementos no metálicos y metálicos. El si el ge y el Sn se usan mucho
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30. como semiconductores elementales, son ejemplos excelentes de esta clase de
materiales.
El control preciso de pureza química permite controlar exactamente sus propiedades
electrónicas. A medida que se han desarrollado técnicas para producir variaciones de
pureza química en pequeñas zonas, se han pedido producir variaciones de pureza
química en pequeñas zonas, se han podido producir complicados circuitos
electrónicos en su superficie seccionalmente diminutos, estos microcircuitos son base
de la revolución actual de la tecnología.
Unos ejemplos de los compuestos semiconductores.
Arsenio de galio que se emplea como rectificador para altas temperaturas, y material
de cristales de laser.
Sur furo de cadmió que se emplea como material de costo relativamente bajo en las
celdas solares, para convertir la energía solar en energía eléctrica útil.
Estos diversos compuestos presentan semejanzas con los compuestos cerámicos que
al agregarle las impurezas adecuadas, algunas de las cerámicas presentan
comportamientos semiconductores.
Algunas de las propiedades eléctricas principales d los semiconductores son:
*Movilidad del electrón,
*densidad del electrón de conducción a temperatura ambiente.
*la fragilidad es lo opuesto a la dureza, los materiales frágiles se fracturan por golpes,
pero pueden resistir presiones constantes. Esta propiedad es algunas veces llamada
fragilidad en frio o en caliente. Dependiendo de las condiciones, un material frágil a
temperatura normal se dice que es quebradizo.
Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante
dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético,
la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se
encuentre. Los elementos químicos semiconductores de la tabla periódica se indican
en la tabla adjunta.
Electrones en
Elemento Grupo
la última capa
Cd 12 2 e-
Al, Ga, B, In 13 3 e-
Si, C, Ge 14 4 e-
P, As, Sb 15 5 e-
Se, Te, (S) 16 6 e-
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31. Tipos de semiconductores
Semiconductores intrínsecos
Es un cristal de silicio o Germanio que forma una
estructura tetraédrica similar a la del carbono mediante
enlaces covalentes entre sus átomos, en la figura
representados en el plano por simplicidad. Cuando el
cristal se encuentra a temperatura ambiente algunos
electrones pueden absorber la energía necesaria para
saltar a la banda de conducción dejando el
correspondiente hueco en la banda de valencia (1). Las
energías requeridas, a temperatura ambiente, son de 0,7
eV y 0,3 eV para el silicio y el germanio respectivamente.
Obviamente el proceso inverso también se produce, de modo que los electrones
pueden caer, desde el estado energético correspondiente a la banda de conducción, a
un hueco en la banda de valencia liberando energía. A este fenómeno se le denomina
recombinación. Sucede que, a una determinada temperatura, las velocidades de
creación de pares e-h, y de recombinación se igualan, de modo que la concentración
global de electrones y huecos permanece invariable. Siendo "n" la concentración de
electrones (cargas negativas) y "p" la concentración de huecos (cargas positivas), se
cumple que:
ni = n = p
siendo ni la concentración intrínseca del semiconductor, función exclusiva de la
temperatura. Si se somete el cristal a una diferencia de potencial se producen dos
corrientes eléctricas. Por un lado la debida al movimiento de los electrones libres de la
banda de conducción, y por otro, la debida al desplazamiento de los electrones en la
banda de valencia, que tenderán a saltar a los huecos próximos (2), originando una
corriente de huecos con 4 capas ideales y en la dirección contraria al campo eléctrico
cuya velocidad y magnitud es muy inferior a la de la banda de conducción.
Semiconductores extrínsecos
Si a un semiconductor intrínseco, como el anterior, se le añade un pequeño porcentaje
de impurezas, es decir, elementos trivalentes o pentavalentes, el semiconductor se
denomina extrínseco, y se dice que está dopado. Evidentemente, las impurezas
deberán formar parte de la estructura cristalina sustituyendo al correspondiente
átomo de silicio. Hoy en dia se han logrado añadir impurezas de una parte por cada 10
millones, logrando con ello una modificación del material.
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32. Semiconductor tipo N
Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado añadiendo
un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de
portadores de carga libres (en este caso negativos o electrones).
Cuando se añade el material dopante aporta sus electrones más débilmente
vinculados a los átomos del semiconductor. Este tipo de agente dopante es también
conocido como material donante ya que da algunos de sus electrones.
El propósito del dopaje tipo n es el de producir abundancia de electrones portadores
en el material. Para ayudar a entender cómo se produce el dopaje tipo n considérese el
caso del silicio (Si). Los átomos del silicio tienen una valencia atómica de cuatro, por lo
que se forma un enlace covalente con cada uno de los átomos de silicio adyacentes. Si
un átomo con cinco electrones de valencia, tales como los del grupo 15 de la tabla
periódica (ej. fósforo (P), arsénico (As) o antimonio (Sb)), se incorpora a la red
cristalina en el lugar de un átomo de silicio, entonces ese átomo tendrá cuatro enlaces
covalentes y un electrón no enlazado. Este electrón extra da como resultado la
formación de "electrones libres", el número de electrones en el material supera
ampliamente el número de huecos, en ese caso los electrones son los portadores
mayoritarios y los huecos son los portadores minoritarios. A causa de que los átomos
con cinco electrones de valencia tienen un electrón extra que "dar", son llamados
átomos donadores. Nótese que cada electrón libre en el semiconductor nunca está
lejos de un ion dopante positivo inmóvil, y el material dopado tipo N generalmente
tiene una carga eléctrica neta final de cero.
Semiconductor tipo P
Un Semiconductor tipo P se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado, añadiendo
un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de
portadores de carga libres (en este caso positivos o huecos).
Cuando se añade el material dopante libera los electrones más débilmente vinculados
de los átomos del semiconductor. Este agente dopante es también conocido como
material aceptor y los átomos del semiconductor que han perdido un electrón son
conocidos como huecos.
El propósito del dopaje tipo P es el de crear abundancia de huecos. En el caso del
silicio, un átomo tetravalente (típicamente del grupo 14 de la tabla periódica) se le
une un átomo con tres electrones de valencia, tales como los del grupo 13 de la tabla
periódica (ej. Al, Ga, B, In), y se incorpora a la red cristalina en el lugar de un átomo de
silicio, entonces ese átomo tendrá tres enlaces covalentes y un hueco producido que
se encontrara en condición de aceptar un electrón libre.
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33. UNIDAD 2
PRUEBAS DESTRUCTIVAS
El propósito de la segunda unidad de la asignatura de pruebas destructivas de
los Materiales es identificar y conocer los tipos de pruebas destructivas a los
materiales mediante la ejecución de ensayos de acuerdo a la normatividad vigente
para verificar el cumplimiento de las especificaciones de la probeta.
OBJETIVO Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE
Identificar los conceptos de un ensayo de tensión y compresión.
Identificar las normas ISO, ASTM y UL que aplican a estos ensayos.
Identificar los tipos de ensayo de dureza:
- ROCKWELL
- BRINEL
- VICKERS
Describir el método de ensayo de impacto.
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34.  TEMA
ENSAYO DE TENCIÒN Y COMPRESIÒN
El ensayo de compresión es un ensayo técnico para determinar la resistencia de un
material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría de los casos
se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarse
sobre cualquier material.
 Se suele usar en materiales frágiles.
 La resistencia en compresión de todos los materiales siempre es mayor o igual
que en tracción.
Se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresión en una
máquina universal.
Los terminos ensayo de tension y ensayo de comprension se usan normalmente a la
hora de hablar de ensayos en los cuales una probeta preparada es sometida a una
carga monoaxial gradualmente creciente (estatica ) hasta que ocurre la falla. En un
ensayo de tensión simple, la operacion se realiza sujetando los extremos opuestos de
la pieza de material y separandolos. En un ensayo de comprension, se logra
sometiendo una pieza de material a una carga en los extremos que produce una accion
aplastante. En un ensayo de tension, la probeta se alarga en una direccion paralela a la
carga aplicada; en un ensayo de comprension, la pieza se acorta. Dentro de los limites
de la practicabilidad , la resultante de la carga se hace coincidiendo con el eje
longitudinal de la probeta.
Exceptuando algunas piezas de ensayo arbitrariamente formadas, las probetas son
cilindricas o prismaticas en su forma y de seccion transversal constante a lo largo del
tramo dentro del cual las mediciones se toman. Las probetas en comprension quedan
limitadas a una longitud tal que el flambeo debido a la accion columnar no constituya
un factor.
Los ensayos estaticos de tension y de comprension son los mas realizados, ademas de
ser los mas simples de todos los ensayos mecanicos. Estos ensayos implican la
normalizacion de las probetas con respecto a tamano, forma y metodo de preparacion
y la de los procedimientos de ensayo. El ensayo de tension es el apropiado para uso
general en el caso de la mayoria de los metales y aleaciones no ferrosos, fundidos,
laminados o forjados; para los materiales quebradizos ( mortero, concreto, ladrillo,
ceramica, etc) cuya resistencia a la tension es baja, en comparacion con la resistencia a
la comprension, el ensayo de comprension es mas significativo y de mayor aplicacion.
Requerimientos para probetas de tension: Aunque ciertos requerimientos
fundamentales pueden establecerse y ciertas formas de probeta se acostumbran usar
para tipos particulares de ensayos, las probetas para ensayos de tension se hacen en
una variedad de formas. La seccion transversal de la probeta es redonda, cuadrada o
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35. rectangular. Para los metales, si una pieza de suficiente grueso puede obtenerse de tal
manera que pueda ser facilmente maquinada, se usa comunmente una probeta
redonda; para laminas y placas en almacenamiento se emplea una probeta plana. La
porcion central del tramo es usualmente (no siempre), de seccion menor que los
extremos para provocar que la falla ocurra en una seccion donde los esfuerzos no
resulten afectados por los dispositivos de sujecion. La nomenclatura tipica para las
probetas de tension se puede ver en el siguiente dibujo; el tramo de calibracion es el
tramo marcado sobre el cual se toman las mediciones de alargamiento o
extensometro.
La forma de los extremos debe ser adecuada al material, y tal, que ajuste debidamente
en el dispositivo de sujecion a emplear. Los extremos de las probetas redondas
pueden ser simples, cabeceados, o roscados. La relacion entre el diametro o ancho del
extremo y el diametro o ancho de la seccion reducida, es determinada en gran parte
por la costumbre, aunque para los materiales quebradizos es importante tener los
extremos suficientemente grandes para evitar la falla debida a la combinacion del
esfuerzo axial y los esfuerzos debidos a la accion de las mordazas. Una probeta debe
ser simetrica con respecto a un eje longitudinal a toda su longitud, para evitar la
flexion durante la aplicacion de la carga; en el siguiente dibujo se puede ver los
defectos comunes en la preparacion de probetas planas.
Dispositivos de montaje: La funcion de este dispositivo consiste en transmitir la carga
desde los puentes de la maquina de ensaye hasta la probeta. El requerimiento esencial
de este, es que la carga sea transmitida axialmente a la probeta; esto implica que los
centros de accion de las mordazas esten alineados al principio y durante el progreso
del ensayo, y que no se introduzca ninguna flexion o torsion por la accion de las
mordazas. Ademas el dispositivo debe estar adecuadamente disenado para soportar
las cargas y no debe aflojarse durante un ensayo.
Realizacion de ensayos
Si han de tomarse mediciones de alargamiento, el tramo de la calibracion es marcado
o trazado. Sobre probetas de metal ductil de tamano ordinario, esto se hace con un
punzon de centros; pero sobre laminas delgadas, o material quebradizo, deben usarse
rayas finas. En cualquier caso, las marcas deben ser muy ligeras para no danar el
metal, influyendo asi en la ruptura. Cuando se debe realizar mucho trabajo, se usa
ocasionalmente una perforadora con punzon doble o multiple.
Antes de usar una maquina de ensaye por primera vez, el operador debe
familiarizarse con la maquina; antes de poner una probeta en una maquina debe
comprobarse que el dispositivo de carga de la maquina de la inclinacion de carga 0 y
se hagan los ajustes si fuese necesario.
Cuando se coloca una probeta en una maquina, el dispositivo de sujecion debe
revisarse para cerciorarse de que funcione debidamente. La velocidad del ensaye no
debe ser mayor que aquella de la cual las lecturas de carga y otras pueden tomarse
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36. con el grado de exactitud deseado; los metodos para especificar las velocidades de
ensaye varian.
No hay datos disponibles en que basar cualquier regla simple para transferir las
velocidades del puente a la velocidad de aplicacion de carga, aunque un factor o
“modulo” de transferencia para una maquina particular de ensaye puede
determinarse experimentalmente. Mas de un 50% de los laboratorios involucrados en
una practica realizada, usaban velocidades de carga dentro de los limites de 10 a 70
kips/ plg2 por minuto (abreviatura de kilopound, kilolibra; su equivalente en espanol
es klb, 1000 libras ). Algunos usaban velocidades de carga hasta 1000 kips/ plg2 por
minuto para el acero; una maxima velocidad de carga de 100 kips/plg2 por minuto ha
sido sugerida para determinaciones del punto de cadencia de los materiales metalicos.
Despues de que la probeta ha fallado, se le retira de la maquina de ensaye, y si se
requieren valores de alargamiento, los extremos rotos de una probeta se juntan y se
mide la distancia entre los puntos de referencia con una escala o un separados hasta el
0,01 plg mas cercano. El diametro de la seccion mas pequena se puede calibrar
preferiblemente con un separador micrometrico equipado con un huso puntiagudo y
un yunque o tas, para determinar la duracion del area.
El ensayo a la traccion. Ordinariamente las maquinas de ensayo a traccion estan
provistas de un dispositivo que traza automaticamente el diagrama de ensayo
representando la relacion entre la capa P y la extension ¥ä de la muestra. Este
diagrama indica importantes caracteristicas del material; el acero con alto contenido
de carbono es relativamente quebradizo y este sigue la ley de Hooke hasta un valor
elevado de tension y luego se fractura con un pequeno alargamiento. El punto de
fluencia es una caracteristica muy importante para el acero estructural; a la tension
del punto de fluencia, la muestra se alarga una magnitud considerable sin aumento de
carga. Durante la extension de una muestra de acero despues de rebasado el punto de
fluencia, el material se endurece y la tension necesaria para le extension de la barra
aumenta.
Normalización de Materiales
Para hablar de la normatividad de los ensayos se tiene que es una norma, a
continuación se explica.
La normalización es una actividad universal encaminada a establecer soluciones
técnicas repetitivas; esta actividad consiste en la elaboración, difusión y aplicación de
normas.
Ofrece a la sociedad importantes beneficios, al facilitar la adaptabilidad de los
productos, procesos y servicios a los fines a los que se destinan, protegiendo la salud y
el medio ambiente.
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37. ¿Qué es una norma?
Las normas son documentos técnicos con las siguientes características:
Contienen especificaciones técnicas de aplicación.
Son elaborados por consenso de las partes interesadas:
Fabricantes
Administraciones
Agentes Sociales, etc.
Están basados en los resultados de la experiencia y el desarrollo tecnológico.
Son aprobados por un organismo nacional, regional o internacional de normalización
reconocido.
Las normas ofrecen un lenguaje común de comunicación entre las empresas, el
gobierno y los usuarios y consumidores, establecen un equilibrio socioeconómico
entre los distintos agentes que participan en las transacciones comerciales, base de
cualquier economía de mercado, y son un patrón necesario de confianza entre cliente
y proveedor.
Ventajas de la Normalización
Para los fabricantes:
Reglamenta variedades y tipos de productos.
Disminuye el volumen de existencias en almacén y los costos de producción.
Mejora la gestión y el diseño.
Agiliza el tratamiento de los pedidos.
La comercialización de los productos y su exportación.
Simplifica la gestión de compras.
Para los consumidores:
*Establece niveles de calidad y seguridad de los productos y servicios.
*Informa de las características del producto.
*Facilita la comparación entre diferentes ofertas.
Para el gobierno:
Simplifica la elaboración de textos legales.
políticas de calidad, medioambientales y de seguridad.
Ayuda al desarrollo económico.
Agiliza el comercio.
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38. ¿Qué se normaliza?
El campo de actividad de las normas es tan amplio como la propia diversidad de
productos o servicios, incluidos sus procesos de elaboración.
Así, se normalizan los Materiales (plásticos, acero, papel, etc.), los Elementos y
Productos (tornillos, televisores, herramientas, tuberías, etc.), las Máquinas y
Conjuntos(motores, ascensores, electrodomésticos, etc.), Métodos de Ensayo, Temas
Generales medio ambiente, calidad del agua, reglas de seguridad, estadística, unidades
de medida, etc.), Gestión y Aseguramiento de la Calidad, Gestión Medioambiental
(gestión,auditoria, análisis del ciclo de vida, etc.), Gestión de prevención de riesgos en
el trabajo (gestión y auditoria), etc.
Clases de normas
Los documentos normativos pueden ser de diferentes tipos dependiendo del
organismo que los haya elaborado.
En la clasificación tradicional de normas se distingue entre:
Normas nacionales son elaboradas, sometidas a un período de información. Pública y
sancionadas por un organismo reconocido legalmente para desarrollar actividades de
normalización en un ámbito nacional. Normas regionales son elaboradas en el marco
de un organismo de normalización regional, normalmente de ámbito continental, que
agrupa a un determinado número de Organismos Nacionales de Normalizaciones. En
América tenemos: COPANT (Comisión Panamericano de Normas Técnicas), la AMN
(Asociación MERCOSUR de Normalización), en Europa el CEN (Comité Europeo de
Normalización), CENELEC (Comité Europeo de Normalización Electrotécnica).
Normas internacionales tienen características similares a las normas regionales
en cuanto a su elaboración.
¿Qué es una norma IRAM?
Una norma IRAM (Instituto Argentino de Normalización) es una especificación técnica
de aplicación repetitiva o continuada cuya observancia es voluntaria, establecida con
participación e todas las partes interesadas, para la Republica Argentina.
Clasificación de los Metales Ferrosos
En la Argentina el encargado de ordenar y clasificar los metales y aleaciones es el Instituto
Argentino de Normalización (IRAM). Según la norma IRAM-IAS/v500-600.
Los aceros se establecen según su correspondiente composición química (al carbono y
aleados para construcciones mecánicas). La designación de los aceros según su
composición química se realiza para los aceros al carbón y aleados con la palabra
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39. "IRAM" seguida de un numero de cuatro cifras y para algunos aceros aleados, de un
numero de cinco cifras. Las dos primeras cifras indican el tipo de acero.
Las dos últimas para el numero de cuatro cifras y las tres cifras para el numero de cinco
cifras marcan el valor medio aproximado de los limites de contenido de carbono
expresado en centésimas por ciento.
Las letras B o L intercaladas luego de las dos primeras cifras indican el contenido de
Boro o Plomo respectivamente.
La norma IRAM emplea, a tal fin, números compuestos de cuatro o cinco cifras, según
los casos, cuyo ordenamiento caracteriza o individualiza un determinado acero.
El significado de dicho ordenamiento es el siguiente:
Primera cifra1 caracteriza a los aceros alcarbono
Primera cifra2 caracteriza a los aceros alníquel
Primera cifra3 caracteriza a los aceros alcromo-ní quel
Primera cifra4 caracteriza a los aceros alm olibdeno
Primera cifra5 caracteriza a los aceros alc rom o
Primera cifra6 caracteriza a los aceros alcromo-va nadio
Primera cifra7 caracteriza a los aceros altungsteno
Primera cifra9 caracteriza a los aceros alsili cio- manganeso
Aclaramos que, si bien la primera cifra (elemento que le da su nombre a la aleación
deacero) y las dos últimas (tenor de carbono) cumplen casi rigurosamente con lo
indicado precedentemente, no ocurre lo mismo con la intermedia (segunda y tercera
sison cinco), debido a que por necesidad o conveniencia se las elige, algunas veces, en
forma arbitraria y de manera que el número completo defina perfectamente a un tipo
de acero.
En la clasificación IRAM se han determinado a los metales de mayor uso; es por ello
que los aceros al carbono sólo tienen designación convencional para aquellos de hasta
1 % y los cuaternarios (Cr-Ni, Cr-Mo, etc.) y complejos (Cr-Ni-Mo, etc.) no responden
en sus números, a los vistos, como se verifica en la tabla y ejemplos
siguientes. Escuela Politécnica Gral. Manuel Belgrano
CLASIFICACIÓN IRAM. Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos:
Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5 kg/dm³,
Ligeros: su densidad esta comprendida entre 2 y 5 kg/dm³.
Ultraligeros: su densidad es menor de 2 kg/dm³.
CLASIFICACIÓN IRAM
Al Carbono Comunes o no aleados
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40. 10xx 0,45 % Ni; 0,4 % Cr; 0,12 %Mo
Corte rápido 94xx
11xx 0,55 % Ni; 0,17 % Cr; 0,2 %Mo
97xx
Manganeso 1 % Ni; 0,8 % Cr; 0,25 %Mo
1,75 % Mn 98xx
13xx
Cromo
Cromo-Níquel Bajo Cr: 0,27 y 0,65 % Cr
1,25 % Ni; 0,65-0,80 % Cr 50xx
31xx Bajo Cr: 0,8; 0,95 ó 1,05 % Cr
3,5 % Ni; 1,55 % Cr 51xx
33xx Bajo Cr: 0,5 % Cr
Resistentes al calor y a la corrosión 501xx
303xx Mediano Cr: 1 % Cr
511xx
Molibdeno Alto Cr: 1,45 % Cr
0,25 % Mo 521xx
40xx Resistente al calor y a la corrosión
514xx
Cromo-Molibdeno 515xx
0,5-0,95 % Cr; 0,20-0,25 % Mo
41xx Cromo-Vanadio
0,95 % Cr; 0,15 % mín V
Níquel-Molibdeno 61xx
1,55-1,8 % Ni; 0,2-0,25 % Mo
46xx Silicio-Manganeso
3,5 % Ni; 0,25 % Mo 1,4 y 2 % Si; 0,65 y 0,85 % Mn
48xx 92xx
Aceros fundidos
Níquel-Cromo-Molibdeno Resistentes a la corrosión
1,8 % Ni; 0,5-0,8 % Cr; 0,25 %Mo 60xxx
43xx Resistentes al calor
0,55 % Ni; 0,5 % Cr; 0,2 %Mo 70xxx
86xx Al carbono con bajo % de aleación
0,55 % Ni; 0,5 % Cr; 0,25 %Mo 0x0
87xx 00xx
3,25 % Ni; 1,2 % Cr; 0,12 %Mo Alta resistencia mecánica
93xx 0
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41. NORMAS ISO
La Organización Internacional para la Estandarización, ISO por sus siglas en inglés
(International Organization for Standardization), es una federación mundial que
agrupa a representantes de cada uno de los organismos nacionales de estandarización
(como lo es el IRAM en la Argentina), y que tiene como objeto desarrollar estándares
internacionales que faciliten el comercio internacional.
Cuando las organizaciones tienen una forma objetiva de evaluar la calidad de los
procesos de un proveedor, el riesgo de hacer negocios con dicho proveedor se reduce
en gran medida, y si los estándares de calidad son los mismos para todo el mundo, el
comercio entre empresas de diferentes países puede potenciarse en forma
significativa – y de hecho, así ha ocurrido –.
Durante las últimas décadas, organizaciones de todos los lugares del mundo se han
estado preocupando cada vez más en satisfacer eficazmente las necesidades de sus
clientes, pero las empresas no contaban, en general, con literatura sobre calidad que
les indicara de qué forma, exactamente, podían alcanzar y mantener la calidad de sus
productos y servicios.
De forma paralela, las tendencias crecientes del comercio entre naciones reforzaba la
necesidad de contar con estándares universales de la calidad. Sin embargo, no existía
una referencia estandarizada para que las organizaciones de todo el mundo pudieran
demostrar sus prácticas de calidad o mejorar sus procesos de fabricación o de
servicio.
Teniendo como base diferentes antecedentes sobre normas de estandarización que se
fueron desarrollando principalmente en Gran Bretaña, la ISO creó y publicó en 1987
sus primeros estándares de dirección de la calidad: los estándares de calidad de la
serie ISO 9000.
Con base en Ginebra, Suiza, esta organización ha sido desde entonces la encargada de
desarrollar y publicar estándares voluntarios de calidad, facilitando así la
coordinación y unificación de normas internacionales e incorporando la idea de que
las prácticas pueden estandarizarse tanto para beneficiar a los productores como a los
compradores de bienes y servicios. Particularmente, los estándares ISO 9000 han
jugado y juegan un importante papel al promover un único estándar de calidad a nivel
mundial.

42. LA FAMILIA ISO
Las series de normas ISO relacionadas con la calidad constituyen lo que se denomina
familia de normas, las que abarcan distintos aspectos relacionados con la calidad:
ISO 9000: Sistemas de Gestión de Calidad
Fundamentos, vocabulario, requisitos, elementos del sistema de calidad, calidad en
diseño, fabricación, inspección, instalación, venta, servicio post venta, directrices para
la mejora del desempeño.
ISO 10000: Guías para implementar Sistemas de Gestión de Calidad/ Reportes
Técnicos Guía para planes de calidad, para la gestión de proyectos, para la
documentación de los SGC, para la gestión de efectos económicos de la calidad, para
aplicación de técnicas estadísticas en las Normas ISO 9000. Requisitos de
aseguramiento de la calidad para equipamiento de medición, aseguramiento de la
medición.
ISO 14000: Sistemas de Gestión Ambiental de las Organizaciones.
Principios ambientales, etiquetado ambiental, ciclo de vida del producto, programas
de revisión ambiental, auditorías.
ISO 19011: Directrices para la Auditoría de los SGC y/o Ambiental
El proceso de certificación
Cada Organismo Miembro de la ISO acredita a los Organismos de Certificación para
que realicen auditorías y emitan una recomendación; una vez emitida, el Organismo
Miembro aprueba el registro para que el Organismo Certificador emita el certificado
ISO. (Los certificados no los emite ISO sino el Organismo Certificador o de Registro).
En la Argentina existen más de 20 organizaciones que emiten certificados ISO, pero el
80% del mercado está repartido entre 4 de ellas: BVQI, DNV, IRAM y TUV
Rheinland.La empresa que requiere la certificación presenta una solicitud o registro a
un Organismo de Certificación/Registro (IRAM, Bureau Veritas, TUV, SGS, etc.), en
donde generalmente se aportan datos de la empresa tales como: tamaño de la
compañía, cantidad y localización de sus instalaciones, productos, Cuáles de éstos se
incorporarán al registro, quienes serán las personas de contacto para la ISO en la
empresa y cómo se documentan y respaldan los procedimientos de acuerdo a los
estándares de la Norma.
El siguiente paso es una evaluación preliminar por parte de los auditores del
organismo contratado, evaluación que puede dar lugar a sugerencias por parte de
éstos para tomar acciones correctivas. Superada esta instancia, se realiza una
auditoría completa, de donde surgen las recomendaciones que los auditores elevan al
organismo de acreditación. Si una empresa no es aprobada, existen mecanismos para
apelar la decisión.

43. Alcance y vigencia de las certificaciones
Las certificaciones se otorgan por un período de tres años; durante ese tiempo se
deben llevar a cabo auditorías de vigilancia, a cargo del organismo certificador; las
mismas se realizan cada 6, 9 o 12 meses, de acuerdo al tamaño y complejidad de la
organización. Cumplido ese lapso, la empresa decidirá la conveniencia de una re-
certificación.
Costos
Inicialmente, el desarrollo e implementación de un SGC cuesta dinero, pero el costo
bien se ve superado por las ganancias en eficiencia, productividad, rentabilidad,
satisfacción del cliente y aumento de la presencia en diferentes mercados.
Los costos de una certificación varían de acuerdo al tamaño de la organización, la
complejidad de sus procesos y la dispersión geográfica de sus operaciones, entre otras
variables. A los costos de la certificación deben agregarse los gastos previos de
preparación y puesta a punto.
Normalmente, el límite de proporcionalidad no suele determinarse ya que carece de
interés para los cálculos. Tampoco se calcula el Módulo de Young, ya que éste es
característico del material; así, todos los aceros tienen el mismo módulo de elasticidad
aunque sus resistencias puedan ser muy diferentes.
Calibración de sensores de fuerza y de par ISO 376 ISO 7500 EN 12390 ASTM E 74
Como la relación entre la fuerza aplicada a un dinamómetro o desde un torquímetro
no se puede determinar con precisión mediante el cálculo, es necesario realizar una
calibración, que consiste en establecer la relación precisa entre la fuerza (o el par)
aplicada al dinamómetro (sensor de par) - magnitud de entrada - y la señal eléctrica
que produce - magnitud de salida. Concretamente, la operación consiste en aplicar al
dinamómetro fuerzas conocidas con precisión y obtener los valores proporcionados
por el equipo electrónico asociado al sensor.
Esta operación se realiza generalmente aplicando el protocolo definido por la norma
internacional ISO 376. Esta norma conduce a una clasificación del dinamómetro según
criterios de precisión. El resultado de la calibración de un dinamómetro conduce a la
definición de un polinomio matemático de grado 2 ó 3, que permite calcular el valor
de la fuerza aplicada al dinamómetro a partir de la indicación suministrada por el
equipo electrónico. La fórmula que permite calcular la incertidumbre de este valor de
fuerza también forma parte de la calibración.
Los procedimientos de calibración utilizados son, preferiblemente, los reconocidos en
el contexto de acreditación de los laboratorios de calibración según la norma ISO
17025 (SMB, COFRAC, DKD, UKAS…).

44. Otra aplicación de los dinamómetros está relacionada con las máquinas de ensayos
utilizadas para caracterizar la resistencia de materiales o productos. Este dominio está
cubierto en gran parte por normas como la norma internacional ISO 7500-1, relativa a
los ensayos estáticos uniaxiales de los materiales metálicos, o la norma europea EN
12390 parte 4, relativa al hormigón endurecido
La norma internacional ISO 6789 presenta un procedimiento de calibración para las
llaves dinamométricas.
Dos documentos elaborados por la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) y
disponibles en su sitio de Internet constituyen las referencias en Metrología:
1. El "Vocabulario internacional de Metrología – Conceptos fundamentales y
generales y términos asociados (VIM)" está disponible en la dirección
www.bipm.org/fr/publications/guides/vim.html
Este documento también está disponible en ISO con la referencia "Guía
ISO/CEI 99:2007"
2. La "Guía para expresar la incertidumbre de medición (GUM)" está disponible en
la dirección www.bipm.org/fr/publications/guides/gum.html
ISO 7500 : Calibración de las máquinas de ensayos
Entre otras aplicaciones, los dinamómetros se utilizan para verificar las máquinas de
ensayos destinadas a determinar la resistencia de materiales o productos. Estas
máquinas deben satisfacer criterios normalizados, en particular en relación con las
fuerzas aplicadas.
El sector de los materiales metálicos está cubierto por las normas internacionales ISO
7500-1 e ISO 7500-2. La norma ISO 7500-1 describe la verificación y la calibración
del sistema de medición de fuerza de las máquinas de ensayos estáticos uniaxiales en
tracción/compresión de materiales metálicos. Esta verificación se efectúa mediante
dinamómetros de tracción y/o de compresión, previamente calibrados y clasificados
según la norma ISO 376.
La norma ISO 7500-2 describe la verificación de la fuerza aplicada por las máquinas
de ensayos de fluencia uniaxial en tracción de los materiales metálicos. Esta
verificación se efectúa mediante dinamómetros de tracción, previamente calibrados y
clasificados según la norma ISO 376.
Aunque las normas ISO 7500-1 y 2 se han definido para los materiales metálicos, su
utilización se extiende a menudo a otros tipos de materiales para los que no existe
ninguna norma específica.