El documento describe diferentes tipos de materiales de construcción, incluyendo sus propiedades, clasificaciones y normas. Explica que los metales son buenos conductores del calor y la electricidad que pueden clasificarse como ferrosos u no ferrosos. También cubre aleaciones metálicas, aleaciones de aluminio, y métodos para seleccionar materiales apropiados basados en sus propiedades y requisitos de servicio.

1. MATERIALES DE CONSTRUCCION PARA EQUIPO
CARACTERÍSTICAS Y COMPOSICIÓN DE LOS METALES
La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un solape entre la
banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico). Esto le
da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la capacidad de
reflejar la luz, lo que le da su peculiar brillo. Metal se usa para denominar a los elementos
químicos caracterizados por ser buenos conductoresdel calor y la electricidad, poseen alta
densidad y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio); sus sales forman iones
electropositivos (cationes) en disolución.
Tienen un lustre brillante; diversos colores, pero casi todos son plateados.
Los sólidos son maleables y dúctiles.
Buenos conductores del calor y la electricidad.
Casi todos los óxidos metálicos son sólidos iónicos básicos.
Tienden a formar cationes en solución acuosa.
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Los metales poseen ciertas propiedades físicas características, entre ellas son conductores de la
electricidad. La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos;
el bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece
más de un color; este fenómeno se denomina policromismo.
Otras propiedades serían:
 Maleabilidad: capacidad de los metales de hacerse láminas al ser sometidos a esfuerzos de
compresión.
 Ductilidad: propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos al ser sometidos a
esfuerzos de tracción.
 Tenacidad: resistencia que presentan los metales al romperse o al recibir fuerzas bruscas
(golpes, etc.)
 Resistencia mecánica: capacidad para resistir esfuerzo de tracción, compresión, torsión y
flexión sin deformarse ni romperse.

Suelen ser opacos o de brillo metálico, tienen alta densidad, son dúctiles y maleables, tienen un
punto de fusión alto, son duros, y son buenos conductores (calor y electricidad).
Los metales son elementos químicos caracterizados por las siguientes propiedades:
 Poseen una estructura interna común.
 Son sólidos a temperaturas normales, excepto el mercurio y el galio
 Tienen una alta densidad

2.  Tienen elevada conductividad térmica y eléctrica.
 Tienen considerable resistencia mecánica.
 Suelen ser maleables.
 Se pueden fundir, conformar y reciclar.
CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES
Se clasifican en metales ferrosos y metales no ferrosos:
Los metales ferrosos o férricos:
Son los derivados de Hierro. El Hierro es muy abundante en la naturaleza (forma parte del núcleo
de la corteza terrestre) y es el metal más utilizado. Estos a su vez los podemos clasificar en aceros
y fundiciones.
Aceros:
Aleación de Hierro y Carbono, en la que el Carbono se encuentra presente en un porcentaje
inferior al 2,1%.
Fundición:
se llama fundición a aquellas aleaciones de Hierro y Carbono, en la que el porcentaje de Carbono
se encuentra entre el 2,1% y el 6,67%.
Los metales no ferrosos:
son aquellos metales en los que su porcentaje de Hierro es muy bajo, generalmente menos del
1%, y se pueden clasificar en metales pesados y metales ligeros.
NORMAS AISI PARA ACEROS
Clasificación de los aceros inoxidables según Norma AISI.
Los aceros inoxidables según su estructura cristalina se clasifican en:
 Aceros Martensíticos
 Aceros Ferríticos
 Aceros Austeníticos
 Aceros Austenoferríticos
La norma AISI (American Iron and Steel Institute ) utiliza un esquema general para realizar la
especificación de los aceros mediante 4 números:
AISI ZYXX
Además de los números anteriores, las especificaciones AISI pueden incluir un prefijo mediante
letras para indicar el proceso de manufactura. Decir que las especificaciones SAE emplean las
mismas designaciones numéricas que las AISI, pero eliminando todos los prefijos literales.
El significado de los anteriores campos de numeración es la siguiente:
XX indica el tanto por ciento (%) en contenido de carbono (C) multiplicado por 100;

3. Y indica, para el caso de aceros de aleación simple, el porcentaje aproximado del elemento
predominante de aleación;
Z indica el tipo de acero (o aleación). Los valores que puede adoptar Z son los siguientes:
Z=1: si se trata de aceros al Carbono (corriente u ordinario);
Z=2: si se trata de aceros al Níquel;
Z=3: para aceros al Níquel-Cromo;
Z=4: para aceros al Molibdeno, Cr-Mo, Ni-Mo, Ni-Cr-Mo;
Z=5: para aceros al Cromo;
Z=6: si se trata de aceros al Cromo-Vanadio;
Z=7: si se trata de aceros Al Tungsteno-Cromo;
Z=8: para aceros al Ni-Cr-Mo.
Distintos tipos de aceros y su contenido aproximado de elementos principales de aleación, según
AISI:

4. ALEACIONES METALICAS
Las aleaciones metálicas están formadas por un agregado cristalino de dos o más metales o de
metales con metaloides.
Las aleaciones se obtienen fundiendo los diversos metales en un mismo crisol y dejando luego
solidificar la solución líquida formando una estructura granular cristalina apreciable a simple
vista o con el microscopio óptico.
Propiedades

5. Las aleaciones presentan brillo metálico y alta conductibilidad eléctrica y térmica, aunque
usualmente menor que los metales puros.
Las propiedades de las aleaciones dependen de su composición y del tamaño, forma y
distribución de sus fases o micro constituyentes. La adición de un componente aunque sea en
muy pequeñas proporciones, incluso menos de 1% pueden modificar intensamente las
propiedades de dicha aleación
Las propiedades físicas y químicas son, en general, similares a la de los metales, sin embargo las
propiedades mecánicas tales como dureza, ductilidad, tenacidad etc. pueden ser muy diferentes a
las que pueden tener los componentes de forma aislada
Las aleaciones no tienen una temperatura de fusión única, dependiendo de la concentración, cada
metal puro funde a una temperatura, coexistiendo simultáneamente la fase líquida y fase sólida.
Hay ciertas concentraciones específicas de cada aleación para las cuales la temperatura de fusión
se unifica. Esa concentración y la aleación obtenida reciben el nombre de eutéctica, y presenta un
punto de fusión más bajo que los puntos de fusión de los componentes
CLASIFICACIONES
Mezclas sólidas
En estas aleaciones se pueden observar al microscopio las partículas correspondientes a cada
uno de los metales, lo que demuestra que cada celda cristalina está formada por los iones de un
solo metal. Esto sucede con las aleaciones de plomo y estaño, antimonio y plomo,etc.
Disoluciones sólidas
Son disoluciones líquidas de dos o más metales que al solidificarse forman una mezcla
homogénea o disolución sólida y los iones de uno de los metales se encuentran distribuidos en la
red cristalina del otro. Por ejemplo, el sistema plata-oro.
Compuestos intermetálicos
Son aquellos en los que los átomos de los diferentes metales están en una proporción
determinada formando verdaderos compuestos químicos. Por ejemplo, la aleación de magnesio-
plomo, el latón, la cementita, etc.
ALEACIONES DE ALUMINIO FORJADO CON TRATAMIENTO TÉRMICO
Las aleaciones de aluminio forjado con tratamiento térmico pueden reforzarse mediante
tratamiento térmico en un proceso de precipitación.

6. Hay tres grupos principales de aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento térmico:
 Aleaciones 2xxx: El principal aleante de este grupo de aleaciones es el cobre (Cu), Esta
aleación se utiliza especialmente para la fabricación de estructuras de aviones.
 Aleaciones 6xxx: Los principales elementos aleantes de este grupo son magnesio y silicio.
Es utilizada para perfiles y estructuras en general.
 Aleaciones 7xxx: Los principales aleantes de este grupo de aleaciones son zinc, magnesio y
cobre. Se utiliza para fabricar estructuras de aviones.
Algunas aleaciones pueden reforzarse mediante tratamiento térmico en un proceso de
precipitación. El nivel de tratamiento térmico de unaaleación se representa mediante la letra T
seguida de un número por ejemplo T5. Hay tres grupos principales de este tipo de aleaciones.
ALEACIONES DE ALUMINIO FORJADO SIN TRATAMIENTO TÉRMICO
Las aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento térmico solamente pueden ser trabajadas en
frío para aumentar su resistencia.
Dentro de las aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento térmico hay tres grupos principales
de estas aleaciones según la norma AISI-SAE:
 Aleaciones 1xxx: Son aleaciones de aluminio técnicamente puro, al 99,9%, siendo sus
principales impurezas el hierro y el silicio como elemento aleante. Se utilizan
principalmente para utensilios de cocina, foil, lámina y fleje.
 Aleaciones 3xxx: El elemento aleante principal de este grupo es el manganeso (Mn), el cual
tiene como objetivo reforzar al aluminio. Buena trabajabilidad, utilizado en utensilios de
cocina y envases.
 Aleaciones 5xxx: En este grupo de aleaciones es el magnesio es el principal componente
aleante. Utilizado en utensilios de cocina, construcción de camiones y aplicaciones
marinas.

7. ALEACIONES DE AL SEGÚN LA NORMA AISI-SAE
Hay tres grupos principales de estas aleaciones según la norma AISI-SAE que son los siguientes:
 Aleaciones 1xxx. Son aleaciones de aluminio técnicamente puro, al 99,9% siendo sus
principales impurezas el hierro y el silicio como elemento aleante. Se les aporta un 0.1%
de cobre para aumentar su resistencia. Tienen una resistencia aproximada de 90 MPa. Se
utilizan principalmente para trabajos de laminados en frío.
 Aleaciones 3 xxx. El elemento aleante principal de este grupo de aleaciones es el
manganeso (Mn) que está presente en un 1,2% y tiene como objetivo reforzar al aluminio.
Tienen una resistencia aproximada de 16 ksi (110MPa) en condiciones de recocido. Se
utilizan en componentes que exijan buena maquinabilidad.
 Aleaciones 5xxx. En este grupo de aleaciones es el magnesio es el principal componente
aleante su aporte varía del 2 al 5%. Esta aleación se utiliza cuando para conseguir
reforzamiento en solución sólida. Tiene una resistencia aproximada de 28 ksi (193MPa)
en condiciones de recocido.
DIAGRAMAS Y TABLAS DE SELECCIÓN DE MATERIALES
METODO DE SELECCIÓN DE MATERIALES
SELECCIÓN DE MATERIALES
El servicio y uso, es el último criterio en la elección de los materiales. Mediante ensayos se puede
predecir o garantizar el desempeño de los materiales en condiciones de servicio. Los problemas
de calidad del material, del diseño, y del uso se interrelacionan. Las consideraciones involucradas
en la selección de los materiales, teniendo en cuenta aspectos relacionados con problemas de
diseño y fabricación son:

8.  Clases de materiales disponibles.
 Propiedades de los materiales.
 Requisitos de servicio.
 Economía relativa de los materiales.
 Métodos de preparación o fabricación de los materiales, y la influencia de los procesos
sobre sus propiedades.
 Métodos de especificación.
 g Métodos de ensayo e inspección.
MÉTODO TRADICIONAL
Con este método, el ingeniero de materiales escoge el material que cree más adecuado, con base
en la experiencia de partes que tiene un funcionamiento similar y que han mostrado buenos
resultados. Este método es también conocido como materiales de ingeniería de partes similares
[4]. El método mantiene buena aceptación debido a lo siguiente: El ingeniero se siente seguro con
un material usado y ensayado – En algunos casos esto contribuye a la estandarización del stock –
Las características de proceso del acero son bien conocidas – La disponibilidad del acero está
asegurada – Generalmente en un gran porcentaje de partes se usan aceros baratos, sin
tratamiento térmico, evitando pérdida de tiempo en ensayos y procesos. Sin embargo, el uso de
este método, en ocasiones conduce a serios problemas, ya que no se hace un estudio real del
ambiente de trabajo del componente o equipo, el cual puede ser decisivo a la hora de escoger el
material.
MÉTODO GRÁFICO
Este método se apoya en graficas (conocidas como mapas de materiales), en las que se relacionan
por pares ciertas propiedades de los materiales. El método fue diseñado exclusivamente para ser
utilizado durante la etapa conceptual de la selección de materiales. En estos mapas se puede
hacer una aproximación del material más adecuado (perteneciente a una determinada familia de
materiales), con base en la relación de las propiedades más importantes que debe poseer el
componente.

9. DIAGRAMA ASHBY
Según esta metodología, existe un parámetro de rendimientoP que puede permitir la
optimización del proceso de diseño de un componente dado. Dicho parámetro o índice de
rendimiento depende de la forma del componente, de la función y las exigencias físicas alas
cuales se encuentre sometido y del material del cual se encuentre constituido.