1. Ing. Jorge Fredy Llano
M

2. Ing. Fredy Llano M 2

3. Ing. Fredy Llano M 3

4. La selección de materiales (SM). Trata de una actividad que involucra una
gama de conocimientos técnicos, cuya amplitud difícilmente es cobijada por
un solo tipo de profesional; por ser el punto focal de una serie de
especialidades tecnológicas que van desde el diseño hasta el análisis de
desempeño en campo. En otras palabras, interdisciplinaridad e interactividad
son particularmente exigidas en la SM, de la cual la selección del proceso
y el diseño del producto también hacen parte, integrando así ingenieros de
producción, de materiales y mecánicos, entre otros.
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5. Criterios de selección de materiales...
Los procedimientos de selección de materiales obedecen a diversos
criterios. Se enlistan los más conocidos:
• Conocimiento de variables de operación
•Consideraciones dimensionales
• Consideraciones de forma
• Consideraciones de peso
• Consideraciones de resistencia mecánica
• Resistencia al desgaste
• Facilidad de fabricación
• Requisitos de durabilidad
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6. Criterios de selección de materiales
• Número de unidades
• Disponibilidad del material
• Costo
• Existencia de especificaciones y códigos
• Viabilidad de reciclado
• Valor del desecho
• Grado de normalización
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7. Causas de fallas determinadas en varias investigaciones
Origen %
Selección incorrecta de materiales 38
Defectos de fabricación 15
Tratamiento térmico incorrecto 15
Fallas de diseño 11
Condiciones imprevistas de operación 8
Control inadecuado de las condiciones de trabajo 6
Inapropiada inspección o control de calidad 3
Cambio equivocado de materiales 2
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8. Mecanismos causantes de fallas en plantas industriales
Mecanismo %
Corrosión 29
Fatiga 25
Fractura frágil 16
Sobrecargas 11
Corrosión a alta temperatura 7
Corrosión bajo tensión/fatiga combinada con 6
corrosión/fragilización por hidrógeno
Fluencia 3
Desgaste-abrasión y erosión- 3
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9. EL análisis de fallas es una de las mas importantes técnicas para
mantener y asegurar la integridad y la seguridad de productos e
instalaciones industriales. Los resultados de las investigaciones de
causas/mecanismos de fallas contribuyen para:
• Prevención de fallas en equipamientos / productos
• Mejoramiento y modificaciones del diseño
• Mejor entendimiento del diseño, de los materiales, de las técnicas de
fabricación y de los métodos de inspección.
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10. Naturaleza interactiva de la factibilidad de un producto o
componente
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11. Materiales
• Acero aleado alta resistencia
• Aluminio 7074
• Titanio
• PRFC
Criterio 1
Resistencia a la tensión [Mpa]
Material Acero Aluminio Titanio PRFC
Resistencia 1000 500 800 700
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12. Criterio 2
IM. Relación resistencia /peso
Material Acero Aluminio Titanio PRFC
Resistencia 133 185 170 390
/peso
Criterio 3
IM. Costo/kg
Material Acero Aluminio Titanio PRFC
Costo/kg 0.75 3 15 20
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13. Ing. Fredy Llano M 13

14. • No se pueden seleccionar los materiales con base en una
sola propiedad.
• Suelen existir múltiples soluciones correctas de un
problema de selección de materiales. Por esto es preciso
investigar varias soluciones alternas antes de llegar a la
solución definitiva.
• Los materiales que se seleccionen deben funcionar juntos
como un sistema sin degradar las propiedades de los demás
materiales.
• Existen software que ayudan a realizar la selección
adecuada de materiales.
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15. Se requiere fabricar una estructura metálica soldada para
soportar un motor de combustión:
Criterios para la selección del material:
• Presentar buena soldabilidad
• Resistir esfuerzos de fatiga y térmicos
• Presentar resistencia la corrosión
• Presentar bajo costo de mantenimiento
• Presentar bajo costo de fabricación
• Utilizar perfiles estructurales estandarizados
• Emplear materiales de bajo costo y de fácil disponibilidad
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16. Estas exigencias pueden clasificarse en tres grandes
grupos:
• Científico-tecnológicas: rendimiento, fiabilidad y
conservación.
• Económicas: costo del material, cantidad, proceso.
• Socio-ecológica: costos asociados a la protección del medio
ambiente o a la prevención de riegos, de todo tipo,
inherentes al material.
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17. Ejemplo 1:Tanque de combustible de un auto de fórmula 1
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18. Ejemplo 2: material más adecuado para fabricar un cilindro para gas, que
resista una presión de 14 Mpa.
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19. Paginas web de interés
www.matweb.com: materiales en general
www.ides.com: plásticos
www.campusplastics.com: plásticos
www.grantadesing.com: selección de materiales
www.azom.com: general
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