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UNIVERSIDAD POPULAR AUTÓNOMA
DE VERACRUZ
UNIVERSIDAD POPULAR AUTÓNOMA
DE VERACRUZ
Ing. Silvia Yolanda Vázquez Islas
Catedrático

Conocerá la estructura de
los materiales que se utilizan
dentro de la industria, para
determinar y optimizar su
uso y reciclaje.
OBJETIVO

TEMAS Y SUBTEMAS

1.1. Extracción de los materiales
1.2. Composición de los materiales
1.3. Clasificación de los materiales
1.3.1. Metales y aleaciones
1.3.2. Cerámicas, vidrios y vitrocerámicos
1.3.3. Semiconductores
1.3.4. Polímeros
1.3.5. Materiales compuestos
1.3. Tabla Periódica
UNIDAD I
LOS
MATERIALES
MATERIALES Y SU APLICACIÓN
MATERIALES Y SU APLICACIÓN
MATERIALES Y SU APLICACIÓN
MATERIALES Y SU APLICACIÓN
MATERIALES Y SU APLICACIÓN
1.1. Extracción de los materiales
Las industrias
de procesos
primarios o de
materias
primas buscan
sus insumos
directamente
en la
naturaleza.
La fuente de recursos naturales: yacimientos,
bosques, pozos de petróleo, extensiones agrícolas.
Por ese motivo la detección de la fuente de recursos
naturales será el primer paso a realizar; en algunos
casos la tarea es sencilla ya que los yacimientos o
los cultivos están a la vista.
En otros casos es más compleja porque los
recursos naturales se encuentran bajo tierra.
Posteriormente se realiza la explotación según el
procedimiento de recolección o de excavación y
perforación.

1.1. Extracción de los materiales
DEL IMPUESTO SOBRE LA EXTRACCION DE MATERIALES DEL SUELO Y
SUBSUELO ARTICULO 13.- Es objeto de este impuesto es la extracción del suelo
y subsuelo de materiales que constituyan depósitos de agua natural a los
componentes de los terrenos, tales como: rocas, piedras, sustrato o capa fértil.
1.1. Extracción de los materiales
1.1. Extracción de los materiales
1.1. Extracción de los materiales
1.1.Extracción de los materiales
1.1. Extracción de los materiales
1.2. Composición de los materiales
Están
constituidos
de
substancias
químicas, ya
sean
orgánicas o
inorgánicas.
Hay
infinidad de
substancias,
metal,
plástico,
madera,
minerales,
cerámicas
etc.
Y la
composición
de los
materiales
va a
depender
del material
del que
estemos
hablando.
Carbohidratos
Celulosa Hemicelulosa
Lignina Extractivo
MADERA
Depende de que material pero todos los materiales
tienen ya sea mezclas, aleaciones o compuestos los
cuales son formados por elementos químicos .
1.2. Composición de los materiales
LA QUÍMICA ES UN ÁREA MUY IMPORTANTE PARA LOS INGENIEROS
Una mezcla es una combinación entre
dos o mas sustancias en la cual las
sustancias conservan sus propiedades
características.
MATERIALES Y SU APLICACIÓN
MATERIALES Y SU APLICACIÓN
MATERIALES Y SU APLICACIÓN

Depende de que material pero todos los materiales
tienen ya sea mezclas, aleaciones o compuestos los
cuales son formados por elementos químicos .
1.2. Composición de los materiales
LA QUÍMICA ES UN ÁREA MUY IMPORTANTE PARA LOS INGENIEROS
Una aleación es una mezcla homogénea,
de propiedades metálicas, que está
compuesta de dos o más elementos, de los
cuales, al menos uno es un metal.

Depende de que material pero todos los materiales
tienen ya sea mezclas, aleaciones o compuestos los
cuales son formados por elementos químicos .
1.2. Composición de los materiales
LA QUÍMICA ES UN ÁREA MUY IMPORTANTE PARA LOS INGENIEROS
En química, un compuesto es una sustancia
formada por la unión de dos o más elementos de la
tabla periódica.
Una característica esencial es que tiene una
fórmula química.
Por ejemplo, el agua es un compuesto formado por
hidrógeno y oxígeno en la razón de 2 a 1 (en número de
átomos): .

Asi si descompusieras un material
por ejemplo un lápiz veras que hay
madera pero dentro de la madera
(compuesto natural) hay celulosa,
hemicelulosa, lignina etc. que a su
vez tienen carbono hidrogeno
oxigeno...si reduces todo en esta
vida llegas a moléculas o átomos de
elementos químicos)
1.2. Composición de los materiales
LA QUÍMICA ES UN ÁREA MUY IMPORTANTE PARA LOS INGENIEROS

 La porcelana se obtiene a partir de una pasta muy
elaborada compuesta por caolín, feldespato y cuarzo
 El grupo de metales ferrosos está compuesto
principalmente de hierro.
 También pueden contener pequeñas cantidades de otros
metales o otros elementos añadidos como el carbono,
manganeso, níquel, cromo, silicio, titanio, tungsteno, etc,
para darles las propiedades requeridas.
1.2. Composición de los materiales

 Los no ferrosos metales que no contienen nada de
hierro como componente. Los metales puros más
comunes son: Aluminio, cobre, plomo, zinc, estaño,
plata y oro.
 Aleaciones: Una aleación es un metal nuevo que está
formado mezclando 2 o más metales y algunas veces
otros elementos juntamente.
1.2. Composición de los materiales

 Los plásticos están formados por moléculas gigantes
(macromoléculas).
 Estas moléculas se forman por reacciones en las que
se unen muchas unidades de otras moléculas
pequeñas (monómeros ) formando largas cadenas
(polímeros.).
 Estar reacciones se llaman de polimerización.
1.2. Composición de los materiales

 El vidrio es un material inorgánico duro, frágil,
transparente y amorfo que se encuentra en la
naturaleza aunque también puede ser producido por
el hombre. El vidrio artificial se usa para hacer
ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de
productos. El vidrio es un tipo de material cerámico
amorfo.

 El vidrio se obtiene a unos 1.500 °C de arena de sílice
(SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza
(CaCO3).
1.2. Composición de los materiales
MATERIALES Y SU APLICACIÓN
MATERIALES Y SU APLICACIÓN

Los materiales se clasifican generalmente en 5 grupos que
son:
 Metales.
 Polímeros.
 Cerámicos.
 Semiconductores y
 Compuestos.
Esta clasificación es muy importante por que ayuda a
generalizar y facilita la comprensión de ellos ya que se
clasifican ya sea por sus propiedades o estructura
1.3. Clasificación de los Materiales
MATERIALES Y SU APLICACIÓN

Suelen definirse como unos
materiales sólidos que no son
metales ni polímeros, aunque
pueden contener en sus
estructuras elementos metálicos o
poliméricos.
1.3. Clasificación de los Materiales

Sus estructuras pueden oscilar entre: Vidrios, cristales
monolíticos, conglomerados de cristales y
combinaciones vítreo-cristalinas.
Sus propiedades son muy variadas ; existen materiales
cerámicos blandos como el yeso o el talco y otros muy
duros como el cuarzo, carborundo.
1.3. Clasificación de los Materiales

Las propiedades de los materiales cerámicos derivan de
su estructura.
Los enlaces que existen entre los átomos son mixtos:
iónicos y covalentes.
Las cargas iónicas mantienen unidos los átomos del
material y los enlaces covalentes, con su componente
direccional, restringen el movimiento de los átomos.
1.3. Clasificación de los Materiales

En los materiales cerámicos los átomos se disponen en
agrupaciones llamadas celdas unitarias, que se repiten
periódicamente a través del material, formando cristales.
Aunque algunas veces por la forma en que se han obtenido
no se logra una ordenación perfecta y aparece una estructura
vítrea.
Otras veces la estructura del material es mixta cristal- vítrea
1.3. Clasificación de los Materiales
1.4. Tabla Periódica

Tarea. Técnicas de separación
 Técnicas de separación de mezclas.
 Entre las distintas técnicas que se emplean para
separar mezclas tenemos:
 PROCEDIMIENTOS FISICOS
 PROCEDIMIENTOS MECÁNICOS

Tarea. Técnicas de separación

Tarea. Técnicas de separación
 Procedimientos físicos
 Destilación: consiste en separar dos líquidos con
diferentes puntos de ebullición por medio del
calentamiento y posterior condensación de las
sustancias.
 El proceso de la destilación consta de dos fases: la
primera en la cual el líquido pasa a vapor, y la
segunda en la cual el vapor se condensa y pasa
nuevamente a líquido.

Tarea. Técnicas de separación
 Procedimientos físicos
 Destilación: consiste en separar dos líquidos con
diferentes puntos de ebullición por medio del
calentamiento y posterior condensación de las
sustancias.
 El proceso de la destilación consta de dos fases: la
primera en la cual el líquido pasa a vapor, y la
segunda en la cual el vapor se condensa y pasa
nuevamente a líquido.
MATERIALES Y SU APLICACIÓN

 Evaporación: consiste en separar los componentes de una
mezcla de un sólido disuelto en un líquido.
 La evaporación se realiza en recipientes de poco fondo y
mucha superficie, tales como cápsulas de porcelana,
cristalizadores.

 Cristalización: consiste en purificar una sustancia sólida;
esto se realiza disolviendo el sólido en un disolvente
caliente en el cual los contaminantes no sean solubles;
luego se filtra en caliente para eliminar las impurezas y
después se deja enfriar el líquido lentamente hasta que se
formen los cristales.
 Cromatografía: Es la técnica que se utiliza para
separar los componentes de una mezcla según las
diferentes velocidades con que se mueven al ser
arrastradas por un disolvente a través de un medio
poroso que sirve de soporte a la mezcla, y sobre la
base de las cantidades relativas de cada soluto,
distribuidos entre un fluido que se mueve, llamado
la fase móvil y una fase estacionaria adyacente.
A fase móvil puede ser un
líquido, un gas o un fluido
supercrítico, mientras que
la fase estacionaria puede
ser un líquido o un sólido
según las diferentes
velocidades con que se
mueven al ser arrastradas
por un disolvente a través
de un medio poroso que
sirve de soporte a la
mezcla. Se conocen varias
formas:
MATERIALES Y SU APLICACIÓN
MATERIALES Y SU APLICACIÓN

Filtración: consiste en separar los componentes de una
mezcla de dos fases: sólida y líquida, utilizando una
membrana permeable llamada medio filtrante, a través de la
cual se hace pasar la mezcla; la fase líquida pasa a través de
la membrana y la fase sólida queda retenida en ella

 Tamizado: consiste en separar una mezcla de materiales sólidos
de tamaños diferentes, por ejemplo granos de caraota y arena
empleando un tamiz (colador). Los granos de arena pasan a
través del tamiz y los granos de caraota quedan retenidos.

 Imantación: consiste en separar
con un imán los componentes
de una mezcla de un material
magnético y otro que no lo es.
 La separación se hace pasando
el imán a través de la mezcla
para que el material magnético
se adhiera a él: por ejemplo:
separar las limaduras de hierro
que se hallen mezcladas con
azufre en polvo, para lo cual
basta con mantener con un imán
el componente magnético al
fondo e inclinar el recipiente
que contiene ambos materiales,
para que se pueda recoger el
líquido en otro recipiente.

 Centrifugación: consiste en la separación de materiales
de diferentes densidades que componen una mezcla. Para
esto se coloca la mezcla dentro de un aparato llamado
centrífuga, la cual tienen un movimiento de rotación
constante y rápido, lo cual hace que las partículas de
mayor densidad vayan al fondo y las más livianas queden
en la parte superior.

 Decantación: se utiliza para separar dos líquidos con diferentes
densidades o una mezcla constituida por un sólido insoluble en un
líquido.
 Si tenemos una mezcla de sólido y un líquido que no disuelve
dicho sólido, se deja reposar la mezcla y el sólido va al fondo del
recipiente. Si se trata de dos líquidos se coloca la mezcla en un
embudo de decantación, se deja reposar y el líquido más denso
queda en la parte inferior del embudo.


2.1. Propiedades mecánicas
2.2. Propiedades térmicas
2.3. Aleaciones
2.4. Tratamientos térmicos
UNIDAD II

 Las propiedades mecánicas de los
materiales se refieren a la capacidad de
los mismos de resistir acciones de
cargas o fuerzas.
 Podemos decir que las propiedades
mecánicas se clasifican en:
2.1. Propiedades Mecánicas

 Por acción:
 Estáticas: las cargas o fuerzas actúan
constantemente o creciendo poco a poco.
 Dinámicas: las cargas o fuerzas actúan
momentáneamente, tienen carácter de
choque.
 Cíclicas o de signo variable: las cargas varían
por valor, por sentido o por ambos
simultáneamente.
2.1. Propiedades Mecánicas

 Las propiedades mecánicas principales
son: dureza, resistencia, elasticidad,
plasticidad y resiliencia, aunque
también podrían considerarse entre
estas a la fatiga y la fluencia.
2.1. Propiedades Mecánicas

 Cohesión: Resistencia de los átomos a
separarse unos de otros.
 Plasticidad: Capacidad de un material a
deformarse ante la acción de una carga,
permaneciendo la deformación al retirarse la
misma. Es decir es una deformación
permanente e irreversible.
2.1. Propiedades Mecánicas

 Dureza: es la resistencia de un cuerpo
a ser rayado por otro. Opuesta a duro
es blando. El diamante es duro porque
es difícil de rayar. Es la capacidad de
oponer resistencia a la deformación
superficial por uno mas duro.
2.1. Propiedades Mecánicas

 Resistencia: se refiere a la propiedad
que presentan los materiales para
soportar las diversas fuerzas. Es la
oposición al cambio de forma y a la
separación, es decir a la destrucción por
acción de fuerzas o cargas.
2.1. Propiedades Mecánicas

 Ductilidad: se refiere a la propiedad que
presentan los materiales de deformarse sin
romperse obteniendo hilos.
 Maleabilidad: se refiere a la propiedad que
presentan los materiales de deformarse sin
romperse obteniendo láminas.
2.1. Propiedades Mecánicas

Elasticidad: se refiere a la propiedad que
presentan los materiales de volver a su
estado inicial cuando se aplica una fuerza
sobre él. La deformación recibida ante la
acción de una fuerza o carga no es
permanente, volviendo el material a su forma
original al retirarse la carga.
2.1. Propiedades Mecánicas

 Higroscopicidad:se refiere a la propiedad de
absorber o exhalar el agua
 Hendibilidad:es la propiedad de partirse en el
sentido de las fibras o láminas (si tiene).
 Resiliencia: es la capacidad de oponer
resistencia a la destrucción por carga dinámica.
2.1. Propiedades Mecánicas

 Materiales conductores o aislantes térmicos.
Las propiedades térmicas determinan el
comportamiento de los materiales frente al
calor.
 Conductividad térmica: es la propiedad de los
materiales de transmitir el calor,
produciéndose, lógicamente una sensación de
frío al tocarlos. Un material puede ser buen
conductor térmico o malo.
2.2. Propiedades Térmicas

 Fusibilidad: facilidad con que un material puede
fundirse.
 Soldabilidad: facilidad de un material para poder
soldarse consigo mismo o con otro material.
Lógicamente los materiales con buena fusibilidad
suelen tener buena soldabilidad.
 Punto de fusión.
2.2. Propiedades Térmicas

 Una aleación es una mezcla homogénea, de
propiedades metálicas, que está compuesta de dos o
más elementos, de los cuales, al menos uno es un
metal.1
 Las aleaciones están constituidas por elementos
metálicos: Fe (hierro), Al (aluminio), Cu (cobre), Pb
(plomo). Pueden tener algunos elementos no
metálicos, como: P, C, Si, S, As. Para su fabricación se
mezclan llevándolos a temperaturas tales que sus
componentes se fundan.
2.3. Aleaciones

 Las aleaciones presentan brillo metálico y alta
conductividad eléctrica y térmica, aunque usualmente
menor que los metales puros.
 Las propiedades físicas y químicas son, en general,
similares a la de los metales, sin embargo las
propiedades mecánicas tales como dureza, ductilidad,
tenacidad y otras pueden ser muy diferentes, de ahí el
interés que despiertan estos materiales.
2.3. Aleaciones

 Históricamente, la mayoría de las aleaciones se
preparaban mezclando los materiales fundidos. Más
recientemente, la pulvimetalurgia ha alcanzado gran
importancia en la preparación de aleaciones con
características especiales.
 En este proceso, se preparan las aleaciones mezclando
los materiales secos en polvo, prensándolos a alta
presión y calentándolos después a temperaturas justo
por debajo de sus puntos de fusión
2.3. Aleaciones

 Los productos hechos en serie pueden prepararse por
esta técnica abaratando mucho su costo. Entre las
aleaciones que pueden obtenerse por pulvimetalurgia
están los cermets.
 Estas aleaciones de metal y carbono (carburos), boro
(boruros), oxígeno (óxidos), silicio (siliciuros) y
nitrógeno (nitruros) combinan las ventajas del
compuesto cerámico, estabilidad y resistencia a las
temperaturas elevadas y a la oxidación, con las
ventajas del metal, ductilidad y resistencia a los golpes
2.3. Aleaciones

 Otra técnica de aleación es la implantación de ion, que
ha sido adaptada de los procesos utilizados para
fabricar chips de ordenadores o computadoras.
 Sobre los metales colocados en una cámara de vacío, se
disparan haces de iones de carbono, nitrógeno y otros
elementos para producir una capa de aleación fina y
resistente sobre la superficie del metal. Bombardeando
titanio con nitrógeno, por ejemplo, se puede producir
una aleación idónea para los implantes de prótesis.
2.3. Aleaciones

 La plata fina, el oro de 18 quilates, el oro blanco y el
platino iridiado son aleaciones de metales preciosos.
La aleación antifricción, el latón, el bronce, el metal
Dow, la plata alemana, el bronce de torpedo, el monel,
el peltre y la soldadura son aleaciones de metales
menos preciosos.
 Debido a sus impurezas, el aluminio comercial es en
realidad una aleación. Las aleaciones de mercurio con
otros metales se llaman amalgamas.
2.3. Aleaciones

Aleaciones más comunes utilizadas
en la Industria
 Las aleaciones más comunes
utilizadas en la industria
son:
 Acero: Es aleación de
hierro con una cantidad de
carbono variable entre el
0,008 y el 1,7% en peso de su
composición, sobrepasando
el 1.7% (hasta 6.67%) pasa a
ser una fundición.
Alnico: Formada
principalmente de cobalto
(5.24%), aluminio (8-12%)
y níquel (15-26%), aunque
también puede contener
cobre (6%), en ocasiones
titanio (1%) y el resto de
hierro.
 Alpaca: Es una
aleación ternaria
compuesta por zinc (8-
45%), cobre (45-70%) y
níquel (8-20%)

Aleaciones más comunes utilizadas
en la Industria
Bronce: Es toda aleación
metálica de cobre y estaño
en la que el primero
constituye su base y el
segundo aparece en una
proporción del 3 al 20 por
ciento.
 Constantán: Es una
aleación, generalmente
formada por un 55% de
cobre y un 45% de níquel.
Cuproníquel: Es una
aleación de cobre, níquel
y las impurezas de la
consolidación, tales como
hierro y manganeso.
 Magal: Es una aleación
de magnesio, al que se
añade aluminio (8 o 9%),
zinc (1%) y manganeso
(0.2%).

Aleaciones más comunes utilizadas
en la Industria
 Magnam: Es una aleación
de Magnesio que se le añade
Manganeso, Aluminio y
Zinc.
 Nicrom: Es una aleación
compuesta de un 80% de
níquel y un 20% de cromo.
 Nitinol: Es una aleación
de Níquel y Titanio.
Oro blanco
(electro): Es una
aleación de oro y algún
otro metal blanco, como
la plata, paladio, o
níquel.
 Peltre: Es una
aleación compuesta por
estaño, cobre,
antimonio y plomo.

Aleaciones más comunes utilizadas
en la Industria
Plata de ley
 Zamak: Es una aleación
de zinc con aluminio,
magnesio y cobre.
 Latón o Cuzin: Es una
aleación de cobre y zinc.

 Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones
de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de
temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, etc., de
los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar
sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la
resistencia y la elasticidad.
 Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son,
básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y
carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los
cerámicos.
2.4. Tratamientos Térmicos

 TRATAMIENTOS TÉRMICOS DEL ACERO.
 El tratamiento térmico en el material es uno de los pasos
fundamentales para que pueda alcanzar las propiedades
mecánicas para las cuales está creado.
 Este tipo de procesos consisten en el calentamiento y enfriamiento
de un metal en su estado sólido para cambiar sus propiedades
físicas.
2.4. Tratamientos Térmicos

 Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los
esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad
o producir una superficie dura con un interior dúctil. La clave de
los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se
producen en el material, tanto en los aceros como en las
aleaciones no férreas, y ocurren durante el proceso de
calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o
tiempos establecidos.
2.4. Tratamientos Térmicos

 Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que
se reciba un tratamiento térmico es recomendable contar con los
diagramas de cambio de fases como el del hierro-carbono. En este
tipo de diagramas se especifican las temperaturas en las que
suceden los cambios de fase (cambios de estructura cristalina),
dependiendo de los materiales diluidos.
 Los tratamientos térmicos han adquirido gran importancia en la
industria en general, ya que con las constantes innovaciones se
van requiriendo metales con mayores resistencias tanto al
desgaste como a la tensión. Los principales tratamientos térmicos
son:
2.4. Tratamientos Térmicos
MATERIALES Y SU APLICACIÓN

 Es un tratamiento térmico consistente en el rápido enfriamiento de la
pieza para obtener determinadas propiedades de los materiales. Se evita
que los procesos de baja temperatura, tales como transformaciones de
fase, se produzcan al sólo proporcionar una estrecha ventana de tiempo
en el que la reacción es a la vez favorable termodinámicamente y posible
cinéticamente. Por ejemplo, se puede reducir la cristalización y por lo
tanto aumentar la tenacidad, tanto de aleaciones como de plásticos
(producida a través de polimerización ).
 Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se
calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la
crítica superior Ac (entre 900-950 °C) y se enfría luego más o menos
rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua,
aceite, etcétera.
2.4. Tratamientos Térmicos

 Es un tratamiento complementario del temple, que regularmente sigue a
éste. A la unión de los dos tratamientos también se le llama "bonificado".
El tratamiento de revenido consiste en calentar al acero seguido del
normalizado o templado, a una temperatura menor al punto crítico,
seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rápido cuando se
deseen resultados elevados en tenacidad, o lento, para reducir al máximo
las tensiones térmicas que puedan causar deformaciones.
 Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir
ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y
aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y
resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en
el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o
resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a
temperatura máxima y velocidad de enfriamiento.
2.4. Tratamientos Térmicos

 El recocido es un tratamiento térmico cuya finalidad es el ablandamiento, la
recuperación de la estructura o la eliminación de tensiones internas generalmente
en metales. Cualquier metal que haya sido tratado tiene como resultado una
alteración de las propiedades físicas del mismo. El recocido consiste en calentar el
metal hasta una determinada temperatura para después dejar que se enfríe
lentamente, habitualmente, apagando el horno y dejando el metal en su interior
para que su temperatura disminuya de forma progresiva, para después de se
formar. El proceso finaliza cuando el metal alcanza la temperatura ambiente.
Mediante la combinación de varios trabajos en frío y varios recocidos se pueden
llegar a obtener grandes deformaciones en metales que, de otra forma, no
podríamos conseguir.
 Consiste básicamente en un calentamiento hasta la temperatura de austenización
(800-925 °C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra
aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. También facilita el
mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar
el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones
internas.
2.4. Tratamientos Térmicos

 El normalizado es un tratamiento térmico que se emplea para dar al acero una
estructura y características tecnológicas que se consideran el estado natural o
inicial del material que fue sometido a trabajos de forja, laminación o tratamientos
defectuosos. Se hace como preparación de la pieza para el temple.
 El procedimiento consiste en calentar la pieza entre 30 y 50 grados centígrados por
encima de la temperatura crítica superior, tanto para aceros hipereutectoides,
como para aceros hipoeutectoides, y mantener esa temperatura el tiempo
suficiente para conseguir la transformación completa en austenita. A continuación
se deja enfriar en aire tranquilo, obteniéndose una estructura uniforme.
 Con esto se consigue una estructura perlítica con el grano más fino y más
uniforme que la estructura previa al tratamiento, consiguiendo un acero más
tenaz.
 Tiene por objetivo dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de
tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear
como tratamiento previo al temple y al revenido.
2.4. Tratamientos Térmicos

 Los tratamientos termoquímicos son tratamientos
térmicos en los que, además de los cambios en la
estructura del acero, también se producen cambios
en la composición química de la capa superficial,
añadiendo diferentes productos químicos hasta una
profundidad determinada. Estos tratamientos
requieren el uso de calentamiento y enfriamiento
controlados en atmósferas especiales.
TAREA. TRATAMIENTOS
TERMOQUIMICOS DEL ACERO

 Entre los objetivos más comunes de estos
tratamientos están aumentar la dureza superficial de
las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz,
disminuir el rozamiento aumentando el poder
lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste,
aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la
resistencia a la corrosión.
TAREA. TRATAMIENTOS
TERMOQUIMICOS DEL ACERO

 Cementación (C): aumenta la dureza superficial de
una pieza de acero dulce, aumentando la
concentración de carbono en la superficie. Se
consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera
que envuelve el metal durante el calentamiento y
enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el
contenido de carbono de la zona periférica,
obteniéndose después, por medio de temples y
revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al
desgaste y buena tenacidad en el núcleo.
TAREA. TRATAMIENTOS
TERMOQUIMICOS DEL ACERO

 Nitruración (N): al igual que la cementación,
aumenta la dureza superficial, aunque lo hace en
mayor medida, incorporando nitrógeno en la
composición de la superficie de la pieza. Se logra
calentando el acero a temperaturas comprendidas
entre 400 y 525 °C, dentro de una corriente de gas
amoníaco, más nitrógeno.
TAREA. TRATAMIENTOS
TERMOQUIMICOS DEL ACERO

 Cianuración (C+N): endurecimiento superficial de
pequeñas piezas de acero. Se utilizan baños con
cianuro, carbonato y cianato sódico. Se aplican
temperaturas entre 760 y 950 °C.
TAREA. TRATAMIENTOS
TERMOQUIMICOS DEL ACERO

 Carbonitruración (C+N): al igual que la cianuración,
introduce carbono y nitrógeno en una capa
superficial, pero con hidrocarburos como metano,
etano o propano; amoníaco (NH3) y monóxido de
carbono (CO). En el proceso se requieren
temperaturas de 650 a 850 °C y es necesario realizar
un temple y un revenido posterior.
TAREA. TRATAMIENTOS
TERMOQUIMICOS DEL ACERO

 Sulfinización (S+N+C): aumenta la resistencia al
desgaste por acción del azufre. El azufre se incorporó
al metal por calentamiento a baja temperatura (565
°C) en un baño de sales.
TAREA. TRATAMIENTOS
TERMOQUIMICOS DEL ACERO

 Traer ejemplos de tratamientos térmicos.
Actividad


3.1. Uso doméstico
3.2. uso Industrial
3.3. Ventajas y desventajas
UNIDAD III


4.1. Conceptualización
4.2. Medio Ambiente y
contaminantes y residuos
4.3. Normatividad aplicable
UNIDAD IV

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MATERIALES Y SU APLICACIÓN

  • 3. Ing. Silvia Yolanda Vázquez Islas Catedrático
  • 4.  Conocerá la estructura de los materiales que se utilizan dentro de la industria, para determinar y optimizar su uso y reciclaje. OBJETIVO
  • 6.  1.1. Extracción de los materiales 1.2. Composición de los materiales 1.3. Clasificación de los materiales 1.3.1. Metales y aleaciones 1.3.2. Cerámicas, vidrios y vitrocerámicos 1.3.3. Semiconductores 1.3.4. Polímeros 1.3.5. Materiales compuestos 1.3. Tabla Periódica UNIDAD I
  • 13. 1.1. Extracción de los materiales Las industrias de procesos primarios o de materias primas buscan sus insumos directamente en la naturaleza. La fuente de recursos naturales: yacimientos, bosques, pozos de petróleo, extensiones agrícolas. Por ese motivo la detección de la fuente de recursos naturales será el primer paso a realizar; en algunos casos la tarea es sencilla ya que los yacimientos o los cultivos están a la vista. En otros casos es más compleja porque los recursos naturales se encuentran bajo tierra. Posteriormente se realiza la explotación según el procedimiento de recolección o de excavación y perforación.
  • 14.  1.1. Extracción de los materiales DEL IMPUESTO SOBRE LA EXTRACCION DE MATERIALES DEL SUELO Y SUBSUELO ARTICULO 13.- Es objeto de este impuesto es la extracción del suelo y subsuelo de materiales que constituyan depósitos de agua natural a los componentes de los terrenos, tales como: rocas, piedras, sustrato o capa fértil.
  • 15. 1.1. Extracción de los materiales
  • 16. 1.1. Extracción de los materiales
  • 17. 1.1. Extracción de los materiales
  • 19. 1.1. Extracción de los materiales
  • 20. 1.2. Composición de los materiales Están constituidos de substancias químicas, ya sean orgánicas o inorgánicas. Hay infinidad de substancias, metal, plástico, madera, minerales, cerámicas etc. Y la composición de los materiales va a depender del material del que estemos hablando.
  • 22. Depende de que material pero todos los materiales tienen ya sea mezclas, aleaciones o compuestos los cuales son formados por elementos químicos . 1.2. Composición de los materiales LA QUÍMICA ES UN ÁREA MUY IMPORTANTE PARA LOS INGENIEROS Una mezcla es una combinación entre dos o mas sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades características.
  • 26.  Depende de que material pero todos los materiales tienen ya sea mezclas, aleaciones o compuestos los cuales son formados por elementos químicos . 1.2. Composición de los materiales LA QUÍMICA ES UN ÁREA MUY IMPORTANTE PARA LOS INGENIEROS Una aleación es una mezcla homogénea, de propiedades metálicas, que está compuesta de dos o más elementos, de los cuales, al menos uno es un metal.
  • 27.  Depende de que material pero todos los materiales tienen ya sea mezclas, aleaciones o compuestos los cuales son formados por elementos químicos . 1.2. Composición de los materiales LA QUÍMICA ES UN ÁREA MUY IMPORTANTE PARA LOS INGENIEROS En química, un compuesto es una sustancia formada por la unión de dos o más elementos de la tabla periódica. Una característica esencial es que tiene una fórmula química. Por ejemplo, el agua es un compuesto formado por hidrógeno y oxígeno en la razón de 2 a 1 (en número de átomos): .
  • 28.  Asi si descompusieras un material por ejemplo un lápiz veras que hay madera pero dentro de la madera (compuesto natural) hay celulosa, hemicelulosa, lignina etc. que a su vez tienen carbono hidrogeno oxigeno...si reduces todo en esta vida llegas a moléculas o átomos de elementos químicos) 1.2. Composición de los materiales LA QUÍMICA ES UN ÁREA MUY IMPORTANTE PARA LOS INGENIEROS
  • 29.   La porcelana se obtiene a partir de una pasta muy elaborada compuesta por caolín, feldespato y cuarzo  El grupo de metales ferrosos está compuesto principalmente de hierro.  También pueden contener pequeñas cantidades de otros metales o otros elementos añadidos como el carbono, manganeso, níquel, cromo, silicio, titanio, tungsteno, etc, para darles las propiedades requeridas. 1.2. Composición de los materiales
  • 30.   Los no ferrosos metales que no contienen nada de hierro como componente. Los metales puros más comunes son: Aluminio, cobre, plomo, zinc, estaño, plata y oro.  Aleaciones: Una aleación es un metal nuevo que está formado mezclando 2 o más metales y algunas veces otros elementos juntamente. 1.2. Composición de los materiales
  • 31.   Los plásticos están formados por moléculas gigantes (macromoléculas).  Estas moléculas se forman por reacciones en las que se unen muchas unidades de otras moléculas pequeñas (monómeros ) formando largas cadenas (polímeros.).  Estar reacciones se llaman de polimerización. 1.2. Composición de los materiales
  • 32.   El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza aunque también puede ser producido por el hombre. El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos. El vidrio es un tipo de material cerámico amorfo.   El vidrio se obtiene a unos 1.500 °C de arena de sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3). 1.2. Composición de los materiales
  • 35.  Los materiales se clasifican generalmente en 5 grupos que son:  Metales.  Polímeros.  Cerámicos.  Semiconductores y  Compuestos. Esta clasificación es muy importante por que ayuda a generalizar y facilita la comprensión de ellos ya que se clasifican ya sea por sus propiedades o estructura 1.3. Clasificación de los Materiales
  • 37.  Suelen definirse como unos materiales sólidos que no son metales ni polímeros, aunque pueden contener en sus estructuras elementos metálicos o poliméricos. 1.3. Clasificación de los Materiales
  • 38.  Sus estructuras pueden oscilar entre: Vidrios, cristales monolíticos, conglomerados de cristales y combinaciones vítreo-cristalinas. Sus propiedades son muy variadas ; existen materiales cerámicos blandos como el yeso o el talco y otros muy duros como el cuarzo, carborundo. 1.3. Clasificación de los Materiales
  • 39.  Las propiedades de los materiales cerámicos derivan de su estructura. Los enlaces que existen entre los átomos son mixtos: iónicos y covalentes. Las cargas iónicas mantienen unidos los átomos del material y los enlaces covalentes, con su componente direccional, restringen el movimiento de los átomos. 1.3. Clasificación de los Materiales
  • 40.  En los materiales cerámicos los átomos se disponen en agrupaciones llamadas celdas unitarias, que se repiten periódicamente a través del material, formando cristales. Aunque algunas veces por la forma en que se han obtenido no se logra una ordenación perfecta y aparece una estructura vítrea. Otras veces la estructura del material es mixta cristal- vítrea 1.3. Clasificación de los Materiales
  • 42.  Tarea. Técnicas de separación  Técnicas de separación de mezclas.  Entre las distintas técnicas que se emplean para separar mezclas tenemos:  PROCEDIMIENTOS FISICOS  PROCEDIMIENTOS MECÁNICOS
  • 43.  Tarea. Técnicas de separación
  • 44.  Tarea. Técnicas de separación  Procedimientos físicos  Destilación: consiste en separar dos líquidos con diferentes puntos de ebullición por medio del calentamiento y posterior condensación de las sustancias.  El proceso de la destilación consta de dos fases: la primera en la cual el líquido pasa a vapor, y la segunda en la cual el vapor se condensa y pasa nuevamente a líquido.
  • 45.  Tarea. Técnicas de separación  Procedimientos físicos  Destilación: consiste en separar dos líquidos con diferentes puntos de ebullición por medio del calentamiento y posterior condensación de las sustancias.  El proceso de la destilación consta de dos fases: la primera en la cual el líquido pasa a vapor, y la segunda en la cual el vapor se condensa y pasa nuevamente a líquido.
  • 47.   Evaporación: consiste en separar los componentes de una mezcla de un sólido disuelto en un líquido.  La evaporación se realiza en recipientes de poco fondo y mucha superficie, tales como cápsulas de porcelana, cristalizadores.
  • 48.   Cristalización: consiste en purificar una sustancia sólida; esto se realiza disolviendo el sólido en un disolvente caliente en el cual los contaminantes no sean solubles; luego se filtra en caliente para eliminar las impurezas y después se deja enfriar el líquido lentamente hasta que se formen los cristales.
  • 49.  Cromatografía: Es la técnica que se utiliza para separar los componentes de una mezcla según las diferentes velocidades con que se mueven al ser arrastradas por un disolvente a través de un medio poroso que sirve de soporte a la mezcla, y sobre la base de las cantidades relativas de cada soluto, distribuidos entre un fluido que se mueve, llamado la fase móvil y una fase estacionaria adyacente.
  • 50. A fase móvil puede ser un líquido, un gas o un fluido supercrítico, mientras que la fase estacionaria puede ser un líquido o un sólido según las diferentes velocidades con que se mueven al ser arrastradas por un disolvente a través de un medio poroso que sirve de soporte a la mezcla. Se conocen varias formas:
  • 53.  Filtración: consiste en separar los componentes de una mezcla de dos fases: sólida y líquida, utilizando una membrana permeable llamada medio filtrante, a través de la cual se hace pasar la mezcla; la fase líquida pasa a través de la membrana y la fase sólida queda retenida en ella
  • 54.   Tamizado: consiste en separar una mezcla de materiales sólidos de tamaños diferentes, por ejemplo granos de caraota y arena empleando un tamiz (colador). Los granos de arena pasan a través del tamiz y los granos de caraota quedan retenidos.
  • 55.   Imantación: consiste en separar con un imán los componentes de una mezcla de un material magnético y otro que no lo es.  La separación se hace pasando el imán a través de la mezcla para que el material magnético se adhiera a él: por ejemplo: separar las limaduras de hierro que se hallen mezcladas con azufre en polvo, para lo cual basta con mantener con un imán el componente magnético al fondo e inclinar el recipiente que contiene ambos materiales, para que se pueda recoger el líquido en otro recipiente.
  • 56.   Centrifugación: consiste en la separación de materiales de diferentes densidades que componen una mezcla. Para esto se coloca la mezcla dentro de un aparato llamado centrífuga, la cual tienen un movimiento de rotación constante y rápido, lo cual hace que las partículas de mayor densidad vayan al fondo y las más livianas queden en la parte superior.
  • 57.   Decantación: se utiliza para separar dos líquidos con diferentes densidades o una mezcla constituida por un sólido insoluble en un líquido.  Si tenemos una mezcla de sólido y un líquido que no disuelve dicho sólido, se deja reposar la mezcla y el sólido va al fondo del recipiente. Si se trata de dos líquidos se coloca la mezcla en un embudo de decantación, se deja reposar y el líquido más denso queda en la parte inferior del embudo.
  • 58.
  • 59.  2.1. Propiedades mecánicas 2.2. Propiedades térmicas 2.3. Aleaciones 2.4. Tratamientos térmicos UNIDAD II
  • 60.   Las propiedades mecánicas de los materiales se refieren a la capacidad de los mismos de resistir acciones de cargas o fuerzas.  Podemos decir que las propiedades mecánicas se clasifican en: 2.1. Propiedades Mecánicas
  • 61.   Por acción:  Estáticas: las cargas o fuerzas actúan constantemente o creciendo poco a poco.  Dinámicas: las cargas o fuerzas actúan momentáneamente, tienen carácter de choque.  Cíclicas o de signo variable: las cargas varían por valor, por sentido o por ambos simultáneamente. 2.1. Propiedades Mecánicas
  • 62.   Las propiedades mecánicas principales son: dureza, resistencia, elasticidad, plasticidad y resiliencia, aunque también podrían considerarse entre estas a la fatiga y la fluencia. 2.1. Propiedades Mecánicas
  • 63.   Cohesión: Resistencia de los átomos a separarse unos de otros.  Plasticidad: Capacidad de un material a deformarse ante la acción de una carga, permaneciendo la deformación al retirarse la misma. Es decir es una deformación permanente e irreversible. 2.1. Propiedades Mecánicas
  • 64.   Dureza: es la resistencia de un cuerpo a ser rayado por otro. Opuesta a duro es blando. El diamante es duro porque es difícil de rayar. Es la capacidad de oponer resistencia a la deformación superficial por uno mas duro. 2.1. Propiedades Mecánicas
  • 65.   Resistencia: se refiere a la propiedad que presentan los materiales para soportar las diversas fuerzas. Es la oposición al cambio de forma y a la separación, es decir a la destrucción por acción de fuerzas o cargas. 2.1. Propiedades Mecánicas
  • 66.   Ductilidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse obteniendo hilos.  Maleabilidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse obteniendo láminas. 2.1. Propiedades Mecánicas
  • 67.  Elasticidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de volver a su estado inicial cuando se aplica una fuerza sobre él. La deformación recibida ante la acción de una fuerza o carga no es permanente, volviendo el material a su forma original al retirarse la carga. 2.1. Propiedades Mecánicas
  • 68.   Higroscopicidad:se refiere a la propiedad de absorber o exhalar el agua  Hendibilidad:es la propiedad de partirse en el sentido de las fibras o láminas (si tiene).  Resiliencia: es la capacidad de oponer resistencia a la destrucción por carga dinámica. 2.1. Propiedades Mecánicas
  • 69.   Materiales conductores o aislantes térmicos. Las propiedades térmicas determinan el comportamiento de los materiales frente al calor.  Conductividad térmica: es la propiedad de los materiales de transmitir el calor, produciéndose, lógicamente una sensación de frío al tocarlos. Un material puede ser buen conductor térmico o malo. 2.2. Propiedades Térmicas
  • 70.   Fusibilidad: facilidad con que un material puede fundirse.  Soldabilidad: facilidad de un material para poder soldarse consigo mismo o con otro material. Lógicamente los materiales con buena fusibilidad suelen tener buena soldabilidad.  Punto de fusión. 2.2. Propiedades Térmicas
  • 71.   Una aleación es una mezcla homogénea, de propiedades metálicas, que está compuesta de dos o más elementos, de los cuales, al menos uno es un metal.1  Las aleaciones están constituidas por elementos metálicos: Fe (hierro), Al (aluminio), Cu (cobre), Pb (plomo). Pueden tener algunos elementos no metálicos, como: P, C, Si, S, As. Para su fabricación se mezclan llevándolos a temperaturas tales que sus componentes se fundan. 2.3. Aleaciones
  • 72.   Las aleaciones presentan brillo metálico y alta conductividad eléctrica y térmica, aunque usualmente menor que los metales puros.  Las propiedades físicas y químicas son, en general, similares a la de los metales, sin embargo las propiedades mecánicas tales como dureza, ductilidad, tenacidad y otras pueden ser muy diferentes, de ahí el interés que despiertan estos materiales. 2.3. Aleaciones
  • 73.   Históricamente, la mayoría de las aleaciones se preparaban mezclando los materiales fundidos. Más recientemente, la pulvimetalurgia ha alcanzado gran importancia en la preparación de aleaciones con características especiales.  En este proceso, se preparan las aleaciones mezclando los materiales secos en polvo, prensándolos a alta presión y calentándolos después a temperaturas justo por debajo de sus puntos de fusión 2.3. Aleaciones
  • 74.   Los productos hechos en serie pueden prepararse por esta técnica abaratando mucho su costo. Entre las aleaciones que pueden obtenerse por pulvimetalurgia están los cermets.  Estas aleaciones de metal y carbono (carburos), boro (boruros), oxígeno (óxidos), silicio (siliciuros) y nitrógeno (nitruros) combinan las ventajas del compuesto cerámico, estabilidad y resistencia a las temperaturas elevadas y a la oxidación, con las ventajas del metal, ductilidad y resistencia a los golpes 2.3. Aleaciones
  • 75.   Otra técnica de aleación es la implantación de ion, que ha sido adaptada de los procesos utilizados para fabricar chips de ordenadores o computadoras.  Sobre los metales colocados en una cámara de vacío, se disparan haces de iones de carbono, nitrógeno y otros elementos para producir una capa de aleación fina y resistente sobre la superficie del metal. Bombardeando titanio con nitrógeno, por ejemplo, se puede producir una aleación idónea para los implantes de prótesis. 2.3. Aleaciones
  • 76.   La plata fina, el oro de 18 quilates, el oro blanco y el platino iridiado son aleaciones de metales preciosos. La aleación antifricción, el latón, el bronce, el metal Dow, la plata alemana, el bronce de torpedo, el monel, el peltre y la soldadura son aleaciones de metales menos preciosos.  Debido a sus impurezas, el aluminio comercial es en realidad una aleación. Las aleaciones de mercurio con otros metales se llaman amalgamas. 2.3. Aleaciones
  • 77.  Aleaciones más comunes utilizadas en la Industria  Las aleaciones más comunes utilizadas en la industria son:  Acero: Es aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,008 y el 1,7% en peso de su composición, sobrepasando el 1.7% (hasta 6.67%) pasa a ser una fundición. Alnico: Formada principalmente de cobalto (5.24%), aluminio (8-12%) y níquel (15-26%), aunque también puede contener cobre (6%), en ocasiones titanio (1%) y el resto de hierro.  Alpaca: Es una aleación ternaria compuesta por zinc (8- 45%), cobre (45-70%) y níquel (8-20%)
  • 78.  Aleaciones más comunes utilizadas en la Industria Bronce: Es toda aleación metálica de cobre y estaño en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción del 3 al 20 por ciento.  Constantán: Es una aleación, generalmente formada por un 55% de cobre y un 45% de níquel. Cuproníquel: Es una aleación de cobre, níquel y las impurezas de la consolidación, tales como hierro y manganeso.  Magal: Es una aleación de magnesio, al que se añade aluminio (8 o 9%), zinc (1%) y manganeso (0.2%).
  • 79.  Aleaciones más comunes utilizadas en la Industria  Magnam: Es una aleación de Magnesio que se le añade Manganeso, Aluminio y Zinc.  Nicrom: Es una aleación compuesta de un 80% de níquel y un 20% de cromo.  Nitinol: Es una aleación de Níquel y Titanio. Oro blanco (electro): Es una aleación de oro y algún otro metal blanco, como la plata, paladio, o níquel.  Peltre: Es una aleación compuesta por estaño, cobre, antimonio y plomo.
  • 80.  Aleaciones más comunes utilizadas en la Industria Plata de ley  Zamak: Es una aleación de zinc con aluminio, magnesio y cobre.  Latón o Cuzin: Es una aleación de cobre y zinc.
  • 81.   Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, etc., de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad.  Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos. 2.4. Tratamientos Térmicos
  • 82.   TRATAMIENTOS TÉRMICOS DEL ACERO.  El tratamiento térmico en el material es uno de los pasos fundamentales para que pueda alcanzar las propiedades mecánicas para las cuales está creado.  Este tipo de procesos consisten en el calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. 2.4. Tratamientos Térmicos
  • 83.   Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil. La clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no férreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecidos. 2.4. Tratamientos Térmicos
  • 84.   Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que se reciba un tratamiento térmico es recomendable contar con los diagramas de cambio de fases como el del hierro-carbono. En este tipo de diagramas se especifican las temperaturas en las que suceden los cambios de fase (cambios de estructura cristalina), dependiendo de los materiales diluidos.  Los tratamientos térmicos han adquirido gran importancia en la industria en general, ya que con las constantes innovaciones se van requiriendo metales con mayores resistencias tanto al desgaste como a la tensión. Los principales tratamientos térmicos son: 2.4. Tratamientos Térmicos
  • 86.   Es un tratamiento térmico consistente en el rápido enfriamiento de la pieza para obtener determinadas propiedades de los materiales. Se evita que los procesos de baja temperatura, tales como transformaciones de fase, se produzcan al sólo proporcionar una estrecha ventana de tiempo en el que la reacción es a la vez favorable termodinámicamente y posible cinéticamente. Por ejemplo, se puede reducir la cristalización y por lo tanto aumentar la tenacidad, tanto de aleaciones como de plásticos (producida a través de polimerización ).  Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950 °C) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etcétera. 2.4. Tratamientos Térmicos
  • 87.   Es un tratamiento complementario del temple, que regularmente sigue a éste. A la unión de los dos tratamientos también se le llama "bonificado". El tratamiento de revenido consiste en calentar al acero seguido del normalizado o templado, a una temperatura menor al punto crítico, seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rápido cuando se deseen resultados elevados en tenacidad, o lento, para reducir al máximo las tensiones térmicas que puedan causar deformaciones.  Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento. 2.4. Tratamientos Térmicos
  • 88.   El recocido es un tratamiento térmico cuya finalidad es el ablandamiento, la recuperación de la estructura o la eliminación de tensiones internas generalmente en metales. Cualquier metal que haya sido tratado tiene como resultado una alteración de las propiedades físicas del mismo. El recocido consiste en calentar el metal hasta una determinada temperatura para después dejar que se enfríe lentamente, habitualmente, apagando el horno y dejando el metal en su interior para que su temperatura disminuya de forma progresiva, para después de se formar. El proceso finaliza cuando el metal alcanza la temperatura ambiente. Mediante la combinación de varios trabajos en frío y varios recocidos se pueden llegar a obtener grandes deformaciones en metales que, de otra forma, no podríamos conseguir.  Consiste básicamente en un calentamiento hasta la temperatura de austenización (800-925 °C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas. 2.4. Tratamientos Térmicos
  • 89.   El normalizado es un tratamiento térmico que se emplea para dar al acero una estructura y características tecnológicas que se consideran el estado natural o inicial del material que fue sometido a trabajos de forja, laminación o tratamientos defectuosos. Se hace como preparación de la pieza para el temple.  El procedimiento consiste en calentar la pieza entre 30 y 50 grados centígrados por encima de la temperatura crítica superior, tanto para aceros hipereutectoides, como para aceros hipoeutectoides, y mantener esa temperatura el tiempo suficiente para conseguir la transformación completa en austenita. A continuación se deja enfriar en aire tranquilo, obteniéndose una estructura uniforme.  Con esto se consigue una estructura perlítica con el grano más fino y más uniforme que la estructura previa al tratamiento, consiguiendo un acero más tenaz.  Tiene por objetivo dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido. 2.4. Tratamientos Térmicos
  • 90.   Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que, además de los cambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición química de la capa superficial, añadiendo diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmósferas especiales. TAREA. TRATAMIENTOS TERMOQUIMICOS DEL ACERO
  • 91.   Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la resistencia a la corrosión. TAREA. TRATAMIENTOS TERMOQUIMICOS DEL ACERO
  • 92.   Cementación (C): aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce, aumentando la concentración de carbono en la superficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo. TAREA. TRATAMIENTOS TERMOQUIMICOS DEL ACERO
  • 93.   Nitruración (N): al igual que la cementación, aumenta la dureza superficial, aunque lo hace en mayor medida, incorporando nitrógeno en la composición de la superficie de la pieza. Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 y 525 °C, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno. TAREA. TRATAMIENTOS TERMOQUIMICOS DEL ACERO
  • 94.   Cianuración (C+N): endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero. Se utilizan baños con cianuro, carbonato y cianato sódico. Se aplican temperaturas entre 760 y 950 °C. TAREA. TRATAMIENTOS TERMOQUIMICOS DEL ACERO
  • 95.   Carbonitruración (C+N): al igual que la cianuración, introduce carbono y nitrógeno en una capa superficial, pero con hidrocarburos como metano, etano o propano; amoníaco (NH3) y monóxido de carbono (CO). En el proceso se requieren temperaturas de 650 a 850 °C y es necesario realizar un temple y un revenido posterior. TAREA. TRATAMIENTOS TERMOQUIMICOS DEL ACERO
  • 96.   Sulfinización (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste por acción del azufre. El azufre se incorporó al metal por calentamiento a baja temperatura (565 °C) en un baño de sales. TAREA. TRATAMIENTOS TERMOQUIMICOS DEL ACERO
  • 97.   Traer ejemplos de tratamientos térmicos. Actividad
  • 98.
  • 99.  3.1. Uso doméstico 3.2. uso Industrial 3.3. Ventajas y desventajas UNIDAD III
  • 100.
  • 101.  4.1. Conceptualización 4.2. Medio Ambiente y contaminantes y residuos 4.3. Normatividad aplicable UNIDAD IV