Este documento describe diferentes tipos de materiales, incluyendo su estructura cristalina y cómo esto afecta sus propiedades. Explica la diferencia entre materiales ferrosos y no ferrosos, y entre materiales puros y aleaciones. También proporciona ejemplos de materiales comunes como el hierro, el acero, el aluminio y el bronce.

1. Propiedades de
los materiales
UNIDAD 2
GV1
Semestre 2

2. Unidad 2
Estructura de los materiales
• 2.1. Estructura cristalina y su consecuencia en
• las propiedades.
• 2.2. Materiales Metálicos.
• 2.2.1. Ferrosos y No Ferrosos.
• 2.2.2. Puros y Aleaciones.

3. Estructura de los
materiales
• ¿Qué es una estructura de materiales?
• Es el arreglo de los átomos dentro de ello influye en
su comportamiento y propiedades. Los modelos se
conocen como modelos de esferas duras y modificar
estos arreglos agregando átomos es conocido como
aleante. Más de un tipo de estructura se conoce como
alotropismo o polimorfismo.

4. • Las propiedades mecánicas y físicas de los materiales
vienen determinadas por su composición química y su
estructura interna, como el tamaño del grano o la
estructura cristalina. Sin embargo, estas propiedades
pueden alterarse bajo determinadas condiciones.

5. 2.1. Estructura cristalina y
su consecuencia en
las propiedades.

7. 2.2. Materiales Metálicos.
• Se le llama estructura de los metales a la disposición
ordenada y geométrica, en el espacio, de los
constituyentes de la materia en estado sólido (átomos,
moléculas y grupos de moléculas).

8. • Los metales, en general, son sólidos a temperatura
ambiente - salvo el caso del mercurio -, conducen la
corriente eléctrica y se caracterizan por la forma en que
se disponen sus átomos. Éstos adquieren estructuras
geométricas espaciales, donde cada átomo se ubica en
un vértice o en el centro de un poliedro, las cuales se
repiten en tres direcciones y dan forma a los
cristales. Los metales se diferencian entre si por el
ángulo que delimitan sus cristales y por los planos de las
caras de los poliedros, que son distintos en cada caso.

9. • Estos parámetros permiten la identificación rápida de un
metal mediante técnicas cristalográficas.
• El tipo de estructura cristalográfica que tenga el metal
definirá sus propiedades físicas, es decir, la densidad, la
dilatación térmica, el calor de fusión, el magnetismo, el
potencial electroquímico, la resistividad, etc..Además,
como las estructuras cristalinas nunca son del todo
perfectas, las imperfecciones influyen en las
propiedades mecánicas, eléctricas y magnéticas de un
material.

11. 2.2.1. Ferrosos y No
Ferrosos.
• Es una combinación de propiedades metálicas, que está compuesta de dos
o más elementos metálicos. Se elaboran para mejorar las propiedades de
los componentes originales.Las aleaciones están constituidas por
elementos metálicos como Fe (hierro), Al (aluminio), Cu (cobre), Si (silicio),
S (azufre), As (arsénico).ALEACIONES FERROSAS.Los metales ferrosos
como su nombre lo indica, su principal componente es el hierro, sus
principales características son su gran resistencia a la tracción y
dureza.Las principales aleaciones se logran con el estaño, plata, platino,
manganeso, vanadio y titanio.
• Los principales productos representantes de los materiales metálicos
son:Fundición de hierro.Aceros.Aceros inoxidables.

12. Hierro
• Es un metal del grupo de los elementos de transición, de
color blanco plateado, blando, dúctil, maleable,
magnético y oxidable, que es muy abundante en la
naturaleza formando compuestos y se extrae
principalmente de la hematites; puede recibir diferentes
tratamientos que le confieren propiedades distintas y
usos diversos; principalmente se usa para fabricar
herramientas, estructuras y objetos.

13. ACERO
• El Acero es una aleación de hierro y carbono en
la que el carbono se encuentra presente en un 2
*/.
• Estructura cristalina el acero no tiene estructura cristalina la
estructura cristalina es característica de compuestos iónicos el
acero tiene un enlace mecánico ya que es una aleación de dos
metales de transición

14. No Ferrosos.
• Los metales no ferrosos son los que no contienen
hierro, por lo que los metales de aleación, que están
libres de hierro, también se consideran no ferrosos.
• Se clasifican según su densidad en ultraligeros, ligeros y
pesados
• Ligeros: ALUMINIO
• Ultraligeros: MAGNESIO, TITANIO
• Pesados: PLOMO, ESTAÑO, CINC, COBRE, BRONCE,
LATÓN.
•

15. • sus estructuras cristalinas e interacciones metálicas son
la piedra angular de las aplicaciones de las aleaciones
no ferrosas. Sin embargo, estos metales puros
encuentran menor número de usos debido a que son
muy sensibles y reactivos. Por este motivo, funcionan
mejor como base y aditivo para las aleaciones.

16. • El bronce es una aleación no ferrosa; principalmente
consiste de una mezcla dorada de cobre y estaño. El
cobre de la aleación se oxida y forma CuO, compuesto
que ennegrece su superficie dorada. En ambientes
húmedos, el CuO se hidrata y absorbe dióxido de
carbono y sales para formar compuestos azul-verdosos.

17. • – Aluminio.
• Metal ligero.
• Presenta una alta resistencia a la corrosión.
• Es muy blando, de gran meleabilidad y ductil.
• Tiene una alta conductividad eléctrica y térmica
• Se usa en cables de alta tensión, aviones, automóviles,
bicicletas, útiles de cocina,…

18. 2.2.2. Puros y Aleaciones.

19. • ¿Qué es el oro y cómo se encuentra en la naturaleza?
• El oro es un elemento químico cuyo número atómico es 79.
Está ubicado en el grupo 11 de la tabla periódica. Es un metal
precioso blando de color amarillo dorado. Su símbolo es Au
(del latín aurum, ‘brillante amanecer’).
• El oro es considerado el metal más precioso existente en la
naturaleza. De color amarillo característico, es muy dúctil y
maleable. Se encuentra en la naturaleza combinado con el
cobre, el teluro o la plata, pero también se le encuentra solo,
en forma de vetas o en las aguas y arenas de ríos.
Estructura cristalina Cúbica centrada en las caras

20. Aleaciones
• Una aleación es un material que contiene una mezcla de
dos o más metales o elementos no metálicos y posee
propiedades diferentes de sus metales base como, por
ejemplo, mayor resistencia o ligereza.
• Binarias. Se componen de dos elementos (el elemento base
y el aleante).Ternarias. Se componen de tres elementos (el
elemento base y dos aleantes).Cuaternarias. Se componen
de cuatro elementos (el elemento base y tres
aleantes).Complejas. Se componen de cinco o más
elementos (el elemento base y cuatro o más aleantes).

21. • una aleación de titanio y oro puede servir para mejorar
la resistencia de las prótesis articulares, con una dureza
que puede ser hasta cuatro veces mayor que la mayoría
de los aceros.
• El titanio es el material más empleado en el desarrollo
de prótesis de rodilla o cadera por su dureza, su alta
resistencia al desgaste y su poca toxicidad, pero con
esta nueva mezcla que detallan en la revista ‘Science
Advances’ se consigue una nueva estructura con mucha
mayor dureza.
La clave está en una aleación con una proporción de
titanio y oro de tres a uno, y ni siquiera con un
mortero recubierto de diamante fueron capaces de
moler el material para analizar sus propiedades
estructurales.