Evolución histórica de los materiales. Clasificación de los materiales industriales. De la materia prima al producto acabado. Factores de elección de un material industrial. Propiedades de los materiales: Mecánicas Tecnológicas Físicas y químicas

La evolución aproximada, con los hitos más significativos y los materiales utilizados, podemos establecerla de la manera siguiente: Edad de Piedra Edad de Bronce Edad de Hierro Durante muchos años Era espacial del silicio

Aparecen materiales de piedra, madera, barro, huesos. Cuchillos y herramientas de piedra, puntas de piedras atados a mangos. Pinturas de arcos, flechas y recipientes de cerámica, así como cuchillos de cobre con el filo endurecido y ladrillos.

Herramientas características: Hachas Puñales Espadas Lanzas Puntas de flechas Joyas fundidas

Se produce una aparición de productos que combinando el hierro con carbono distintas proporciones y fundiéndolas han permitido al hombre mejorar sus condiciones de vida. La fundición del hierro surge en Anatolia (Asia menor) y la propagan los guerreros hititas hacia 1500 a.C.

Con la Revolución Industrial crece la demanda de hierro colado y forjado para dar respuesta a la fabricación de maquinaria, ferrocarriles y barcos de vapor. Se conocen nuevos procesos de producción que abaratan sus costes y se produce una expansión muy importante, llegando a utilizarse en multitud de productos, desde rodamientos hasta puentes, rascacielos, automóviles…

Vivimos por una etapa dominada por la microelectrónica en la que la complejidad de los procesos y las demandas de los productos cada vez más exigentes están demostrando día a día que se necesitan otros materiales.

La era espacial (exploración de la Luna y Marte, colocación de satélites de comunicación de la órbita terrestre…) hacen necesarios materiales más ligeros y resistentes por un lado, y capaces de almacenar grandes cantidades de información, por otro.

En función de sus características y propiedades, podemos clasificarlos en: Naturales Artificiales Aleaciones En función de su utilización podemos clasificarlos según sean de: -Construcción civil -Textil -Construcción mecánica -Cerámica -Pesca -Ferrocarril -Ganadería -Electricidad

Son todos aquellos que nos ofrece la naturaleza, bien en su subsuelo o en la corteza terrestre y el mar. Es conveniente hacer un uso racional de determinados materiales, ya que su existencia tiene límites. Son materiales NO RENOVABLES.

Son creados de manera artificial por el hombre a través de distintas reacciones químicas programadas. La demanda de productos de todo tipo exige la exigencia de materiales diversos con unas propiedades que sean capaces de dar respuesta a estas exigencias. La búsqueda de nuevos materiales artificiales progresa continuamente para poder responder a altas temperaturas, operar a mayores velocidades y por lo tanto necesitan mayores relaciones de resistencia.

Acero= hierro + carbono Se denomina aleación a la unión de un metal con uno u otros metales, se pueden mezclar en estado de fusión, por lo menos en determinadas proporciones y que forman un todo homogéneo al solidificar. Acero= hierro + carbono Bronce=cobre + estaño

Para que dos o más elementos formen una aleación deben reunir dos condiciones fundamentales: Los elementos deben poder mezclarse en estado líquido para que al solidificarse quede un cuerpo homogéneo. Que el producto obtenido tenga un carácter metálico, es decir, que en la aleación los enlaces metálicos permanezcan después de mezclarlos. BRONCE Y LATÓN BRONCE

A los elementos a los que se hace referencia son: Las materias primas trabajadas. Los métodos de trabajo empleado. Los materiales y máquinas utilizados. Los materiales utilizados en procesos industriales provienen de materias primas que se encuentran o producen en estado natural, que necesitan ser transformados y presentados en las fábricas preparados y limpios de impurezas.

El proceso de transformación de casa material, desde un estado natural hasta convertirlo en un producto acabado, acarrea distintas fases, según sea un producto mineral ( proceso siderúrgico para conseguir acero, muy largo y complejo) o un producto producido por la tierra (la transformación de trigo en harina es mucho más sencilla).

PRODUCTOS COMERCIALES EXISTEN RECURSOS DE DISTINTOS TIPOS Pueden: Ser producidos por la tierra: madera, trigo, algodón… Estar en el interior de la tierra: materiales de distintos metales ferrosos y no ferrosos. MATERIAS PRIMAS PRIMERA FASE DEL PROCESO Para conseguirlos: Hay que realizar distintas operaciones según el tipo de materia prima para conseguir un producto que no es definitivo. Según el tipo de materia prima el proceso es más o menos largo, complejo y costoso. TRANSFORMACIÓN EN PRODUCTOS INDUSTRIALES MATERIALES SEGUNDA FASE DEL PROCESO Fabricación de PRODUCTOS COMERCIALES Es necesario: Someter el material industrial a un segundo proceso de mecanizado para obtener productos acabados de uso comercial. Utilizar distintas máquinas y herramientas y seguir un proceso definido para que el producto sea: barato, de calidad, se ajuste a normas y pueda ser competitivo.

FORJADO MOLDEADO

MECANIZADO UNIÓN

A la hora de elegir el material óptimo para fabricar un determinado producto se deben analizar los siguientes aspectos: Disponibilidad Coste del material Calidad

Se puede definir como un conjunto de características diferentes para cada cuerpo o grupo de cuerpos, que ponen de manifiesto cualidades intrínsecas de los mismos o su forma de responder a determinados agentes externos. PROPIEDADES MECÁNICAS PROPIEDADES TECNOLÓGICAS PROPIEDADES QUÍMICAS PROPIEDADES FÍSICAS

Tenacidad Fragilidad Resiliencia Fluencia Fatiga Es la resistencia que ofrecen los materiales al ser sometidos a determinados esfuerzos exteriores, continuos o discontinuos. Las más importantes son: Cohesión Elasticidad Plasticidad Dureza Dureza al rayado Dureza a la penetración Dureza al rebote Resistencia a la rotura Tracción Compresión Flexión Torsión Cortadura Tenacidad Fragilidad Resiliencia Fluencia Fatiga

Indican la mayor o menor disposición de un material para poder ser trabajado de determinada forma. Las más importantes son: Maleabilidad Ductilidad Acritud Fusibilidad Colabilidad Forjabilidad Soldabilidad Templabilidad Maquinabilidad o facilidad de mecanizado

Las propiedades mas interesantes desde el punto de vista químico y de mayor importancia desde el punto de vista tecnológico son la oxidación y corrosión. El fenómeno de la oxidación es el efecto producido por el oxígeno en la superficie de un metal como consecuencia, generalmente, de una elevación de temperatura y humedad. La corrosión metálica: este fenómeno se halla ligado al de la oxidación. Todos los metales usuales sufren el fenómeno de la corrosión cuando están expuestos a la acción del aire atmosférico. Por lo que podemos definir tal fenómeno como la acción destructora que tiene su origen en las superficies metálicas a causa del oxígeno del aire y otros agentes químicos.

Son propiedades que no afectan a la estructura y composición de los cuerpos. Algunos ejemplos son: El peso El calor La conductividad calorífica La conductividad eléctrica Punto de fusión Punto de solidificación

Una deformación es elástica cuando: Los átomos realizan nuevos enlaces. Los átomos no rompen los enlace primitivos. Los átomos recuperan su estado primitivo. Las fuerzas de cohesión se rompen.

La dureza es la resistencia de: Los cuerpos a ser rayados. Un cuerpo a ser penetrado por otro. Un cuerpo a la rotura. Un cuerpo a ser doblado.

Al trabajo o energía que absorbe un metal en el proceso de deformación y rotura, recibe el nombre de: Fatiga Maleabilidad Ductilidad Tenacidad

La oxidación es un fenómeno: Químico Físico Térmico Electroquímico

Hecho por: Rocío Luján Vitienes Andrea Sánchez Diego Serrano Maripaz García