Materiales Metálicos Ingeniería Mecánica Ismael H. García P. UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Materiales Metálicos Ingeniería Mecánica Ismael H. García P.

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Introducción Los materiales están presentes en todas partes y en todas las actividades, ya sean profesionales y en la vida cotidiana.

Ciencia de los Materiales UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER La ciencia de materiales es una disciplina que estudia los conceptos básicos para el conocimiento de los materiales, desde la relación entre la estructura y las propiedades de los materiales.

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Ciencia de los Materiales UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER ALGUNOS CONCEPTOS BÁSICOS Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto. Los materiales de ingeniería son aquellos que se usan para obtener productos técnicos, aplicables o necesarios en la industria.

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER ¿Cuáles son los materiales de los que se dispone? Los materiales se pueden clasificar de gran cantidad de maneras, sin embargo, una de las más utilizadas es la que los divide en: Semiconductores Vítreos

Estructura - Propiedades UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Estructura - Propiedades Estructura del material: Se relaciona con la disposición de los componentes internos. Atómica 10-10 m Configuración electrónica Enlace atómico Cristalina 10-10m – 10-9m Estructura cristalina Microestructura 10-8m – 10-6m Defectos e impurezas en cristales Macroestructura > 10-6m

Estructura - Propiedades UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Estructura - Propiedades Propiedades Un material en servicio está expuesto a estímulos externos que provocan algún tipo de respuesta. Esfuerzos mecánicos: Deformación Luz incidente: Brillo Campo eléctrico: Conducción.

PROPIEDADES MECÁNICAS UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Estructura - Propiedades PROPIEDADES MECÁNICAS ¿Por qué algunos materiales se deforman fácilmente bajo un esfuerzo y después vuelven a su condición original? ¿Por qué sólo algunos materiales se les puede dar forma mediante fuerzas sin romperse?

PROPIEDADES MECÁNICAS UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Estructura - Propiedades PROPIEDADES MECÁNICAS La resistencia de un material está determinado en buena parte por el enlace atómico. La deformación plástica de un material puede explicarse por la presencia y movilidad de defectos cristalinos.

PROPIEDADES ELÉCTRICAS UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Estructura - Propiedades PROPIEDADES ELÉCTRICAS ¿Por qué algunos sólidos son buenos conductores de la electricidad y otros no? ¿Por qué la resistencia eléctrica de ciertos sólidos desaparece bajo ciertas condiciones?

PROPIEDADES ELÉCTRICAS UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Estructura - Propiedades PROPIEDADES ELÉCTRICAS En los metales y semiconductores, los electrones son los responsables de la respuesta eléctrica, la resistividad eléctrica de los metales disminuye con la temperatura y aumenta en los semiconductores.

PROPIEDADES MAGNÉTICAS UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Estructura - Propiedades PROPIEDADES MAGNÉTICAS ¿Qué hace que algunos pedazos de hierro formen imanes permanentes? ¿Por qué sólo pocos elementos pueden formar imanes naturales?

PROPIEDADES MAGNÉTICAS UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Estructura - Propiedades PROPIEDADES MAGNÉTICAS Los espines de los electrones contribuyen con un momento magnético, tal que en la mayoría de los materiales se anulan, en los que no se anulan se presenta un efecto paramagnético.

Estructura - Propiedades UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Estructura - Propiedades PROPIEDADES TÉRMICAS ¿Qué hace que algunos sólidos sean buenos aisladores térmicos y algunos buenos conductores de calor? ¿Por qué algunos materiales tienen una mayor capacidad de mantener y almacenar energía térmica? ¿Qué hace que los materiales tengan grandes diferencias en su punto de fusión?

Estructura - Propiedades UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Estructura - Propiedades PROPIEDADES ÓPTICAS ¿Qué hace que algunos sólidos sean transparentes y otros opacos? ¿Qué causa el color de los sólidos?

Estructura - Propiedades UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Estructura - Propiedades PROPIEDADES QUÍMICAS ¿Qué hace que algunos sólidos se degraden más fácilmente que otros cuando están en contacto con ambientes salinos?

Estructura - Propiedades UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Estructura - Propiedades LA COMPRENSION DE LA RELACION ESTRUCTURA-PROPIEDADES PERMITE EL MEJOR CONOCIMIENTO DE LOS MATERIALES…….

Retos en el estudio de los materiales UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Retos en el estudio de los materiales DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES PÉRDIDA DE VIGENCIA DE ALGUNOS MATERIALES Competencia entre materiales

Competencia entre materiales UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DESARROLLO DE NUEVAS TECNOLOGIAS Y PRODUCTOS QUE REQUIEREN MATERIALES CON NUEVAS PROPIEDADES

Sujetos a la ley de la oferta y la demanda y factores políticos Competencia entre materiales UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER PERDIDA DE VIGENCIA DE UN MATERIAL PRECIO Y DISPONIBILIDAD Sujetos a la ley de la oferta y la demanda y factores políticos

Competencia entre materiales UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER PERDIDA DE VIGENCIA DE UN MATERIAL RESTRICCIONES AMBIENTALES

Competencia entre materiales UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Competencia entre materiales Metales Compuestos Cerámicos Poliméricos

Competencia entre materiales UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER EDAD DE PIEDRA EDAD DE BRONCE EDAD DE HIERRO El bronce sustituyó a la piedra por ser más manejable. El hierro superó al bronce por ser más económico.

Competencia entre materiales UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Cambio en la producción anual de diversos materiales en EE.UU. de 1910 a 1990 Fuente: SMITH, W. Ciencia e Ingeniería de Materiales. 3ª. Edición Mc. Graw Hill, Bogotá, 2004.

Materiales usados en automóviles en EE.UU Competencia entre materiales UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Materiales usados en automóviles en EE.UU Fuente: SMITH, W. Ciencia e Ingeniería de Materiales. 3ª. Edición Mc. Graw Hill, Bogotá, 2004.

Características Físicas y Mecánicas Perfiles Laminados Acero Competencia entre materiales UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Características Físicas y Mecánicas Perfiles Laminados Acero Aluminio Peso Específico (gr/cm3) 7,85 2,70 Punto de Fusión (ºC) 1535 658 Resistencia a Tracción (N/mm2) 370-620 250-300 Límite Elástico 0,2 (N/mm2) 240-360 270 Módulo de Elasticidad (N/mm2) 200.000 65.000 Alta resistencia con un bajo peso, tal como en la industria automotriz y aeronáutica.

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER MATERIALES METALICOS   Código: 1120411 Horas Presenciales: 4 Docente: Ismael Humberto García Páez.

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER OBJETIVOS   Ofrecer al alumno un estudio básico y cuantitativos de la metalurgia física, para que logre identificar las diferentes aplicaciones dentro de la ingeniería. Adquirir los conocimientos necesarios para la lectura de diagramas de equilibro y su respectivo análisis. Identificar las aleaciones metálicas (ferrosas y no ferrosas) de mayor importancia y trascendencia utilizando los diagramas de equilibrio. Identificar la metalografía como la ciencia que estudia las características estructurales o constitutivas de los metales y su relación con las propiedades.

CONTENDO PROGRAMÁTICO UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER CONTENDO PROGRAMÁTICO  

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER BIBLIOGRAFÍA   AVNER, Introducción a la metalurgia. Mc Graw- Hill GUY ALBERT, metalurgia física para ingenieros Interamericana SMITH, W. Fundamentos de la Ciencia e ingeniería de materiales. Mc Graw- Hill KEHL. L. GEORGE, Fundamentos de la práctica metalográfica. Editorial Aguilar DIETER, metalurgia Mecánica, Mc. Graw Hill ASKELAND, Ciencia e ingeniería de materiales. PWS Enginering 1994. SHACKELFORD. Introducción a la ciencia de los materiales para ingeniería Editorial Mac Millan 1985. MANGONON, Ciencia de Materiales. Selección y Diseño. Prentice Hall, 2001.

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER EVALUACION   La tercera nota se calculará sacando el promedio de todas las calificaciones de quices, talleres e informes de laboratorio.

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Reflexiones NO SE PREOCUPEN POR SUS DIFICULTADES EN MATEMÁTICAS, LES ASEGURO QUE LAS MIAS SON MAYORES. CUANDO SE NOS OTORGA LA ENSEÑANZA, SE DEBE PERCIBIR COMO UN VALIOSO REGALO, Y NO COMO UNA DURA TAREA ALBERT EINSTEIN