Metalurgia Física y Mecánica Lilian Navea Dantagnan Departamento de Metalurgia Universidad de Atacama lilian.navea@uda.cl

Importancia de los materiales A través de la historia es posible observar la importancia que los materiales han tenido en la vida del hombre. Tal ha sido el impacto de los materiales que algunas etapas de la civilización han sido denominadas por el tipo de material que el hombre utilizó: Edad de Piedra (hasta 2000 AC) Edad del Bronce (2000 – 700 AC) Edad del Hierro (700 AC – 100 DC)

Edad de Piedra o El Paleolítico (del griego paleo, ‘antiguo’, y lithos, ‘piedra’) Inferior Se inicia con los primeros útiles líticos reconocibles hallados en Etiopia, fechados hace 2.5 millones de años atrás. Medio Superior Es un periodo que se extendió desde hace 180.000 hasta 40.000 años, y coincidió ampliamente con la presencia del hombre de Neandertal Corresponde con la presencia del hombre moderno Homo Sapiens, y tuvo su final hace 10.500 años Venus de Willendorf

Edad del Cobre, Edad del Bronce. La Edad del Cobre o Calcolítico tuvo su fin cuando se logro sustituirse las aleaciones de cobre-arsénico por nuevas aleaciones de cobre estaño, originando el bronce. La Edad del Bronce, descubrimientos datados del año 4.500 a.C., en Bang Chien en Tailandia, tuvo su fin en el 1.200 a.C.

Edad del Hierro. Periodo histórico durante el cual el hierro reemplazo al bronce, como material de fabricación de armas y herramientas La edad del hierro comenzó en China en el 600 a.C., en el África Sbsahariana entre el 500-400 a.C., Los primeros en utilizar el hierro fueron los Hititas entre el 2.00 y el 1.500 a.C.,

Uso del bronce en la actualidad Engranajes Bujes

Siempre se ha utilizado materiales naturales, actualmente los mejora, inventa y diseña materiales nuevos.

La metalurgia ha sido y seguirá siendo una de las ciencias predominantes en el desarrollo de la humanidad…..

Física Química Ciencia de los materiales (Metalurgia Física) Ingeniería mecánica Química Ingeniería de los materiales (Metalurgia Mecánica)

Ciencia e Ingeniería de Materiales Procesamiento Producto Final Estructura Propiedades

OBJETIVO GENERAL: CONTENIDOS:   Identificar los elementos básicos que relacionan las propiedades y estructuras del comportamiento de la materia y relacionar lo anterior al uso y selección de materiales en aplicaciones de ingeniería. CONTENIDOS: UNIDAD 1 INTRODUCCION Objetivo: Reconocer los diferentes hitos históricos de la metalurgia física y mecánica asociados al desarrollo del hombre. Arqueometalurgia Desarrollo de la metalurgia física Desarrollo de la metalurgia mecánica

UNIDAD 2: DEFECTOS CRISTALINOS Objetivo: Distinguir y explicar los diferentes defectos cristalinos existentes en la materia. 2.1 Introducción 2.2 Resistencia de metales perfectos 2.3 Elementos y clasificación de dislocaciones 2.4 Energía de dislocación 2.5 Interacción entre dislocaciones 2.6 Fallas de apilamiento 2.7 Deslizamiento de dislocaciones 2.8 Vacancias 2.9 Límites de granos

UNIDAD 3. DIFUSION Objetivo: Explicar los diferentes fenómenos relacionados con la difusión en materiales. 3.1 Introducción 3.2 Ecuación de flujo 3.3 Sistemas en estado estacionario 3.4 Ecuaciones sistemas estado estacionario y no-estacionario 3.5 Mecanismos de difusión atómica 3.6 Difusión en sistemas binarios 3.7 Movilidad atómica 3.8 Difusión en sistemas ternarios 3.9 Difusión en defectos cristalinos

UNIDAD 4. RECUPERACION Y RECRISTALIZACION Objetivo: Explicar los diferentes fenómenos de recuperación y recristalización que suceden en materiales. 4.1 Introducción 4.2 Energía almacenada en trabajo en frío 4.3 Determinación de energía de deformación 4.4 Relajación de energía almacenada 4.5 Fenómeno de recuperación 4.6 Poligonización y movimiento de dislocaciones 4.7 Transformaciones de nucleación y crecimiento 4.8 Fenómeno de recristalización 4.9 Desplazamiento de borde de grano y rotación de grano 4.10 Efectos de impurezas en recocido 4.11 Microestructuras de equilibrio

UNIDAD 5 TRANSFORMACIONES DE FASE Objetivo: Aplicar y analizar las transformaciones de fase para obtener las propiedades específicas de los materiales requeridos en aplicaciones de ingeniería. . 5.1 Nucleación en sólidos. 5.2 Cinética de crecimiento. 5.3 Diagramas TTT para aceros. 5.4 Transformaciones durante enfriamiento continuo. 5.5 Transformaciones masivas. 5.6 Transformación orden-desorden 5.7 Transformación martensítica 5.8 Precipitación discontinua.

UNIDAD 6 FENOMENOS DE ENDURECIMIENTO Objetivo: Explicar los fenómenos de endurecimiento y relacionar estos con las propiedades de los materiales usado en ingeniería. 6.1 Introducción 6.2 Tipos de defectos cristalinos 6.3 Mecanismos de deformación 6.4 Mecanismos de endurecimiento

UNIDAD 7 ENSAYOS MECÁNICOS Objetivo: Distinguir y explicar los diferentes ensayos mecánicos usados en ingeniería para la determinación de propiedades mecánicas 7.1 Ensayo de tensión 7.2 Ensayo de torsión 7.3 Ensayo de dureza 7.4 Ensayo de fatiga 7.5 Ensayo de Creep y de ruptura 7.6 Ensayo de temperatura de transición dúctil frágil

UNIDAD 8 RELACIONES DE ESFURZO Y DEFORMACION PARA EL COPORTAMIENTO ELASTICO Objetivo: Distinguir y explicar las relaciones existentes entre el esfuerzo y deformación y relacionar lo anterior al comportamiento mecánico de la materia 8.1 Introducción 8.2 Descripción del esfuerzo en un punto 8.3 Estado de esfuerzo en dos y tres dimensiones 8.4 Circulo de Mohr en 2D y 3D 8.5 Descripción de deformación en un punto 8.6 Relaciones de esfuerzo-deformación 8.7 Relaciones generalizadas de esfuerzos y deformaciones

UNIDAD 9 ELEMENTOS DE PLASTICIDAD Objetivo: Distinguir y explicar las relaciones básicas existentes entre el esfuerzo y deformación plástica de materiales. 9.1 Curva de flujo 9.2 Deformación verdadera 9.3 Criterio de falla en materiales dúctiles 9.4 Criterio de falla en materiales frágiles

BIBLIOGRAFÍA: P Shewmon. Transformation In Metals. Mc Graw-Hill. (1969). Reed-Hill, Robert E. Introducción a la Metalurgia Física. México, Continental, 1972. Avner Sidney H. Introducción a la metalurgia física. Editorial Madrid Del Castillo. 2ª edición.1983. Askeland Donald R, La ciencia e ingeniería de los materiales. University of Missouri-Rolla. Editorial Chapman and Hall 2004. Smith, William F., Fundamentos de la ciencia e ingenieria de materiales, Editorial Madrid:McGraw-Hill, 3a.ed, 1998 Dieter, George. Mechanical Metallurgy. New York, Mc. Graw Hill. 3ª edición. 1986.  Gere, James M Mecánica de materiales. México, grupo Editorial Iberoamérica,1998