UNIDAD 1, TEMAS 1.1, 1.2, 1.3

UNIDAD 1

1.1 GENERALIDADES

1.2 MATERIALES METALICOS

Los Materiales Metálicos son metales transformados mediante procesos físicos y/o químicos, que son utilizados para fabricar productos. La gran mayoría de los metales los podemos encontrar en la naturaleza mezclados con otros elementos, es por eso que necesitamos someterlos a algún proceso de limpieza antes de su utilización.

Los metales tienen muchas características pero las más importantes son: buena conductividad eléctrica y térmica, brillo, dureza, etc. Ahora bien, podemos subdividir a los materiales metálicos en dos grupos importantes: los ferrosos y los no ferrosos.

Se denomina metal a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio)

Clasificación:

Metales Negros

Este grupo se caracteriza por un color gris oscuro, gran densidad, exceptuando a los metales alcalinos – férreos, alta temperatura de fusión, dureza relativamente elevada y en muchos casos poseen polimorfismo. El metal más característico de este grupo es el hierro.

Metales Férreos

Hierro, cobalto, níquel (llamados ferro magnéticos) y el manganeso, cuyas propiedades se aproximan a las de aquellos. El cobalto, el níquel y el manganeso se emplean frecuentemente como elementos de adición a las aleaciones de hierro y como base para las correspondientes aleaciones, de propiedades parecidas a los aceros de aleación

Metales de Color

Suelen tener una coloración roja, amarilla o blanca característica. Poseen gran plasticidad, poca dureza, temperatura de fusión relativamente baja y en ellos es característica la ausencia de polimorfismo. El metal más representativo de este grupo es el cobre

Metales Ligeros

Caracterizados por una baja densidad, entre ellos se encuentran el Berilio, magnesio y aluminio.

Metales Nobles

Los metales de esta categoría poseen gran resistencia a la corrosión y en ella se agrupan metales como la plata, el oro y metales del grupo del platino (platino, paladio, iridio, rodio, osmio, rutenio). A ellos puede agregarse el semidoble cobre.

Aplicaciones

• Conductores eléctricos y térmicos 

• Alambres, varillas, planchas metálicas

• Objetos decorativos

• Instrumentos musicales 

• Medios de transporte

• Monedas y Recubrimientos 

• Calderería y tuberías

1.2.1     FERROSOS Y NO FERROSOS

No ferrosos

Son materiales que no proceden del hierro.

Se pueden clasificar según su densidad, en: Metales pesados y ligeros.

Algunos metales pesados son:

·         El Cobre: se obtiene a partir de los minerales cuprita.

Usos: cables eléctricos, hilos de telefonía, bobinas de motores, tuberías, calderas, radiadores y también para aplicaciones decorativas, bisutería y artesanía.

·         El Plomo: se obtiene de la galena y es de color gris plateado, blando y pesado.

 Usos: se utiliza en la fabricación de baterías y acumuladores y forma parte de algunas gasolinas. En la industria del vidrio se utiliza para dar dureza al vidrio y también se utiliza para la fabricación de armas. 

Uno de los metales ligeros es:

·         El aluminio: se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita. 

Usos: cables de líneas eléctricas de alta tensión, fabricación de aviones, automóviles y bicicletas debido a su baja densidad (peso). También se emplea en carpintería metálica para fabricar puertas y ventanas, en útiles de cocina y botes de bebidas.

Materiales ferrosos

Cuando los minerales de hierro que se extraen de la corteza terrestre se someten a diferentes procesos a fin de conseguir hierro puro. Además del hierro puro se utilizan también las aleaciones.

Una aleación es una mezcla de dos o más elementos químicos, de los cuales al menos uno, el que se encuentre en mayor proporción, es un metal. Las aleaciones de hierro se obtienen añadiendo a este metal carbón.

Algunos ejemplos de materiales ferrosos son:

·   Acero: Los aceros aleados contienen, además de carbono, otros elementos químicos a fin de conseguir determinadas propiedades.

Usos: tiene multitud de usos como cuberterías y utensilios de cocina, vigas, puentes, tirantes, chasis y carrocerías de coches, piezas de unión, herramientas, etc.

·       El Hierro Forjado: también llamado hierro dulce, es hierro con un porcentaje muy bajo en carbono siendo una de las variedades de uso comercial con más pureza en hierro.

Usos: se utiliza en la construcción de grandes estructuras como puentes, para fabricar rejas, puertas, cerraduras y pestillos.

          1.2.2     PUROS Y ALEACIONES

Materiales puros

Son aquellos que están tal y como son en la naturaleza sin sufrir ningún cambio o alteración, los materiales más puros son los que se encuentran en la tabla periódica.

Propiedades físicas

*Conductores de la electricidad

*Maleabilidad

*Ductilidad

*Tenacidad

*Resistencia mecánica

*Suelen ser opacos o de brillo metálico

*Alta densidad

*Dúctiles y maleables

*Punto de fusión alto

*Son duros

Propiedades químicas:

*Molécula está formada por un átomo

*Átomos tienen 1, 2 o 3 electrones que pueden participar en un enlace químico

*Al ionizarse adquieren carga eléctrica positiva.

*Bajo poder de ionización.

*Alto peso específico

*Son sólidos excepto los que se encuentran en estado líquido.

Aleaciones

Aleaciones son la mezcla de un metal principal con otros elementos para mejorar las propiedades físicas y mecánicas del metal puro. Variando la Composición de las aleaciones se puede conseguir un rango de propiedades diferentes para una amplia gama de aplicaciones. Por ejemplo, pequeñas cantidades de Berilio en Cu metálico aumenta mucho la dureza y resistencia.

Propiedades:

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.

Las aleaciones no tienen una temperatura de fusión única, dependiendo de la concentración, cada metal puro funde a una temperatura

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.

·         Acero inoxidable: El acero inoxidable se define como una aleación de acero con un mínimo del 10 % al 12 % de cromo contenido en masa

·         Alpaca: Es una aleación ternaria compuesta por zinc (8-45 %), cobre (45-70 %) y níquel (8-20 %)

·         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 %.

·         Constantán: Es una aleación, generalmente formada por un 55 % de cobre y un 45 % de níquel.

·         Cuproaluminio: Es una aleación de cobre con aluminio.

·         Latón: Es una aleación de cobre con zinc.

·         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.

·         Plata de ley: Es una aleación plata y normalmente cobre.

1.3 MATERIALES NO METALICOS

Los materiales no metálicos son los que no tienen en su composición ninguna sustancia

metálica.

Varían mucho en su apariencia no son lustrosos y por lo general es un mal conductor del

calor y la electricidad. Sus puntos de fusión son más bajos que los de los metales

Se encuentran en los tres estados de la materia a temperatura ambiente: son gases,

líquidos y sólidos, no tienen brillo metálico y no reflejan la luz.

Se dividen en categorías de interés general para la ingeniería: polímeros (plásticos),

cerámicos, compuestos.

 1.3.1     ORGANICOS E INORGANICOS

Materiales orgánicos:

Son así considerados cuando contienen células de vegetales o animales. Estos materiales

pueden usualmente disolverse en líquidos orgánicos como el alcohol o los tetracloruros, no

se disuelven en el agua y no soportan altas temperaturas. Algunos de los representantes

de este grupo son:

-Plásticos

-Productos del petróleo

-Madera

-Papel

-Hule

-Piel

Materiales de origen inorgánico:

Son todos aquellos que no proceden de células animales o vegetales o relacionadas con el

carbón. Por lo regular se pueden disolver en el agua y en general resisten el calor mejor

que las sustancias orgánicas. Algunos de los materiales inorgánicos más utilizados en la

manufactura son:

-Los minerales

-El cemento

-La cerámica

-El vidrio

-El grafito (carbón mineral)

           1.3.2     POLIMEROS

Están constituidos por macromoléculas sintéticas o naturales, están formados en su mayor parte por átomos de elementos no metálicos unidos entre sí por enlaces covalentes, se les ha denominado con el nombre genérico de polímeros o macromoléculas debido a que son gigantescas moléculas constituidas por unidades repetitivas. Existen casos en los que el polímero está formado por átomos de elementos no metálicos y semi metálicos. Son flexibles, aislantes del calor y de la electricidad, su principal componente es el carbono.

Se clasifican en termoplásticos y termoestables dependiendo de su capacidad para moldearse bajo la acción del calor.

*Polímeros termoplásticos: están formados por cadenas sencillas o ramificadas, que pueden deslizarse unas sobre otras cuando se calientan, por lo que se ablandan, se funden, pueden ser inyectadas en moldes para obtener piezas de la forma deseada y posteriormente pueden volver a fundirse para ser utilizados nuevamente.

Polímeros termoestables o de termo fraguado: están constituidos por cadenas unidas entre sí por gran cantidad de enlaces entre cruzados, constituyendo una red tridimensional que se extiende por toda la pieza del material, que le dan gran rigidez a la estructura.

     

ELABORADO POR:
equipo 1:
*LAURA ITZEL BERNAL REYES
*DANIELA VILLEGAS ROMERO
*ALFREDO ROBLES TINOCO
*ARELI CANTINCA GARCIA
*VICTOR MANUEL ALCANTARA MARTINEZ
*MIGUEL ANGEL MAYA AGUILAR
*EDUARDO PALACIOS COSME
*JOSE ANDRES GONZALES HERNANDEZ
*BEATRIZ CARDOSO SAAVEDRA

*SALLARI MICHEL CAMARENA ALCANTAR