1. Título de la Experiencia

Reconocimiento de Materiales

2. Autores

3. Introducción

En el lugar donde vivimos se encuentran una serie de materiales, los cuales con una adecuada implementación; le facilitan la vida a los seres humanos entre ellos encontramos: Los metales, cerámicos, poliméricos, compuestos entre otros.

Buscando el beneficio y la buena aplicación de dichos materiales, han creado una serie de métodos y/o actividades que ayudan en la identificación y buen uso de los mismos entre ellos: la prueba de sonido, prueba de peso, prueba magnética, prueba de chispas entre metales, prueba de color entre otras. Más adelante clasificaremos y explicaremos cada una de ellas.

El propósito de este informe es la identificación y clasificación de diferentes materiales, mediante pruebas que nos llevan a la misma. Esta serie de información nos llevara a entender con mayor claridad la utilización más detallada de los materiales propuestos

4. Objetivos

Identificar con claridad los diferentes materiales.

Analizar y comprender el reconocimiento de los materiales a traves de las diferentes pruebas utilizadas en el informe

5. Materiales y Equipos

Los materiales utilizados para el desarrollo del informe fueron: Aceros Ferrosos: varilla de construcción, Acero inoxidable, Cromo, Níquel, Fundiciones. Aceros no Ferrosos: Aluminios, Bronce y Titanio.

Maquina utilizada fue la Esmeril como se muestra en la Figura 1.1.

6. Descripción de la experiencia

Clasificación de los materiales

- Metales y Aleaciones: Los metales y aleaciones incluyendo acero, aluminio, magnesio, zinc, hierro colado, titanio, cobre y níquel. Una aleación es un metal que contiene adiciones de uno o más metales y no metales. En general los metales tienen buena conductividad eléctrica y térmica. Poseen resistencias relativamente altas, ductilidad o formalidad y

resistencia al impacto. Son relativamente útiles para aplicaciones estructurales o de carga. Las aleaciones permiten mejorar determinadas propiedades o combinaciones de propiedades y suelen dividirse en:

-Aleaciones Ferrosas: Son las que contienen un alto porcentaje de hierro.

-Aleaciones No Ferrosas: Carecen del hierro o contienen cantidades relativamente pequeñas de este.

- Cerámicos: Se pueden definir como materiales cristalinos inorgánicos; como cerámicos naturales encontramos la arena y la roca, y como cerámicos avanzados se encuentran los que han sido preparados por medio de refinación de cerámicos aplicados en sustratos de chips de computadoras, instructores y aislantes eléctricos. Algunos cerámicos se utilizan como recubrimiento de barreras para proteger los sustratos metálicos. Los cerámicos se pueden utilizar en pinturas, plásticos, neumáticos, aplicaciones industriales entre otras. Los cerámicos no son buenos conductores térmicos, deben calentarse a temperaturas altas para poder fundirse, son resistentes y duras pero a la ves quebradizas.

- Poliméricos: Son materiales orgánicos y se producen utilizando

un proceso que se llama polimerización. Son buenos aislantes térmicos y eléctricos. No son buenos a altas temperaturas, tienen buena resistencia a sustancias químicas corrosivas. Los polímeros se clasifican en:

Los termoplásticos : Están formados por largas cadenas moleculares producidas al unir los monómeros la unión de estas cadenas no es de forma rígida por lo tanto tiene buena ductilidad y formalidad. Los termoplásticos se pueden reciclar fácilmente.

Los termoestables : Están formados por largas cadenas de moléculas que están fuertemente unidas por enlaces cruzados para formar estructuras de redes tridimensionales. Los termoestables por lo general son resistentes aunque mas frágiles que los termoplásticos.

Los elastómeros: Es posible que se trate de termoplásticos o termoestables ligeramente entrelazados. Tiene una deformación elástica mayor al 200%.

Materiales Compuestos: Lo primordial de los materiales compuestos es combinar las propiedades de distintos materiales. Se forman a partir de dos o más materiales produciendo propiedades que no se encuentran en ningún material sencillo. Con los compuestos se puede producir materiales ligeros, resistentes, dúctiles etc.

Identificación de los materiales

- Prueba de color: El método más obvio que se le puede realizar a los metales es la prueba de color. Muchos de los metales que se utilizan comúnmente van desde colores plateados como el aluminio a un color rojo o amarillo como el cobre. Los aceros y los hierros fundidos presentan, por lo general, colores que van desde gris, en dependencia del acabado que se le da al metal. a continuación veremos algunos metales con sus respectivos colores.

- Blanco, Plateado: Níquel, hierro fundido blanco, aluminio, zinc fundido.

-Gris Claro con grano fino: Acero con alto contenido de carbono y aleaciones de acero.

-Gris claro con grano grueso: Aceros con bajo contenido de carbono y aleaciones de Níquel.

-Gris moderado con grano medianamente grueso: Hierro fundido gris.

- Prueba de Peso: Los metales se pueden clasificar por su peso con solo mirarlos. Por ejemplo: Si comparamos dos fundiciones similares, una de aluminio y la otra de zinc, la diferencia en el peso podría llevarnos a identificar al aluminio, que es más ligero.

Material Símbolo químico

Peso(Lb/pie)

Peso(g/cm)

Aluminio AL 160 2.7

Acero al carbono

N/A 490 N/A

Hierro fundido

Fe 450 7.87

Cobre Cu 558 8.96Oro Au 1205 19.3Plomo Pb 710 11.4Magnesio Mg 109 1.74Níquel Ni 560 8.9Zinc Zn 446 7.13

-Prueba de Sonido: Algunos metales tiene un sonido característico que ocurre al golpearse con cierto tipo de objetos entre ellos:

-Sonido resonante: Acero con alto contenido de carbono, acero al magnesio.

-Sonido Sordo: Fundiciones, zinc y aluminio.

-Prueba Magnética: Esta prueba se puede distinguir fácilmente en materiales llamado ferromagnéticos, con la ayudad e un imán. Los aceros magnéticos son todos aquellos que en su estructura contienen ferrita, perlita, vainita o martensita. Están comprendidos los aceros no aleados, los de baja y media aleación. Los aceros no Magnéticos son los cuales tienen una estructura austentica como los aceros Cromo-Níquel aceros con más de 10% de Manganeso y los aceros de más de 205 de Níquel.

- Prueba de Chispa entre Metales:

Dicha prueba consiste en acercar una probeta de acero a una muela de esmeril en movimiento, los granos de la muela arrancan pequeñas partículas calentándolas hasta la temperatura de fusión, formando asi una estela de chsipas a su paso. El incremento de esta estela depende del acero utilizado, los aceros al carbono darán chispas blancas, luminosas y que tardan en extinguirse; cuanto más dulce el acero mayor y más luminoso serán las chispas. Los aceros de aleación dan chispas menos brillantes, a veces rojizas, con penachos cortos.

Este ensayo lo rige una norma llamada ASTM; es un líder reconocido a nivel mundial en el desarrollo y entrega de normas internacionales de consenso voluntario. Hoy en día hay cerca de 12.000 normas ASTM, que se utilizan en todo el mundo para mejorar la calidad producto, aumentar la seguridad en el procedimiento, facilitar el acceso a los mercados y el comercio y fomentar la confianza de los consumidores. ASTM sirve en diversas industrias que van de la mano de los metales para la construcción, petróleo, para los productos de consumo y mucho más.

7- Resultados

Como resultado podemos destacar,que existen diferentes métodos por lo cuales se identifican los materiales, simplemente por el color, al sujetarlos y establecer la diferencia de pesos, golpearlos uno con otros ya que producen sonidos “resonantes o sordo” y por ultimo la prueba de chispas.

De este ultimo con la ayuda del esmeril y visualizando la chispa que produce, logramos identificar los diferentes tipos de aceros. En esta prueba, vimos un comportamiento distinto de las chispas, que cada acero expulsaba del esmeril. La cantidad de estelas depende de la cantidad de carbono, como ya se había mencionado anteriormente, los aceros con una cantidad de carbono entre 0,15% y 0.13% dan chispas de rayos lisos de color amarrillo oscuro, donde en la punta aumenta el volumen y la luminosidad. A medida que aumenta la cantidad de carbono aumenta luminosidad siendo mas brillantes como se muestra en la Figura 1.2. En las fundiciones se identifica con facilidad, porque da chispa de color rojo oscuro (ver Figura 1.3). En los acero inoxidable como contiene molibdeno, produce menos cantidad de chispas con una prolongación completamente separada de color rojo anaranjado (ver Figura 1.4).

En los aceros no ferroso como es el caso del aluminio (ver figura 1.5), bronce no hubo chispas ya que su cantidad de carbono es muy pequeña o casi nula.

8- Conclusión

Con el anterior informe, se puede concluir la importancia que tienen las pruebas de clasificación de materiales para una mejor aplicación en los diferentes campos de acción.

Las diferentes pruebas han sido probadas por expertos en el caso, además son regidas por normas tan importantes como las ASTM.

8- Bibliografía

Ciencia e Ingeniería de los Materiales, Donald R, Askeland.

Guía mecánica para ingenieros/ Ciencia de los materiales(p,10-28)

9. Anexos

Figura 1.1

Figura 1.2

Figura 1.3

Figura 1.4

Figura 1.5