Resumen Materiales Industriales

8/17/2019 Resumen Materiales Industriales

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Introducción

Materiales metálicos: compuestos por elementos metálicos aunque pueden estarcombinados con elementos no metálicos. Poseen estructura cristalina y son

buenos conductores eléctricos y térmicos. Son muy resistentes. Pueden ser

ferrosos o no ferrosos. Materiales cerámicos: resultan del enlace de elementos metálicos y no metálicos.

Su estructura puede ser cristalina, amorfa o mezcla de ambas. Tienen alta durezay alta fragilidad. Además poseen una elevada temperatura de fusión.

Polímeros: son moléculas orgánicas y tiene estructura no cristalina. Poseen bajaconductividad eléctrica y se utilizan como aislantes. Tienen baja densidad.

Materiales compuestos: son combinaciones de materiales de diferente tipo.Cuando mayor sea la superficie de contacto, más resistente va a ser. Cuando máshomogéneo sea el material, esta superficie de contacto va a ser cada vez mássimilar entre las partículas. En cambio, si el material es heterogéneo, estasuperficie de contacto será distinta para parte de las partículas.

Nanomateriales: están formados por nanopartículas y son muy homogéneos yresistentes.

Materiales biomédicos: compatibles con los fluidos del cuerpo humano.

Todos estos materiales tienen una característica en común ya que al aumentar sutemperatura, se reduce la resistencia de los mismos.

Ductilidad: capacidad de un material de fluir en hilos.Fragilidad: reacción frente al choque, resistencia.Maleabilidad: propiedad del material de poder fluir en laminas

Estados de tensión

Tracción: fuerza saliente de la sección Compresión: fuerza entrante a la sección Corte: corte de la pieza Torsión: fuerzas simultáneas en direcciones opuestas sobre la sección. Fatiga: fuerza aplicada de un mínimo a un máximo repetidamente.

Sección

FuerzaesfuerzoTensión /

Enlaces primarios

Metálico: los átomos ceden sus electrones de valencia formando un mar deelectrones donde se enlazan los núcleos de los átomos. Es un enlace nodireccional ya que las propiedades son iguales en todas direcciones. Al circularcorriente los electrones se acomodan para que esta circule con facilidad(conductividad eléctrica de los metales).

Covalente: se comparten los electrones de valencia de manera altamentedireccional.

Iónico: existe transferencia de electrones de un átomo a otro formando un enlaceno direccional. La conductividad eléctrica de estos enlaces es muy baja.


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Enlaces secundarios

Puente de hidrógeno Fuerzas de van der Waals: enlaces entre átomos y moléculas con energía de

enlace baja. Fuerzas dipolo permanente

Estructura cristalina: indica como están posicionados los átomos en la molécula. Se pueden clasificar los sólidos en dos tipos: sólidos cristalinos, donde su estructura serepite perfectamente y son anisótropos (iguales propiedades en una misma dirección) ylos sólidos amorfos, en donde la estructura cristalina varía y son isótropos (iguales

propiedades en cualquier dirección)Los átomos se ubican de tres maneras posibles según su celda unitaria:

Estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC) Estructura cúbica centrada en las caras (FCC)

Estructura hexagonal compacta (HCP)

Factor de empaquetamiento: Volumen de los átomos de la celda/ volumen de la celda

Defectos de los materiales en un punto: Vacancia: falta de un átomo por defecto en la fabricación Intersticial: presencia de un átomo en posición intersticial (superpuesto). Sustitución intersticial Impureza intersticial

Defectos de los materiales de línea Dislocación: imperfección en la red cristalina alrededor de una línea. A partir de

esfuerzos mecánicos se produce un desplazamiento de los planos cristalinos. Seforma durante la solidificación o enfriamiento, por deformación plástica o alrecibir un esfuerzo cortante. Los átomos se desplazan formando un escalón en el

borde del material. Se cuantifica el nivel de deslizamiento por un defecto linealmediante el vector de Burgers.

Otros defectos: se acumulan las imperfecciones en los bordes del grano (límite degrano).

Conductividad

Eléctrica: los metales puros tienen la mejor conductividad eléctrica, sinembargo, al sufrir aleaciones, esta se va perdiendo. El cobre es el mejorconductor, sin embargo el aluminio es el más liviano.

Térmica: evalúa el paso de calor a través de un material. Los mejores aislantestérmicos son los cerámicos.

Aleaciones

Es la combinación de uno a más metales. El hierro es metal puro, mientras que el acero posee al menos 2% de carbono.


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Fabricación de acero

1) Ingresa mineral y combustible a un horno, formando arrabio2) Se mezcla el arrabio con chatarra de acero en un horno y se dosifican los

elementos de la aleación. Ahí se obtiene un lingote3) Se aplica laminación (pasa el material por rodillos sucesivos) al lingote con elmaterial en caliente.

4) Se realiza trafilacion para que el material adopte la doma deseada. Se traccionala pieza por un molde para que adopte determinada sección.

5) Arranque de viruta.6) Fundición: se vierte el material en estado líquido dentro de un molde.7) Forjado: se dobla la pieza en caliente mediante moldes para lentamente obtener

la pieza en la forma final deseada.

Ensayos

Estos permiten observar la estructura metalográfica del material, es decir, saber como esel material dentro mismo de su estructura.

Destructivos

1) Ensayo de tracción:

Es cuasiestático ya que la velocidad es muy baja Se aplica una fuerza en sentido longitudinal hasta la fractura. Se trabaja con una probeta normalizada para poder compararla con el modelo

original. Se produce estricción, es decir, a medida que avanza el ensayo, se genera una

deformación transversal de la pieza, se va haciendo más angosta la sección de lazona que luego se romperá. En materiales dúctiles la estriccion es mayor. El

período de estricción comienza luego de la tensión máxima, es decir, cuando la pendiente es decreciente.

Se ven dos períodos: elástico, el cual se representa con una recta y es donde elmaterial puede volver a su estado inicial en caso de suprimir la carga y plástico,donde se deforma la pieza de manera permanente.

El límite elástico es el punto en el cual el material se deforma de manera

permanente. Es posible aplicar un coeficiente de seguridad para disminuir elvalor de dicho límite. Es donde comienza la fluencia (siempre y cuando elmaterial no tengo aleaciones).

En la recta del período elástico, la constante de proporcionalidad es el módulo deelasticidad de Young. Este disminuye con la temperatura ya que se pierdeenergía potencial entre los enlaces a media que esta aumenta. En este período, seaplicara la ley de Hooke, donde la pendiente dependerá del material, cuando másrígido sea, más vertical será.

Resiliencia: energía absorbida en el período elástico. Es el área debajo del período elástico.

Período de fluencia: se produce deformación sin aumentar la tensión. Se rompenlas fuerzas intermoleculares y la tensión oscila.


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En caso de materiales no dúctiles, no existe la zona de fluencia y se considera allímite elástico como el 0,2% de la tensión elástica.

Los materiales dúctiles tiene una rotura de “copa-cono” ya que disminuyen susección lentamente (estriccion) y el alargamiento es mayor. En caso demateriales frágiles, no hay estricción.

1) Período elástico2) Zona de fluencia3) Período plástico4) Estricción

E .

tg E

l

l

Tenacidad: área debajo de la curva completa.

Para identificar los materiales se utiliza la norma SAE:1 0_ _ significa que el acero no tiene aleaciones que solo es al carbono

_ _ 1 0 quiere decir que el acero posee 0,1% de carbono

2) Ensayo de compresión: se realiza para cerámicos

3) Ensayos de dureza

La dureza es la capacidad que presenta un material a evitar su propia deformación plástica. Se realizan mediante cargas puntuales en materiales. Se mide la huellarealizada con un penetrador.

Ensayo de dureza Brinell: se ejerce una fuerza con una bolilla y se mide ladureza del material según el diámetro de la impresión. El tamaño de la bolillavaría según la homogeneidad del material, cuanto menos homogéneo, mayor esla bolilla ya que se puede confundir la impresión con alguna imperfección propiade la superficie. Se utiliza en materiales no ferrosos.D: diámetro de la bolillad: diámetro de la impresión

2

1

22.. d D D D

P

S

P H

B


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5

Ensayo de dureza Rockwell: Se utiliza una precarga sobre una superficie plana(para eliminar la deformación elástica) y luego una carga (cono de diamante o

bolilla de acero pequeña), para así obtener la profundidad de la penetración quese va a trasladar a un valor.

Ensayo de dureza Vickers: se utiliza un penetrador de diamante tallado en forma

de pirámide. Este método es utilizado para materiales muy duros. Se aplicada eldiamante sobre una superficie limpia y pulida, además debe realizarse lejos delos bordes del material.El ensayo Vickers es una mejora al ensayo Brinell y consiste en medir lasdiagonales de la impresión de la probeta de diamante.

2

854.1

d

P

S

P Hv

Métodos portátiles: se utilizan cuando no se puede obtener una probeta del material Método Leeb: electrónico Método Charpy: se utiliza una probeta de 10x10x55 y un péndulo de impacto.

La probeta se utiliza para normalizar el ensayo y poder compararlo con el decualquier lado. El ensayo consiste en soltar el péndulo desde una determinadaaltura y con una determinada energía potencial. Luego se mide la altura quealcanza el péndulo al romper la pieza y se considera eso como la energíaabsorbida por el material.El ensayo de Charpy depende de la temperatura, ya que al aumentarla, aumentala fragilidad del material.Si el material es más frágil, se absorbe menos energía, mientras que si elmaterial es más dúctil se absorbe más energía.

Ensayo de fatiga

Para este ensayo se debe notar que las causas de la fatiga puede ser: un esfuerzoflexorotatorio o la compresión y tracción de una viga.Para este ensayo se somete a una probeta del material a un maquina que gira el material

produciendo efectos cíclicos o bien las fibras se traccionan y luego se comprimen hastala rotura.El esfuerzo de fatiga produce la rotura de la pieza con valores de tensiones menores a latensión de rotura en un ensayo a tracción.El límite de fatiga es el valor límite de esfuerzo por fatiga que puede recibir una piezaantes de romperse.

Si la probeta se rompe en la primera

vuelta se considera que el esfuerzo essimilar al ensayo de tracción sobre lamisma.Las roturas varían según el material,en caso de ser una material frágil se

produce perpendicular al eje de la pieza mientras que para uno dúctil serompe “copa y cono”. Se dice que el límite de fatiga soloexiste para los materiales ferrosos,mientras que para los no ferrosos la

tensión decrece hasta la rotura


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Ensayos no destructivos

Estos se realizan para detectar defectos en las propiedades físicas

Tintas penetrantes: para encontrar fallas superficiales se aplica un líquido (tinta)

sobre la misma para luego retirarla y encontrar las imperfecciones mediante unrevelador. Partículas magnéticas: se realiza para fallas superficiales y subsuperficiales y es

únicamente aplicable a materiales ferrosos. Este método se basa en comparar la permeabilidad magnética existente entre el aire (donde estará la falla) y elmaterial.

Radiografía industrial o gammagrafia: se utiliza para fallas a gran profundidadmediante rayos X. Sin embargo solo se utiliza para piezas complejas y de altaimportancia ya que requiere condiciones de máxima seguridad.

Ecografía: se utiliza para fallas internas y se compara la diferencia develocidades de expansión de las ondas electromagnéticas.

Ultrasonido: se basa en la diferencia de velocidades de propagación del sonidoen distintos medios.

Trabajo mecánico

Se realiza trabajo mecánico para cambiar la orientación y el tamaño del grano

Laminación en frío/caliente: disminuye el tamaño de los granos medianterodillos cilíndricos que moldean la pieza a las características deseadas.Esto aumenta la resistencia y la dureza, pero disminuye la ductilidad. Estas

condiciones se denominan acritud.Para volver a la pieza a su estado original se les aplica un recocido para queaumente nuevamente el tamaño de los granos.La ventaja de trabajar con la chapa en frío es que no hay que tratarla

posteriormente. Se trabaja en caliente materiales de gran espesor.

Extrusión: se le da al material la forma deseada mediante un molde, es decir, seobliga a pasar un material en estado plástico por un orificio con una formadeterminada. La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con seccióntransversal definida y fija. El material se empuja o se extrae a través de untroquel de una sección transversal deseada.


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Trefilado: reducción del diámetro para adoptar una sección determinada.

Embutido: obtención de piezas huecas con forma de recipiente a partirde chapas metálicas. En la embutición de una pieza se parte de una porción

de chapa que descansa sobre la matriz, mientras el pisador la mantiene sobre estay el punzón ejerce la presión necesaria para conformar la pieza provocandola fluencia del material a través de la cavidad abierta en la matriz.

Introducción diagrama Hierro-Carbono

Solubilidad : cantidad de material que se puede disolver sin formar una nueva fase. Paraque dos sustancias sean solubles deben tener: átomos de estructura semejante, igualestructura cristalina, igual valencia de iones, electronegatividad similar.

Alotropía: metal que puede tener diferentes estructuras cristalinas a diferentestemperaturas (hierro).Cambios alotrópicos del hierro:

1) T>1535 esta en fase líquida2) 1390


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Diagrama Hierro-Carbono

En el diagrama de equilibrio o de fases, Fe-C se representan las transformaciones quesufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o

enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesosde difusión (homogeneización) tienen tiempo para completarse. Dicho diagrama seobtiene experimentalmente identificando los puntos críticos — temperaturas a las que se

producen las sucesivas transformaciones — por métodos diversos.Los puntos invariantes son aquellos que no importa que gráfico, van a tener siempre lasmismas coordenadas. En ellos coexisten tres fases, se consideran puntos triples y se danlas reacciones invariantes.

Punto eutéctico (1130ºC y 4,3%C): es la Tº mas baja a la que funde una aleación hierro-carbono (4,3%C). También se puede definir como el punto en que se pasa directamentede sólido a líquido.

Reacción eutéctica: a 1130ºC el liquido (4,3%C) se transforma en austenita (2,1%C) y

cementita (6,67%C). Reacción eutectoide: a 723ºC la austenita (0,89%C) se transforma en ferrita-α(0,022%C) y cementita (6,67%C).

Punto eutectoide (723ºC y 0,89%C): es el punto más bajo en el que es estable laaustenita. También se puede definir como el punto en el que se pasa de un constituyentea otro.

Punto peritéctico: Reacción peritéctica: a 1495ºC el líquido (0,53%C) y Ferrita- δ(0,09%C) se transforman en austenita (0,17%C).

Eutéctico: líquido que se solidifica en dos fases sólidas.

Al formar el acero, el carbono no se encuentra libre sino en forma de cementita (Fe3C).Podría estar en estado estable, donde la velocidad de enfriamiento es lenta y el carbonose transforma en grafito, o metaestable, donde la velocidad es rápida y el carbono en laaleación pasa a un estado inestable (cementita).Las fases del acero son:

Ferrita (Fe-α): la cual tiene estructura cúbica centrada en el cuerpo y es unasolución sólida intersticial de carbono en hierro-α. Es la forma estable de Fe atemperatura ambiente. La máxima solubilidad se presenta a los 723ºC y es de0,022%C para luego disminuir hasta 0,008%C a temperatura ambiente.

Austenita (Fe-γ): solución sólida de carbono en hierro-γ con estructura cúbica

centrada en las caras y de tipo intersticial. Es una fase dúctil y blanda con unasolubilidad máxima de 2,03%C a 1130ºC. Presenta una estructura de granos poligonales.

Ferrita- δ: posee la misma estructura que la Ferrita (Fe-α) Cementita (Fe3C): único compuesto químico del diagrama. Compuesto

intermetálico metaestable. Es un compuesto duro y frágil cuya resistencia a latracción es pequeña pero su resistencia a la compresión es elevada.

El diagrama hierro carbono es un diagrama metaestable, mientras que el diagramahierro-carbono (grafito) es un diagrama estable.La perlita es un microconstituyente laminar formado por láminas alternada de ferrita y

cementita poseyendo propiedades mecánicas propias de ambas fases. Es más blanda que

http://es.wikipedia.org/wiki/Difusi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Difusi%C3%B3n


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la cementita pero más dura que la ferrita ya que es una mezcla de dos fases como laferrita y la cementita.

Aceros hipoeutectoides: a temperatura ambiente tienen microestructura de perlita yferrita.

Aceros hipereutectoides: tienen más de 0,89%C.

Cuanto mayor sea el porcentaje de carbono, habrá mayor cantidad de cementita lo queaumentará la dureza del acero (dependiente de la cantidad de carbono).A mayor dureza, mayor fragilidad y menor ductilidad por lo que no existe fluencia en lacurva de elongación. Esto varía para los diferentes tipos de aceros, sin embargo, losenlaces atómicos son siempre iguales por lo que la pendiente de la parte lineal essiempre igual.

Tratamientos térmicos

Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones de calentamiento yenfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia,velocidad, presión, etc., de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin demejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y laelasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente,el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientostérmicos diversos a los cerámicos.Los tratamientos térmicos se realizan sobre la pieza terminada, es decir, materiales ya

procesados y listos para su uso.Se modifica la naturaleza de los constituyentes sin variar la composición. Se realizanmodificaciones estructurales como la dimensión y la forma de los microconstituyentes.Se busca modificar la distribución y la intensidad de las tensiones internas.Estos, constan de tres etapas:

http://es.wikipedia.org/wiki/Metaleshttp://es.wikipedia.org/wiki/Durezahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_t%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Elasticidad_(mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos)http://es.wikipedia.org/wiki/Acerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fundici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fundici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Acerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Elasticidad_(mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos)http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_t%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Durezahttp://es.wikipedia.org/wiki/Metales


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Etapa de calentamiento: donde la velocidad de calentamiento depende de lageometría de la pieza y no del tratamiento realizado.

Etapa de mantenimiento a temperatura: la temperatura que se alcanza dependedel tratamiento realizado y todo el cuerpo se mantiene a la misma temperaturadurante esta etapa.

Etapa de enfriamiento: donde la velocidad de enfriamiento depende deltratamiento que se haga.

Durante el tratamiento puede ocurrir que al pasar de hierro-α a hierro-γ se contraiga elmaterial, mientras que al hacer el proceso inverso se dilate. En caso de que ocurran almismo tiempo se producirán rajaduras. Para evitar esto, es necesaria una cuidadosaelección de la velocidad de calentamiento en donde todo el material se transforme almismo tiempo o bien evitando que el material sea de mucho espesor.Durante la etapa de calentamiento, los granos se dilatan, sin embargo, durante la etapade enfriamiento, estos no se contraen, sino que mantienen el tamaño adoptado. Se sabetambién, que las mejores propiedades mecánicas se obtienen con el grano de menor

tamaño.

Tipos de tratamientos térmicos

Son tres tipos: Tratamientos isotérmicos o curvas TTT Tratamientos con enfriamiento continuo Tratamientos con cambio y sin cambio en la composición química

A) Tratamientos isotérmicos o curvas TTT

Son transformaciones que ocurren en un acero con una determinada composicióncuando es enfriado a temperatura constante durante cierto tiempo.Los tratamiento se pueden dividir por la velocidad de enfriamiento: el temple se enfríarápidamente mientras que el recocido o normalizado se enfrían a temperatura ambiente.El medio en el que se realizan solo sirve para modificar la velocidad de enfriamiento.

Recocido: tiene como objetivo ablandar el acero, regenerando la estructura yeliminando tensiones. Se realiza un calentamiento seguido de un enfriamientomuy lento. Existen tres tipos de recocido: Recocido con austenización completa: se transforma todo el acero en

austenita y se utiliza para ablandar y regenerar la estructura. Recocido con austenización incompleta: se utiliza para ablandar la pieza

y transforma en aceros aleados con más de 0,5% de carbono. Recocido subcrítico: se utiliza para ablandamiento y se caliente

levemente la pieza, sin embargo, no funciona con todos los aceros. Normalizado: tiene como objetivo obtener una pieza con propiedades

consideradas como normales. Se realiza un calentamiento hasta la austenizacióncompleta de la pieza y luego se la somete a enfriamiento a temperaturaambiente. Mediante este tratamiento se logra borrar tratamientos anteriores,eliminando tensiones y corrigiendo enfriamientos irregulares y sobrecalentados.Se utiliza para aceros al carbono y/ de baja aleación.

Temple y revenido: tiene como objetivo endurecer y aumentar la resistencia dela pieza. Se realiza un calentamiento hasta la autenizacion completa de losaceros hipoeutectoides e incompleta de los hipereutectoides, seguido de unrápido enfriamiento en agua. Este enfriamiento rápido, produce la aparición de


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martensita (solución sólida sobresaturad de carbono y Fe-α) definida como lacantidad de austenita remanente a temperatura ambiente. Esta aparece debido alenfriamiento rápido al no respetar el diagrama hierro-carbono. La martensita esaltamente inestable mientras que luego del revenido, esta se estabiliza formandouna solución de cementita y ferrita.

Luego de realizado el temple, la pieza se encuentra en estado frágil, por lo quees necesaria la realización de un revenido donde se modifique la forma del granoy recupere su tenacidad.

Revenido: tiene como objetivo mejorar la tenacidad de los aceros templados.Este se realiza mediante un calentamiento hasta la austenización incompletaseguido de un enfriamiento a temperatura ambiente.

Tratamientos isotérmicos: se realiza un calentamiento hasta la austenizacióncompleta seguido de un enfriamiento con transformación isotérmica(austempering, martempering, recocido isotérmico).

Tratamientos térmicos superficiales: buscan endurecer superficialmente la pieza.El temple superficial solo calienta la superficie de la pieza la cual se transforma

en martensita.

Teniendo austenita: Si enfrío lentamente (recocido): se obtiene perlita (laminas paralelas) Si enfrío semi-rápido: se obtiene bainita (agujas muy finas) Si enfrío rápido (temple): se obtiene martensita (solución sobresaturada de C)

La ferrita, al ser estable a temperatura ambiente, no se modifica con un enfriamiento.La austenización completa se realiza en aceros hipoeutectoides.Existen aceros de baja cantidad de carbono a los cuales no se los puede endurecer portemple ya que no se logra obtener martensita sin importar la velocidad de enfriamiento

elegida. Para esto se realiza un tratamiento de difusión donde se busca aumentar ladureza de la pieza agregándole carbono en su superficie. El carbono, penetrará porsustitución o intersticialmente (deformando la red). La cantidad de carbono que penetredependerá del tiempo y la temperatura a la que sea expuesto.

Curva de la S

Un diagrama TTT (temperatura, tiempo, transformación) o curva S resume las posiblestransformaciones de la austenita para cada acero, imprescindibles tanto para el diseño detratamientos térmicos como para la interpretación de las microestructuras resultantes

después de los mismos. Su construcción experimental se realiza mediante undeterminado número de probetas de acero que, previamente austenizadas, se enfrían en baños de sales a diferentes temperaturas y tiempos determinados. Luego se la expone aun baño de agua. La microestructura obtenida en cada una de las muestras se analiza yrepresenta, obteniéndose así el diagrama TTT para ese acero.La curva de la S corresponde a un solo tipo de material y una sola composición. Si se lehace una aleación cambia la curva.Si la curva se mueve hacia la izquierda aumenta la tasa de velocidad por lo que elenfriamiento deberá ser más rápido para obtener martensita.Si se aumenta la cantidad de carbono, la curva de la S se desplaza hacia la derecha (lacantidad de carbono que se agrega o quita corre la curva). Es por esto que se necesitan

aceros con mas de 0,3% de carbono para formar 100% martensita ya que de los

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contrario las velocidades para formar martensita se harían demasiado grandes. Aldesplazar la curva aumenta la templabilidad.La templabilidad depende del porcentaje de carbono y principalmente de los aleantes yel microconstituyente inicial. Es la distribución de la dureza en la pieza.La dureza superficial no se modifica con la templabilidad ya que la dureza depende la

cantidad de carbono, luego a medida que se aleja de la superficie la disminuye en grancantidad para los materiales de baja templabilidad mientras que no disminuye de talmanera en aceros de alta templabilidad (recordar: templabilidad = distribución de ladureza).La templabilidad de un material depende de:

El porcentaje de carbono Los aleantes El tamaño del grano.

A medida que se acerca la temperatura de austenización, más blanda esta la pieza parael revenido. Sin embargo, no se debe pasar la temperatura de austenización ya que se

perdería todo el trabajo realizado.

La dureza de un material depende la deformación que se le puede realizar al cubo de laestructura cristalina del material.

En la curva roja comienza la transformación de la austenita.En la curva azul finaliza la transformación, obteniendo perlita, bainita o martensita.En la parte superior de la transformación, se obtiene perlita gruesa, luego en la segundalínea punteada coexisten la perlita fina y la bainita superior. Por último, antes de lamartensita, existe la bainita inferior.


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Las rectas de colores representan los tratamientos, la verde es un recocido isotérmico, laamarilla un recocido de enfriamiento continuo mientras que la rosa es un templado. Se

puede apreciar, que a mayor pendiente de la recta, mayor es la velocidad deenfriamiento. Una línea que finalizara en bainita representaría un normalizado.Estas curvas representan el enfriamiento y transformaciones de la austenita, no se puederepresentar el revenido ya que este se realiza sobre martensita y no sobre austenita.

Velocidad crítica de temple

La velocidad crítica de temple es la velocidad más lenta a la cual puedo transformar laaustenita en 100% martensita. A una velocidad menor, comenzaría a aparecer perlita y/o

bainita.Esta velocidad es importante ya que al hacer la transformación siempre convienehacerla lo más lento posible para evitar rajaduras.En el grafico, la velocidad crítica de temple se representa como la pendiente de unarecta tangente a la curva de la S en un determinado punto.

B) Transformadores de enfriamiento continuo

Estos tratamientos no son prácticos y se llevan a cabo mediante enfriamiento continuo atemperatura ambiente. Se representan mediante curvas TCC que son similares a la curvade la S pero desplazadas ya que la etapa final se desplaza a la derecha y abajo.

C) Tratamientos que modifican la composición química

Nitruración: adsorción de nitrógeno en la superficie formando nitruros a partirdel sometimiento de la pieza a una atmosfera de amoniaco. Una vez expuesta la

pieza a dicha atmosfera se aumenta la temperatura por debajo de la temperaturaeutectoide y se forman los nitruros ya mencionados.

Cementación: proceso que favorece la difusión de C desde el interior a lasuperficie (aumentan las propiedades mecánicas). Se forman carburos ycementita en la superficie.

Carbonitruración

D) Tratamientos que no modifican la composición química


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Es el proceso de darle utilidad a un metal, moldeándolo, perfeccionándolo,mejorando sus propiedades mecánicas y solidez metalúrgica a través de unadeformación plástica controlada.

Laminación: operación donde se hace pasar un metal por trenes de rodillos

cilíndricos paralelos en forma progresiva hasta parecerse al formato deseado. Extrusión Conformado: se realiza en caliente mediante la aparición de grandes presiones.

Buscando darle a la pieza una forma característica. Estampado Fraguado Estirado: es un proceso en el cual se reduce la sección transversal de una barra,

varilla o alambre al tirar de un material a través de una abertura.

Sinterización: proceso en el cual se somete a un polvo o compactado metálico a uncalentamiento (por debajo de su temperatura de fusión) para fortalecer la unión entresus partículas.

Ensayo Jominy

Se trata de templar una probeta estandarizada del acero estudiado. Primero se calienta ala temperatura de austenización, enfriándola posteriormente mediante un chorrode agua con una velocidad de flujo y a una temperatura especificada, el cual sólo enfríasu cara inferior. Dicha cara actúa como superficie templante y enfría la probeta deforma longitudinal hacia su extremo superior sólo por conducción, apareciendoun gradiente de velocidades de enfriamiento desde la máxima velocidad en el extremo

templado (inferior), a la mínima en el extremo superior.Luego se extraen muestras de la misma a diferentes distancias de la base, se evalúa sudureza y se trazan las curvas de templabilidad de Jominy.Si se exponen dos aceros con el mismo porcentaje de carbono ambos tendrán la mismadureza superficial ya que esta depende del porcentaje de carbono.Cuanto más plana es la curva de Jominy mejor templabilidad tiene el acero.La encontrar la dureza de un material mediante Jominy es necesario conocer el mediode enfriamiento y el diámetro de la barra. A partir de estos se obtiene la distancia de lazona templada al centro y luego mediante la curva de Jominy obtengo la dureza.

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Para la mayoría de los aceros al carbono un temple produce en la misma posición de lasección transversal velocidades de enfriamiento similares en probetas cilíndricas deigual material y diámetro. Las velocidades de enfriamiento varían según: diferentesdiámetros de probetas, diferentes posiciones en las secciones transversales, diferentesmedios de enfriamiento.

Perfil de dureza

A partir de la dureza de un material en un determinado medio de enfriamiento se puedetrazar un perfil de dureza en función de la distancia al centro de la pieza. Mientras máschata sea la curva de dureza, el material tendrá mejor templabilidad.

Tratamientos termoquímicos

Pasos: Austenizar completamente el acero en una atmósfera capaza de ceder carbonos a

la pieza. Dejar la pieza hasta que se produzca la difusión de la superficie y se cubra con

una capa de carbono.

Templar la pieza superficialmente Revenir

Aceros y fundiciones

Aceros

Los aceros son aleaciones de hierro y carbono. El carbono es el principal elemento ensolución. El contenido de carbono modifica las propiedades mecánicas de los aceros:

A partir de 0,4%C son difícilmente soldables

Hasta 0,4%C poseen baja templabilidad


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A partir de 2%c son imposibles de deformar en frío o en caliente Se los puede conformar por arranque de viruta o a partir de piezas obtenidas por

coladas (fundiciones).

Aleaciones: resultante de la adición de dos o mas elementos para obtener un producto de

características físicas y mecánicas distintas a cada uno de los componentes.Impurezas: elementos siempre presentes en los metales, son indeseables y deterioran el

producto.Los aleantes modifican los aceros en todos sus aspectos. Modifican el tipo, el tamaño tla distribución de los microconstituyentes, la temperatura de fusión, de trasformación yla templabilidad. Además, pueden modificar las propiedades mecánicas (dureza,maleabilidad, ductilidad, resiliencia, tenacidad, resistencia) e incluso las propiedadesfísicas (conductividad, permeabilidad magnética y dilatabilidad).Los aleantes modifican la temperatura eutectoide aumentando el campo de la ferrita ode la austenita, forman carburos y modifican la templabilidad.

Tipos de aceros

Aceros al carbono (entre 0,003%C y 1,2%C y entre 0,25%Mn y 1%Mn): poseenalta resistencia pero baja ductilidad y tenacidad.

Aceros de baja aleación (entre 0,003%C y 1,2%C, entre 0,25%Mn y 1%Mn yotros aleantes): tienen la ductilidad y tenacidad mejorada y se caracterizan por seresistentes y duros.

Aceros de alta resistencia y baja aleación (entre 0,003%C y 0,2%C y otrosaleantes): poseen baja densidad y tienen alta resistencia a la tracción.

Aceros de alta aleación: son aleaciones de hierro carbono sumadas a otros

elementos. Son inoxidables si el porcentaje de cromo es mayor a 12%. Sonresistentes a la corrosión, impermeables al aire y se caracterizan por su altadureza.Se pueden clasificar en:

Aceros de fácil mecanizado o corte libre: es un acero apto para el arranque deviruta y permite aumentar la velocidad de mecanizado para grandes series.Es una aleación formada por:o Plomo (0,15% a 0,30%): no se combina, no se termina de homogeneizar.o Azufre (0,10% a 0,30%): con el manganeso forma sulfuro que le permite

ser trabajado a grandes velocidades

Aceros al manganeso: son aceros austeníticos con gran resistencia al desgaste.Posee mas del 12% de manganeso (excavadoras, cruces de vías, industria pesada).

Aceros para usos mecánicos: son aleados con cromo, níquel y molibdeno. Estosmejoran la templabilidad y se utilizan para engranajes, ejes, piñones y otros usosde la industria automotriz.

Aceros para herramientas de corte: son aceros aleados con cromo, sandio ywolframio. Se utilizan en herramientas de corte como matrices y punzones.Poseen alta templabilidad y no pierden filo. Se caracterizan por su dureza (encaliente y en frío), resistencia al desgaste y su tenacidad. Se clasifican en:

o Aceros al carbonoo

Aceros para trabajo en frío

o Aceros para trabajo en caliente


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Aceros inoxidables: el principal aleante es el cromo (>12%), el cual forma unacapa de óxido de cromo impermeable, dura y resistente que impide la corrosión.Se pueden clasificar:

o Aceros inoxidables ferríticos (entre 0,08%C y 0,12%C y entre12%Cr y 18%Cr): poseen una microestructura ferrítica BCC y se

caracterizan por su baja resistencia mecánica y su baja resistenciaa la dureza. Además son ferromagnéticos y, al estar poco aleados,se caracterizan por su bajo costo.Se utilizan en tornillería, bulonería, hogar, decoraciones,vehículos, fábricas alimentarias.

o Aceros inoxidables martensíticos (entre 0,4%C y 0,7%C y entre12%Cr y 14%Cr): poseen microestructura martensítica contratamientos térmicos posteriores. Se caracterizan por su altaresistencia mecánica, alta dureza (alto % de C) y gran resistenciaal desgaste. Al estar poco aleados tienen bajo precio.Se utilizan en cuchillería, herramientas quirúrgicas, válvulas,

resortes.o Aceros inoxidables austeníticos (entre 0,08%C y 0,12%C, entre

18%Cr y 26%Cr, entre 3%Ni y 20%Ni y Mo): poseenmicroestructura austenítica FCC estabilizada con adición deníquel. Además se agrega Mo para evitar la corrosión. Secaracteriza por tener baja resistencia y gran capacidad dedeformación. Posee alta tenacidad y gran resistencia a lacorrosión. Sin embargo, no son ferromagnéticos y tienen alto

precio. Se utiliza en la industria petroquímica, plataformasmarinas, industria textil, cirugía, alambres.

o Aceros inoxidables duplex (entre 18%Cr y 26%Cr, entre 4,5%Niy 8%Ni y entre 2,5%Mo y 4%Mo): poseen estructura austeníticaferrítica. Tienen alta resistencia mecánica y alta ductilidad.Además poseen alta resistencia a la corrosión. Se utilizan en laindustria del gas y del petróleo, en la industria nuclear y en laatmosfera marina.

Fundiciones

Las fundiciones son aleaciones férreas de cualquier porcentaje de carbono con lacondición que la solidificación se produzca por el diagrama estable (que aparezcagrafito). Sin embargo es muy complicado que haya grafito con menos del 2%C, por lotanto tendrán una composición entre 2% y 6,67%C aunque en la práctica, la mayoría delas fundiciones contenga entre 3% y 4,5%.Las fundiciones mas comunes funden entre 1150ºC y 1250ºC, temperaturas mucho mas

bajas que para los aceros, lo que ayuda a que se moldeen con facilidad.Una vez solidificadas presentan mucha menor contracción que los aceros, por lo que seobtiene piezas con gran precisión de formas y medidas.


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Las fundiciones tiene peor resistencia a la tracción que los aceros y son mas frágiles(debido al grafito), pero tiene excelente resistencia a la compresión, al desgaste, a lafricción y a las vibraciones, Además, tienen facilidad de mecanizado.Colabilidad: capacidad de un material líquido de fluir y ocupar todos los espacios de unmolde. Se puede obtener un acero por colada, ya sea colada por inyección (aplicando

una fuerza externa para que ingrese al molde) o por gravedad (ingresando al molde dearena).El agregado de silicio modifica las propiedades magnéticas del acero, mientras que elagregado de cromo modifica las propiedades químicas del mismo.

Tipos de fundiciones

Fundición blanca:o Esta formada por perlita y cementita (enfriada en el diagrama

metaestable), en especial por esta última.o El porcentaje de carbono oscila entre 1,8% y 3,6%C mientras que el

porcentaje de silicio es bajo 0,5% y 2%Si. Además posee manganeso entre 2% y4%Mn.

o Es una fundición extremadamente dura y frágil, es muy resistente aldesgaste y difícil de mecanizar (debido a su dureza). Es posible aplicar untratamiento (fundiciones maleables) para lograr su mecanizado.

Fundición gris:o Aparece el grafito en cualquiera de sus formas enfriándose lentamente en

el diagrama estable.o Posee un porcentaje de carbono entre 2,5% y 4%C y un porcentaje de

silicio entre 2% y 3%Si.o En esta fundición el grafito se encuentra precipitado en forma de placas

afiladas y puntiagudas.o Es frágil y resistente a la compresión. Es de fácil mecanizado y fácil

conformado.o Se concentran las tensiones y se amortiguan las vibraciones.o Poseen alta colabilidad, es decir, tienen una adecuada temperatura de

colada para moldearse.o Es una fundición de bajo costo.o Posee estructura hexagonal, enlaces covalentes y forma laminada

Fundición dúctil o nodular o esferoidal :o Esta compuesta por hierro y grafito en nódulos

o

Se le agrega magnesio para evitar la formación de agujas de grafito.o Se forman precipitados esféricos.o Mejora las propiedades mecánicas (ductilidad, moldeabilidad, resistencia

al desgaste).o Es de fácil mecanizado

Fundición maleable: al calentar la fundición blanca a temperaturas entre 800 y900 ºC por un período de tiempo prolongado se obtiene una descomposición dela cementita, formándose grafito, formando una matriz ferrítica o perlítica,dependiendo de la velocidad de enfriamiento. La microestructura es similar a lade la fundición nodular, lo que origina una resistencia relativamente alta yuna ductilidad o maleabilidad apreciable

http://es.wikipedia.org/wiki/Fundici%C3%B3n_blancahttp://es.wikipedia.org/wiki/Grados_Celsiushttp://es.wikipedia.org/wiki/Cementitahttp://es.wikipedia.org/wiki/Grafitohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fundici%C3%B3n_nodular&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Ductilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Maleabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Maleabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ductilidadhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fundici%C3%B3n_nodular&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Grafitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cementitahttp://es.wikipedia.org/wiki/Grados_Celsiushttp://es.wikipedia.org/wiki/Fundici%C3%B3n_blanca


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Fundición atruchada: es una fundición intermedia entre la blanca y la gris.Comienza solidificando en el diagrama estable y pasa al metaestable justo antesde finalizar la solidificación.

Procesos en la maleabilización:

1) Grafitización

Se realiza un tratamiento térmico en las fundiciones blancas para obtener fundicionesmaleables. Primero se realiza una grafitización, donde se eleva la temperatura porencima de los 900ºC y el carburo se transforma en hierro y grafito.Luego se puede realizar:

Un enfriamiento rápido hasta 740ºC seguido de un enfriamiento lento. Laaustenita se transforma en ferrita y grafito. Se forma una fundición maleableferrítica.

Se realiza un enfriamiento lento hasta 850ºC seguido de un enfriamiento normal(a temperatura ambiente). La austenita se transforma en perlita y se denomina

fundición maleable perlítica.

2) Decarburación (método europeo)

Se utiliza para piezas fundidas de espesores finos. Las piezas se colocan en un hornorecubiertas de hematita (compuesto con alto porcentaje de hierro). El proceso comienzacon la grafitización y decarburación de la cementita, luego se grafitiza la austenita y porúltimo se forma perlita.

Aleaciones no ferrosas

IntroducciónLas aleaciones no ferrosas puede ser aleaciones comunes (cobre, níquel, zinc, plomo,estaño) o aleaciones ligeras (aluminio, magnesio, titanio y berilio).Todas estas, tienen grandes diferencias entre si, ya sea la temperatura de fusión,distintas resistencias, densidades o bien diferentes resistencias mecánicas específicas(resistencia por unidad de densidad).Estas aleaciones se endurecen por métodos ya estudiados como el trabajo mecánico en

frío (laminación, arranque de viruta, etc.), el agregado de carbono o tratamientostérmicos (precipitación y envejecido).


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Las aleaciones deben cumplir determinadas condiciones: Para realizar un tratamiento térmico a una aleación no ferrosa tengo que tener

dos fases sólidas a temperatura ambiente. La curva de solus tiene que ser pronunciada El precipitado debe ser un precipitado coherente en cuanto a la forma y tamaño

para meterse en la red cristalina.Para realizar estas aleaciones se caliente el material para su posterior enfriado rápido.En el proceso, se produce un ablandamiento debido a la nueva estructura. Luego delenfriado, se espera un tiempo hasta lograr el equilibrio de la microestructura.

Aleaciones de cobre

Características del cobre: Estructura FCC Peso especifico: 8093 g/cm3

Temperatura de fusión: 1083°C Gran conductividad térmica y eléctrica. Criogénico (conserva sus propiedades mecánicas a bajas temperaturas) Alta resistencia a la corrosión. Forma capas de óxido cuproso. Gran resistencia a la fatiga y al desgaste. Tiene excelente ductilidad.

Las aleaciones de cobre se realizan para mejorar las propiedades mecánicas delmaterial. Las principales aleaciones formadas con cobre son el latón y el bronce.

El cobre puro puede ser de dos tipos: cobre comercial ordinario (98%Cu) o bien cobrecomercial ordinario electrolítico (cobre refinado, caro, utilizado en cables de altatensión, 99,5%Cu).Siempre que tengamos una sola fase, es más fácil trabajar en frío, mientras que sitenemos dos fases de una aleación no ferrosa, será más resistente y más dura.El latón es una aleación de forja (formada por trabajo en caliente) formada por cobre yzinc. Estos, pueden clasificarse:

Latones α: también llamados latones rojos, poseen entre 5% y 30% de Zn. Se pueden clasificar en dos tipos:

o Latón 80-20: posee estructura FCC y se estima que tiene 20%Zn y80%C. Se utiliza en joyería.

o Latón 70-30: posee alta ductilidad y es de fácil embutido. Son blandos yfáciles de deformar. Se utilizan en municiones.

Latones α+β: también llamados latones amarillos y poseen entre 30%Zn y36%Zn. Se denominan latón 60-40 y son conocidos como el metal de Muntz.Poseen gran dureza y resistencia. Se utilizan en automóviles, instrumentosmusicales y monedas.

Latón naval: se le agrega un 10% de estaño para evitar la corrosión. Otros latones: se le agrega Pb, Al o Ni para mejorar sus propiedades mecánicas.

Cabe destacar que no existen aleaciones comerciales de latón con más del 50% de Zn

debido a su alta fragilidad.


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Otra aleación, es el bronce formado en su mayoría de casos por el agregado de Estaño o

bien puede agregarse Berilio, Silicio o Plomo. Se obtiene por fundición y se lo moldeamediante colado. Aleación de bronce con estaño: tiene alta resistencia a la corrosión y a la

tracción:o Hasta 8%Sn: se utiliza para láminas, alambre y monedas.o Entre 8%Sn y 12%Sn: se utiliza para engranajes y cojinetes.o Entre 12%Sn y 20%Sn: se utiliza para cojinetes y casquillos.o Entre 20%Sn y 23%Sn: al ser muy duro y frágil se utiliza para campanas.o Se le puede agregar fósforo formando bronce fosforoso el cual es muy

bueno para cojinetes ya que evita la fricción. Aleación de bronce de cobre y berilio: posee alta resistencia y con 2%Be puede

llegar a tener resistencia a la tracción similar al acero debido a tratamientos desolución y envejecido. Además posee buena resistencia a la fatiga y al desgastesumado a excelentes propiedades eléctricas y térmicas. Se utiliza para contactoseléctricos, engranajes, válvulas, cojinetes o elementos quirúrgicos. Posee

propiedades antichispa y se usa mucho en diversas industrias por esto. Aleación de bronce de cobre y silicio: posee resistencia a la corrosión y buena

resistencia a la tracción. Requiere entre 3%Si y 5%Si. Se utiliza en equiposmarinos, calderas, bombas y ejes.

Aleaciones de bronce con cobre y aluminio: elevada resistencia a la corrosión y buena resistencia a la tracción.

Proceso de endurecimiento por precipitación y envejecido

En varias clases de aleaciones como aluminio, cobre, níquel y magnesio se realiza este proceso para reducir la solubilidad y producir un material más fuerte.El envejecimiento térmico, también conocido como endurecimiento por precipitación esun tratamiento térmico para endurecer, es decir, aumentar la dureza y resistencia de lasaleaciones. Se basa en la deposición de fases metaestables en forma finamente dividida,de modo que forma una barrera eficaz contra los movimientos de las dislocaciones.El endurecimiento por precipitación se basa en los cambios de la solubilidad de sólido

con la temperatura para producir partículas finas de una impureza de fase, que impidenel movimiento de dislocaciones o defectos a través de la estructura del cristal. Estas

http://es.wikipedia.org/wiki/Endurecimiento_(metalurgia)http://es.wikipedia.org/wiki/Durezahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aleaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Aleaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Durezahttp://es.wikipedia.org/wiki/Endurecimiento_(metalurgia)


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dislocaciones sirven para endurecer el material. La precipitación de los sólidos puede producir diferentes tamaños de partículas, que tienen propiedades radicalmentediferentes. A diferencia del temple ordinario, las aleaciones deben mantenerse atemperatura elevada durante horas para permitir que la precipitación tenga lugar. Esteretardo de tiempo se denomina envejecimiento.

Posee tres etapas: Tratamiento de solución: se calienta el material hasta obtener una sola fase Se realiza un temple que produce una solución sólida sobresaturada. Este temple

lo ablanda obteniendo una sola fase. Envejecido o precipitación de partículas (artificial o natural).

Las aleaciones deben cumplir determinadas condiciones: Para realizar un tratamiento térmico a una aleación no ferrosa tengo que tener

dos fases sólidas a temperatura ambiente. La curva de solus tiene que ser pronunciada El precipitado debe ser un precipitado coherente en cuanto a la forma y tamaño

para meterse en la red cristalina.

Aleaciones de níquel

Características del níquel: Posee estructura FCC Peso específico 8,8 g/cm3 Temperatura de fusión 1460°C (elevada) Excelente resistencia a la corrosión (el más resistente de todos) incluso a altas

temperaturas.

Gran resistencia mecánica Alta conductividad eléctrica Material escaso, causa de su alto precio.

El níquel forma aleaciones de solución sólida, tenaces y dúctiles con metales comunes(Cu, Fe, Cr, Si, Mo, Mn y Al):

Monel: es una aleación de níquel y cobre (67%Ni y 23%Cu) obtenido mediantetrabajo en frío. Posee alta resistencia en altas temperaturas y excelenteresistencia a la corrosión. Se utiliza en la industria marítima, procesos

petroquímicos, industria energética, eléctrica, textil. Se puede apreciar entanques de combustible, destiladores de petróleo, válvulas, bombas, ejestornillería y tubería.

Inconel: es una aleación de níquel y cromo (15%Cr) que puede ser endurecida por precipitación y envejecido. Tiene gran resistencia, tenacidad y resiste lacorrosión y la oxidación a alta temperatura. Se utiliza en palas y alabes deturbinas de gas además de estar presente en escapes, calentadores de motores ytubos de protección.

Hastelloy D: aleación fuerte formada por níquel, silicio y cobre. Es tenaz,extremadamente dura y con excelente resistencia a la corrosión. Se maquina condificultad.

Hastelloy A y B: aleación formada por níquel, molibdeno y hierro. No responde

a los tratamientos mecánicos y posea alta resistencia a la corrosión.


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Anodizado: tratamiento electroquímico superficial en el cual se forma una capade óxido de alúmina (dura, transparente, compacta y protectora).Ocasionalmente se puede obtener una capa coloreada de aspecto decorativo. Elaluminio actúa como ánodo frente al ácido sulfúrico y un electrodo actuante decátodo.

Colaminado: el aluminio tiene la ventaja de poder unir dos chapas de diferentescalidades. El tratamiento consiste en hacer pasar estas dos láminas por dosrodillos de laminación a 350°C.

Soldadura

Aleaciones de magnesio

Características del magnesio:

Estructura HCP (poco deformable) Peso especifico: 1,74 g/cm3 Temperatura de fusión: 651°C (baja)

El magnesio forma aleaciones poco estables y muy susceptibles a la corrosión marina pero posee una resistencia razonable a las condiciones atmosféricas normales. Es pocodeformable mecánicamente. Tiene escasa resistencia a la fatiga y al desgaste. Se utiliza

para aviones, misiles, maletas y ruedas de automóvil.


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Cerámicos

Los cerámicos son materiales inorgánicos, no metálicos formados por elementosmetálicos y no metálicos enlazados mediante uniones iónicas y/o covalentes.

Son materiales frágiles y duros

Baja tenacidad Baja ductilidad. Son buenos aislantes eléctricos y térmicos (no conductores). Alta temperatura de fusión Alta resistencia al ataque químico Bajo costo Baja densidad Rigidez y resistencia estructural Resistencia a la corrosión.

Clasificación Productos de arcilla: productos estructurales de arcilla, porcelanas. Vidrios Cerámicos de uso ingenieril: óxido de aluminio, carburo de silicio, refractarios,

cementos, abrasivos, cerámicas.

Estructura cristalina en los cerámicos

Los cerámicos poseen enlaces covalentes y iónicos o una mezcla de ellos interpretadamediante un porcentaje que determina la cantidad de enlaces de cada tipo.

SilicatosEn estos materiales, los cationes ocupan los intersticios que corresponden a su radio.Además cada átomo de oxigeno es vértice común a diferentes poliedros decoordinación. La carga negativa de cada oxigeno esta compensada por la carga de loscationes.Los tetraedros de silicio solo comparten vértices (jamás aristas o caras). En caso de serunidades tetraédricas de Si sin oxigeno compartido, son muy estables.

Estructura

Son óxidos mixtos de Si y otros metales donde la unidad básica son tetraedros de4

4

SiO

que pueden estar aislados o unidos por vértices formando cadenas, láminas oagrupaciones tridimensionales.

Mica

Es un mineral constituido por silicatos de alúmina, hierro, calcio, magnesio y mineralesalcalinos complejos de potasio y aluminio. Se presenta en forma de laminas flexibles,elásticas y muy brillantes (ejemplo, moscovita). Se utiliza para aislante de maquinas dealta tensión, motores eléctricos y condensadores.

Asbestos

Se representan mediante la fórmula (SiO3)2. Son silicatos, minerales filamentosos

formados por fibras largas y delgadas. Además, son flexibles, aislantes térmicos,


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eléctricos y sonoros. Se utilizan para la ropa resistente al fuego ya que poseen esta propiedad.

Talco

Es un mineral de color blanco a gris verdoso perteneciente a los silicatos. Es blando y se

utiliza en la fabricación de papel, pinturas, gomas y plásticos.

Zeolita

Es un silicato de aluminio hidratado natural con sodio o calcio. Posee baja densidad yhabilidad de absorber gases y vapores.

Sílice (SiO2)Se utiliza en materiales compuestos por Silicio y oxigeno, además de tener un carácter

covalente. Son unidades de 44

SiO (átomos de oxigeno de cada tetraedro soncompartidos por tetraedros adyacentes). Poseen tres estructuras cristalinas (cuarzo,cristobalita y tridimita).

VidriosEstructura vítrea: se unen los tetraedros de sílice para producir una estructura reticular

Vidrios silicio-sódico-cálcicos: sílice (70 a 72%); sodio (14%) y cal (10%). Aesto se resuman óxidos que mejoran las propiedades físicas del vidrio.

Vidrio de borosilicato (80% SiO2, 12% B2O3, 4% AI2O3): el agregado de boroen la red vítrea de sílice, debilita la estructura y reduce el punto dereblandecimiento. Posee gran resistencia a los choques y mejor inercia químicadebido a la reducción de alcalinos. Es conocido como PIREX y se utiliza en

vidrios de laboratorio, utensilios de cocina y tuberías para productos químicos. Vidrios de alumino-silicato (55% SiO2, 20% AI2O3, cantidad pequeña de

B2O3, MgO y CaO): posee elevado punto de fusión debido a la alúmina ydioxido de silicio. Posee mejor resistencia a temperaturas elevadas que elsódico-cálcico. Se utiliza en tubos de combustión, utensilios de cocina.

Vidrios al plomo: se agrega oxido de plomo para modificar la red de sílice. Seutilizan como protección a la radiación de alta energía en vidrios ópticos,ventanas de radiación, lámparas de televisión.

Vidrios de botella: composición similar al vidrio común con cierto porcentaje deoxido de hierro,

Vidrios de cristal: se le agrega plomo o bario los cuales suman brillo, peso,sonido metálico además de la transparencia. Se utiliza en lentes, prismas,espejos.

Vidrios templados: consiste en calentar el vidrio hasta una temperatura próxima alreblandecimiento seguido de un enfriamiento brusco mediante la aplicación de aire a

presión controlada. En su superficie, el vidrio se somete a fuerzas de compresiónmientras que en el interior a fuerzas de tracción (estas tensiones varían según elenfriamiento, a medida que se va enfriando van desapareciendo). El hecho de templarun vidrio le aumenta la resistencia mecánica.


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Procesos de conformación de vidrios

Conformación – laminado: se calienta el vidrio en un horno de recocidoeliminando los esfuerzos residuales para luego darle forma mediante laminación.

Prensado y soplado: se utiliza para fabricar recipientes. Se inserta el vidrio

caliente en un molde y se lo presiona, luego se quita la parte inferior del moldeintercambiándolo con otro con la forma final, finalmente, ingresa airecomprimido por soplado para darle el contorno deseado.

Fibra de vidrio: se vuelven a unir bolas de vidrio a medida que fluyen por una plancha calentada de platino con orificios que poseen filamentos. Luego, seejerce tracción rotando el tubo de enrrollamiento para luego clasificar el material

por grosores. La fibra de vidrio se conforma de hebras delgadas hechas a basede sílice o de formulaciones especiales de vidrio, extruidas a modo de filamentosde diámetro diminuto y aptas para procesos de tejeduría. Las fibras de vidrio son

buenos aislantes térmicos debido a su alto índice de área superficial en relaciónal peso.Hay dos tipos principales de fabricación de fibra y dos tipos de resultados. La

primera, es fibra hecha a partir de un proceso de fundición directo y la segundaun proceso de refundición de canicas. Ambas comienzan con el material en suforma sólida; los materiales se combinan y se funden en un horno. Luego, parael proceso con canicas, el material fundido se separa mediante tensión cortante yse enrolla en canicas que están enfriadas y empacadas. Las canicas se llevan a

las instalaciones donde se elabora la fibra donde se insertan dentro decontenedores para refundirse; el vidrio fundido se extruye en espirales roscados para conformar la fibra. En el proceso de fundición directo, el vidrio derretido enel horno va directamente a la formación de los espirales.

Viscosidad: al medir la expansión térmica de un vidrio se ve un rompimiento dela expansión a la temperatura Tg (Temperatura de transición vítrea: Se entiendeque es un punto intermedio de temperatura entre el estado fundido y el estadorígido del material). En los vidrios, a temperaturas mayores que la de fusión,aumenta la viscosidad.

Materiales vitrocerámicos: son materiales parcialmente cristalinos y parcialmentevítreos. Son vidrios a los que se les ha dado forma y después se les ha aplicado un

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tratamiento secundario a altas temperaturas para conseguir el efecto y propiedadesoptimas. Estos poseen bajo coeficiente de dilatación, resistencia al choque térmico,

buena conductividad térmica, elevada resistencia mecánica, gran dureza, tenacidad yresistencia mecánica.

Arcillas

Ladrillos: se fabrican de tal manera que satisfagan las especificacionesnecesarias para el uso al que se van a destinar. Se clasifican según la resistenciaa la compresión, al agua, a la refrigeración y al deshielo. Esto puede regularse através de la temperatura de cocido, ya que a mayor temperatura mayor dureza,menor porosidad y coloración oscura. Se pueden clasificar en: de fachada(utilizados en la fachas de edificios, oscuros, densos y fuertes) y comunes(menor resistencia que los anteriores pero mayor absorción de agua).

Lozas: se clasifican en:o La loza de barro, realizada a partir de arcilla. Se fabrica sometiéndolo el

material al fuego a baja temperatura para luego producir una fracturaterrosa relativamente porosa.

o La loza semivítrea: se realiza a partir de una mezcla de arcilla, sílice yfeldespato. Se somete a una temperatura de cocido mayor dando porresultado vidrio con menor porosidad y mayor resistencia.

o La loza de piedra: se aumenta la temperatura de cocido en relación con laloza de barro produciendo una porosidad menor a 5%.

o La loza china: se somete la mezcla triaxial (arcilla, sílice y feldespato) aalta temperatura para obtener un objeto traslucido (ya que se haconvertido en vidrio claro).

o La “porcelana inglesa”: se fabrica con 45% de ceniza de hueso, 25%

arcilla y feldespato y cuarzo.o Porcelana china “Beleek”: se añade vidrio a la mezcla original

proporcionándole traslucidez.o Porcelana: es la que se somete a las más altas temperaturas que da como

resultado un producto denso y duro.

Refractarios

El término refractario se refiere a la propiedad de ciertos materiales de resistir altastemperaturas sin descomponerse. Éstos, se utilizan para hacer crisoles y recubrimientosde hornos e incineradoras. No hay una frontera clara entre los materiales refractarios y

los que no lo son, pero una de las características habituales que se pide a un material para considerarlo como tal es que pueda soportar temperaturas de más de 1100 ° C sinablandarse.

Los materiales refractarios deben mantener su resistencia y estructura a altastemperaturas, resistir los choques térmicos, ser químicamente inerte, presentar una

baja conductividad térmica y un bajo coeficiente de dilatación. Los óxidos de aluminio (alumina), de silicio (sílice) y magnesio(óxido de magnesio) sonlos materiales refractarios más importantes. Otro óxido que se encuentran generalmenteen materiales refractarios es el óxido de calcio (cal). Las arcillas refractarias también seutilizan ampliamente en la fabricación de materiales refractarios, como puedes ser la

chamota. Esta arcilla es conocida como refractaria por su resistencia al calor.

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Sus cualidades físicas varían, pudiendo ser más plástica, así como áspera o granular.Generalmente contienen una proporción de hierro y se asocian al carbón. La arcillacocida suele ser denominada terracota. La textura de la arcilla que se utilice puedevariarse añadiendo arena o chamota. Además a estas se les puede añadir óxidoscolorantes si se esta interesado en el color.

Ladrillos refractarios: son materiales de caolinita (AI2O2, 2SiO2, 2H2O) queresisten la compresión a temperaturas elevadas. Se fabrica a partir de arcilla

precocida. Además posee baja resistencia (ya que no es fabricado con esos fines)y elevada resistencia a altas temperaturas y llamas. Se unen mediante un morteroen la mezcla de arcilla refractaria y agua.

Refractarios ácidos (silícicos, silícicos aluminosos, zircón): el principalcomponente es el dióxido de silicio. Son, ácidos, por lo que no reaccionan conotros ácidos y se ubican generalmente en el fondo de los hornos. Con laexposición prolongada a temperaturas elevadas tienden a sufrir una dilatación

ligera y permanente. Se utilizan como material de recubrimiento de hogar. Refractarios básicos (dolomita, magnesita): el ingrediente principal es la

magnesia (MgO) la cual se obtiene al calcinar la magnesita (MgCO3) hasta ladescomposición. Luego de cocida, esta se muele y se mezcla con oxido férrico,arcilla, alumina u oxido de cromo. Se utiliza para cubrir los fondos de loshogares abiertos (ya que resisten a las reacciones con las composiciones básicasde las escorias).

Refractarios neutros (carburo de silicio, cromita, carbón y grafito): el ingrediente principal es oxido de cromo III (Cr2O3) sumado a cantidades más pequeñas dedióxido de silicio, oxido férrico y magnesia. Los refractarios neutros sonresistentes a la acción de las escorias. El grafito, junto a la arcilla se utiliza en

grandes cantidades para el recubrimiento de hornos o altos hornos.

Selección de refractarios Ácidos: se utilizan en presencia de escorias acidas y tienen precio bajo Básico: se utilizan en presencia de escorias básicas y tienen precio medio Neutros: se utilizan en presencia de escorias acidas y básicas y tienen precio

alto.

Cal La cal2 es un término que designa todas las formas físicas en las que pueden aparecer elóxido de calcio (CaO) y el óxido de calcio de magnesio (CaMgO2), denominadostambién, cal viva (o generalmente cal) y dolomía calcinada respectivamente. Estos

productos se obtienen como resultado de la calcinación de las rocas(calizas o dolomías). Adicionalmente, existe la posibilidad de añadir agua a la cal viva ya la dolomía calcinada obteniendo productos hidratados denominados comúnmente calapagada ó hidróxido de calcio (Ca (OH)2) y dolomía hidratada(CaMg (OH)4).La materia prima para la producción de cal esta compuesta de piedra caliza (CaCO3)con cantidades variables de carbonato de magnesio (MgCO3) hasta un 30%aproximadamente. Además, pueden encontrarse el SiO2, la Al2O3 y FeO, en pequeñascantidades.El Carbonato de magnesio, es beneficioso porque hace descender las temperaturas de

calcificación. El dióxido de silicio es una impureza perjudicial, ya que reacciona con lacal (CaO), para formar silicatos.

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_calcio#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_calcio#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_calcio#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calizahttp://es.wikipedia.org/wiki/Dolom%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidroxilohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidroxilohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidroxilohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidroxilohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Dolom%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calizahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_calcio#cite_note-2


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Método de Fabricación:Calcinación: luego de machacar piedra caliza hasta obtener un tamaño uniforme, secalienta en hornos a temperaturas aproximadas a los 1100°C (Cocido), Se obtiene Calviva + Magnesia

Apagamiento: la cal viva se hidrata, mezclándola en cantidades apropiadas de agua.Endurecimiento: Se realiza mediante la reacción de partículas de cal apagada (hidróxidode calcio Ca(OH)2) con el CO2 del aire.

Usos:Se consume en forma apagada como ingrediente de mortero o yeso. El mortero másimportante es el cal-cemento.

Yeso

En estado natural el aljez, piedra de yeso o yeso crudo, contiene 79,07% de sulfato decalcio anhidro y 20,93% de agua y es considerado una roca sedimentaria, incolora o

blanca en estado puro, sin embargo, generalmente presenta impurezas que le confierenvariadas coloraciones, entre las que encontramos la arcilla, óxido de hierro, sílice,caliza, vermiculita, etc.

En la naturaleza se encuentra la anhidrita o karstenita, sulfato cálcico, CaSO4, presentando una estructura compacta y sacaroidea, que absorbe rápidamente el agua,ocasionando un incremento en su volumen hasta de 30% o 50%.

Materia prima: yeso pétreo, CaSO4 . 2H2O.Contiene impurezas (SiO2, Al2O3 y CaCO3).

Método de Fabricación:Calcinación: se aplasta (triturado) y se calienta.Endurecimiento: el sulfato de calcio (CaSO4) es peculiar, porque su hidrato es menossoluble en agua que su semihidrato. Si se mezcla el semihidrato con agua, reaccionalentamente, para producir la precipitación de agujas de dihidrato.La formación de una capa entrelazada de cristales de dihidrato es la que produce elendurecimiento del yeso.La elevación de la temperatura de la masa plástica hace que sea fijada con mayorrapidez, sin embargo generalmente no se desea acelerar el endurecimiento sinoretrasarlo, para lo cual se agregan engrudos animales o retardadores. El endurecimiento

va acompañado de expansión y producción de calor.Usos:Yeso de acabados, placas, enyesados, cartones de yeso, moldes para metales, empleosodontológicos.

Cemento Portland

Elaboración• Las materias primas: Caliza (CaCO3), Sílice (SiO2), Alúmina (Al2O3) y

Oxido de Hierro (Fe2O3) son molidas y mezcladas en proporciones adecuadas, posteriormente se mantienen en un horno a 1400-1650°C, convirtiéndose en cementoendurecido (Clinker)

• Se enfría y pulveriza y finalmente se le agrega una pequeña cantidad de yeso París para controlar el tiempo de preparación del Hormigón.

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Componentes• El Cemento Portland consta de cuatro componentes prioritarios: • Silicato Tricálcico (C3S): 55%• Silicato Dicálcico (C2S): 20%

• Aluminato Tricálcico (C3A): 12%• Aluminoferrita de Tetracalcio (C4AF): 9%

Hormigón (concreto de Portland)

Compuesto de naturaleza cerámica formado por un material tosco (agregado) encajadoen una matriz dura de una pasta de cemento (cemento portland) y agua.Es económico, tiene dureza, resiste al fuego, presenta la posibilidad de ser fabricado enel sitio.Cuando recién está preparado posee consistencia fluida mientras que luego se le realizaun fraguado, un proceso químico hasta alcanzar la consistencia pétrea.

Composición:Cemento Portland 7-15%Agua 14-21%Aire 0,5-8%Agregado Fino 24-30%Agregado Grueso 31-51%

Desventajas: escasa resistencia a la tracción, baja ductilidad y algo de contracción.

El hormigón armado se utiliza cuando las estructuras pueden llegar a estar sometidas aesfuerzos de tracción mediante barras de acero en cantidad suficiente para resistir losesfuerzos.

Fibrocemento: cemento mezclado con asbesto. Es aislante, perforable y resistente a lallama (no inflamable). Se utiliza en techos para lugares expuestos a agentes químicos ycorrosivos, en frenos y embragues de los autos.

Lana mineral : se obtiene de la escoria del alto horno (silicato y aluminato) y posee buenas propiedades aislantes. Se usa en aislaciones de cañerías y equipos sometidos aaltas temperaturas.

Polímeros

Los Polímeros, provienen de las palabras griegas Poly y Mers, que significa muchas partes, son grandes moléculas o macromoléculas formadas por la unión de muchas pequeñas moléculas (monómeros): sustancias de mayor masa molecular entre dos de lamisma composición química, resultante del proceso de la polimerización.Características:

Compuesto orgánico, natural o sintético Elevado peso molecular

Está constituido por unidades estructurales repetitivas que se componen básicamente de C, H, O, N”


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Uniones covalentes entre los monómeros Se obtienen por síntesis/reacciones químicas No están constituidos por moléculas iguales, puras, sino que son conjuntos de

moléculas distintas en cuanto a longitud y, por tanto, a tamaño y masa. No poseen puntos de fusión definidos y exactos.

Se conforman por moldeo Se les añaden aditivos auxiliares para la mejora de sus propiedades Baja resistencia a la tracción Unidos por fuerzas de Van-der-Waals que le dan buena ductilidad y los hacen

blandos. Gran capacidad de deformación plástica. Sus moléculas están unidas por fuerzas de Van-der-Waals y puente de

hidrogeno.

Polímetros naturales: provienen del reino vegetal o animal. Por ejemplo: celulosa,

almidón, proteínas, caucho natural, ácidos nucleicos (ARN/ADN).

Polímeros sintéticos: los que se obtienen por procesos de polimerización controlados por el hombre a partir de materias primas de bajo peso molecular. Por ejemplo: plásticos(polietileno), elastómeros (caucho), termorígidos (baquelita), fibras (poliéster).

Un termoplástico es un plástico que, a temperaturas relativamente altas se vuelvedeformable o flexible, se derrite cuando se calienta y se endurece en un estado detransición vítrea cuando se enfría lo suficiente. La mayor parte de los termoplásticosson polímeros de alto peso molecular, los cuales poseen cadenas asociadas por medio defuerzas de Van der Waals débiles (polietileno); fuertes interacciones dipolo-

dipolo y enlace de hidrógeno, o incluso anillos aromáticos apilados (poliestireno). Los polímeros termoplásticos difieren de los polímeros termoestables o termorígidos en quedespués de calentarse y moldearse pueden recalentarse y formar otros objetos.Los polímeros termorígidos son polímeros infusibles e insolubles. La razón de talcomportamiento estriba en que las cadenas de estos materiales forman una red unidacon fuertes enlaces covalentes. La estructura así formada es un conglomerado decadenas entrelazadas dando la apariencia y funcionando como una macro molécula, queal elevarse la temperatura de esta, simplemente las cadenas se compactan mas haciendoal polímero mas resistente hasta el punto en que se degrada, es decir, no funden ni sonsolubles.

Moléculas de hidrocarburos: Saturadas: enlaces covalentes simples Insaturadas: tienen dobles o triples enlaces covalentes.

La cadena de polímeros puede ser lineal, ramificada o entrecruzada (unión de doscadenas ramificadas).Configuración molecular:

Isotáctica: todos los grupos R están a un mismo lado de la cadena. Sindiotáctica: los grupos R están alternados a ambos lados de la cadena.

Atácticos: los grupos R están en forma aleatoria.

http://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Peso_molecularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzas_de_Van_der_Waalshttp://es.wikipedia.org/wiki/Polietilenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Dipolo-dipolohttp://es.wikipedia.org/wiki/Dipolo-dipolohttp://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_de_hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Arom%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Poliestirenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero_termoestablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_covalentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_covalentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero_termoestablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Poliestirenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Arom%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_de_hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Dipolo-dipolohttp://es.wikipedia.org/wiki/Dipolo-dipolohttp://es.wikipedia.org/wiki/Polietilenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzas_de_Van_der_Waalshttp://es.wikipedia.org/wiki/Peso_molecularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero


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Polimerización

La reacción por la cual se sintetiza un polímero a partir de sus monómeros se denomina polimerización. Según el mecanismo por el cual se produce la reacción de polimerización para dar lugar al polímero, ésta se clasifica como "polimerización por

pasos" o como "polimerización en cadena". En cualquier caso, el tamaño de la cadenadependerá de parámetros como la temperatura o el tiempo de reacción, teniendo cadacadena un tamaño distinto y, por tanto, una masa molecular distinta, de ahí que se hablede masa promedio del polímero.Se puede diferenciar en homopolímeros cuando re repite el mismo monómero ycopolímeros cuando hay más de un monómero. Estos últimos pueden clasificarse en:

Alternados (ABABABAB) Estadísticos: en posición aleatoria (AABABBAB) De injerta: con una cadena distinta intermedia (AA(BBBB)AAA) En bloques (AAABAAAB)

Polimerización por adición:

Es la polimerización de una cadena de Monoceros no saturados mediante la ruptura deldoble enlace. Se combinan dos o más monómeros formando una larga cadena. Constade tres etapas:

Iniciación: se realiza a aditivación del monómero mediante catalizadores, calor yradiación. Se rompe el doble enlace con al formación de un radical o un ión.

Propagación: adición sucesiva y rápido de los Monoceros a los centros activos. Terminación: desactivación de las especies activas por reacción mutua o con

otras moléculas.

Polimerización por condensación: Se produce reacción entre dos monómeros polifuncionales distintos y se libera una molécula pequeña (generalmente H2O). Porejemplo: esterificación, amidación.

Los polímeros puros no presentan buenas propiedades luego de la polimerización, por lotanto, se le agrega cualquier sustancia que mejore las propiedades físicas, químicas omecánicas de un polímetro. Se agregas moléculas orgánicas para evitar la migración y

partículas sólidas de relleno. Estas pueden ser ayudantes de procesado o modificadoresde las propiedades del producto (antioxidantes para polímetros expuestos al exterior,colorantes para modificar el color, plastificantes utilizados en juguetes, ignífugos,

antiestáticos).

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Temperatura de transición vítrea: determina el pasaje de sólido a rígido, o vidriosubenfriado a sólido viscoso. La Tg se puede entender de forma bastante simple cuandose entiende que en esa temperatura el polímero aumenta su densidad, dureza y rigidez, además su porcentaje de elongación disminuye de forma drástica.

Se entiende que es un punto intermedio de temperatura entre el estado fundido y elestado rígido del material. El estudio de Tg es más complejo en el caso de polímerosque en de cualquier otro material de moléculas pequeñas.

Por encima de la Tg los enlaces secundarios de las moléculas son mucho más débilesque el movimiento térmico de las mismas, por ello el polímero se torna gomoso yadquiere cierta elasticidad y capacidad de deformación plástica sin fractura. Estecomportamiento es específico de polímeros termoplásticos y no ocurre en

polímeros termoestables.

Punto de ablandamiento: es la temperatura límite a la cual pueden trabajar los polímerossin degradar su forma.

Polímeros de mayor consumo

Polietileno (PE): R-CH2-CH2-R. Es el polímetro que mas se ve en la vidadiaria, es el plástico mas conocido utilizado en las bolsas de supermercado,frascos de shampoo, cables y juguetes entre otras cosas. Existen tres tipos:

o Polietileno de alta densidad o lineal: es un sólido rígido traslúcido que seablanda al someterse al calor y puede ser moldeado. Es insoluble en agua y no sedeforma ni estira con facilidad.

o Polietileno de baja densidad o ramificado: en vez de tener unidoshidrógenos al carbono posee otras cadenas de polietileno. Es un sólido blando

traslúcido que se deforma completamente por calentamiento. Se estirafácilmente ya que es más débil que el lineal.o Polietileno lineal de baja densidad: posee características intermedias

entre los dos anteriores. Cloruro de polivinilo (PVC): R-CH2-CH(Cl)-R. El poli (cloruro de vinilo) es el

plástico que en la ferretería se conoce como PVC. Éste es el PVC con el cual sehacen los caños de PVC y los revestimientos "vinílicos" en las casas.El PVC es útil porque resiste fuego y agua. Debido a su resistencia al agua, se loutiliza para hacer impermeables y cortinas para baño, y por supuesto, caños paraagua. También tiene resistencia a la llama, porque contiene cloro. Cuando ustedintenta quemar el PVC, los átomos de cloro son liberados, inhibiendo la

combustión.Estructuralmente, el PVC es un polímero vinílico. Es similar al polietileno, conla diferencia que cada dos átomos de carbono, uno de los átomos de hidrógenoestá sustituido por un átomo de cloro. Es producido por medio de una

polimerización por radicales libres del cloruro de vinilo. Es un polímerotermoplástico con buena resistencia mecánica, elevada rigidez y buena dureza.Posee buena resistencia química a bases, ácidos y no resiste hidrocarburosaromáticos ni clorados, cetonas ni ésteres.

Politetrafluoroetileno (PTFE): R-CF2-CF2-R. El politetrafluoroetileno es mejorconocido por el nombre comercial Teflón el cual está compuesto por una cadenacarbonada, donde cada carbono está unido a dos átomos de flúor. Se utiliza para

fabricar sartenes donde no se pegue la comida como para tratar alfombras y telas para hacerlas resistentes a las manchas.

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Polipropileno(PP): R-CH2-CH(CH3)-R . Cumple una doble tarea, como plásticoy como fibra:

o Como plástico se utiliza para hacer envases para alimentos capaces de serlavados en un lavaplatos. Esto es factible porque no funde por debajo de 160 °C(el polietileno, se recalienta a aproximadamente 100°C), lo que significa que los

platos de polietileno se deformarían en el lavaplatos.o Como fibra, el polipropileno se utiliza para hacer alfombras de interior y

exterior. El polipropileno, a diferencia del nylon, no absorbe el agua.Estructuralmente es un polímero vinílico, similar al polietileno, sólo que uno delos carbonos de la unidad monomérica tiene unido un grupo metilo. El

polipropileno se puede hacer a partir de la polimerización del monómero propileno. Las macromoléculas de polipropileno contienen de 5,000 a 20,000unidades monoméricas.Si todos los grupos metilos se ubican en el mismo lado de la cadena molecular,el producto se conoce como polipropileno "isotáctico"(el cual es el único que

puede usarse para la fabricació

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Resumen Materiales Industriales