NOMBRE DEL MAESTRO (A): ING.LUIS EMILIO TREJO

NOMBRE DEL MAESTRO (A): ING.LUIS EMILIO TREJO GARMENDIA
NOMBRE DE LA MATERIA: QUIMICA
TAREA: INVESTIGACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO: YADIRA SILVA GARCÍA
CARRERA: ING. INDUSTRIAL
GRUPO: 106
MATERIALES Y ALEACIONES
Introducción.
En el presente trabajo se da a conocer las aleaciones más conocidas en la actualidad así
como también, sus aplicaciones tanto en la industria como en el área automotriz entre
otras.
Y también se habla cerca de las materiales ya que tienen una gran participación
significativa en lo que hoy son las áreas de industrias también de habla de que se
clasifican generalmente en cinco grupos: metales, cerámicos, polímeros, semiconductores
y materiales compuestos. Los materiales de cada uno de estos grupos poseen
estructuras y propiedades distintas.
Existen dos tipos de aleaciones
Las Ferrosas y las no Ferrosas.
Las ferrosas tienen al hierro como su principal metal de aleación Los aceros son
aleaciones ferrosas, son las más importantes principalmente por su costo relativamente
bajo y la variedad de aplicaciones por sus propiedades mecánicas. Los aceros de baja
aleación presentan buena combinación de alta resistencia y tenacidad.
Las no ferrosas tienen un metal distinto del hierro las aleaciones de aluminio son las más
importantes de las no ferrosas principalmente por su ligereza, endurecimiento por
deformación, resistencia a la corrosión y su precio relativamente bajo.
MATERIALES
METALES
Se debe considerar que aproximadamente el 75% de los elementos químicos de la tabla
periódica son elementos metálicos, los cuales se caracterizan por tener baja valencia,
esto es, 1, 2 o a lo sumo 3 electrones en su última capa de energía. También, debe
distinguirse un metal puro y un metal aleado. El metal puro como aluminio, cobre, estaño,
cinc, magnesio, manganeso, titanio, hierro, antimonio, oro, plata, platino, entre otros; y se
les llama metales puros porque ellos representan la mayoría en la composición química, y
esta mayoría la determina la aplicación, es así que podría tener una presencia de 98% de
Cobre y el restante 2% de otros elementos químicos que en este caso se les llama
impurezas, que por cierto debe controlárseles porque mientras mayor sea su porcentaje,
así mismo las propiedades del metal se van distanciando de las propiedades teóricas o
fundamentales. El diseño de metales aleados se fundamenta en conseguir propiedades
únicas, que por un solo metal no es posible obtener, es por ello que el cobre puede existir
como bronce si se une con estaño, o bien obtener latón si se une con cinc. Pero la
metalurgia ha llegado a grados altos de especificación que también existen aleaciones de
bronce, para aplicaciones bastante especiales.
CERAMICOS
Los materiales cerámicos son de composición inorgánica y no metálica formada por los
elementos: carbono, nitrógeno, oxigeno, silicio y boro unidos por un enlace iónico. Los
cerámicos poseen puntos de fusión relativamente altos, baja conductividad térmica y
eléctrica y son muy frágiles. Entre sus aplicaciones más comunes en ingeniería son como
aislantes y refractarios en la industria metalúrgica, revestimientos y partes en los motores
de turbinas a gas, en la fabricación de contenedores de productos químicos (ácidos y
bases) por su alta resistencia a la corrosión.
POLIMEROS
Los polímeros son materiales puros, generalmente se conocen como Macromoléculas
(Moléculas grandes) de cadena larga del proceso de polimerización.
Los polímeros son fácilmente moldeables y tienen infinidad de aplicaciones
Cuando los polímeros son mezclados con algún tipo de aditivo (pierden su pureza), son
llamados técnicamente como plásticos o resinas (aunque generalmente se clasifican
como polímeros). En la actualidad la mayor parte de los polímeros utilizados en la
industria son productos sintéticos como plástico y nylon, aunque estos pueden ser de
origen natural como hule o cera. (La fibra muscular es considerada un polímero natural).
Los plásticos forman una clase de materiales muy diversa (son más de 15,000), con una
gran variedad de propiedades y formas de elaboración; así también son sus aplicaciones
en la mayoría de industrias sustituyendo materiales como papel, vidrio y madera;
También en campos científicos, como en la elaboración de prótesis de partes del cuerpo
humano.
MATERIALES COMPUESTOS
Aunque estos estaban clasificados entre los polímeros, los materiales compuestos
forman una clase muy distinta de materiales. También llamados composites, son una
combinación macroscópica de materiales metálicos, poliméricos o cerámicos que tienen
una interface o superficie de contacto identificable (no están fusionados
homogéneamente). Uno de estos materiales recibe el nombre de matriz (generalmente el
principal o el más abundante) y el otro se conoce como relleno o refuerzo.
El concreto es un material compuesto
Uno de los materiales compuestos más comunes es el plástico reforzado; donde la
matriz es un plástico y el refuerzo puede ser un metal, cerámico o polímero en forma de
partículas, fibras cortas o fibras larga continuas.
SEMICONDUCTORES
En esta era de tecnología electrónica, los semiconductores se han hecho indispensables
en la forma de vida de la humanidad. Desarrollados en la década de los 60’s en el
ambiente de vehículos espaciales y misiles intercontinentales bajo la necesidad de contar
con dispositivos electrónicos pequeños, livianos y de bajo consumo de potencia.
Microprocesador de silicio
Un material semiconductor es el que tiene un resistencia eléctrica entre 1 y 100
ohms/centímetro; Pueden ser elementos puros (relativamente) como el germanio y el
silicio o compuestos orgánicos e inorgánicos como el caso de algunos polímeros. Los
más usados en la industria electrónica son los elementos puros, que al enfriarse desde el
estado líquido sus átomos se ordenan en cristales enlazados de forma covalente por
cuatro electrones de valencia. En los compuestos el número de electrones puede variar
aunque casi siempre es un número par.
ALEACIONES
Existen dos tipos de aleaciones
Las Ferrosas y las no Ferrosas.
Las ferrosas tienen al hierro como su principal metal de aleación los aceros que son
aleaciones ferrosas, son las más importantes principalmente por su costo relativamente
bajo y la variedad de aplicaciones por sus propiedades mecánicas. Las propiedades
mecánicas de los aceros al carbono pueden variar considerablemente por trabajo en frío y
recocido. Cuando el contenido de carbono de los aceros se incrementa por encima de
0.3%, pueden ser tratados térmicamente por temple y revenido para conseguir resistencia
con una razonable ductilidad. Los elementos de aleación tales como el níquel, cromo y
molibdeno se añaden a los aceros al carbono para producir aceros de baja aleación. Los
aceros de baja aleación presentan buena combinación de alta resistencia y tenacidad, y
son de aplicación común en la industria de automóviles para usos como engranajes y
ejes.
Ferroaleaciones
Son productos siderúrgicos que, sin tener necesariamente un marcado carácter metálico,
contiene además del hierro uno o varios elementos (metales o metaloides) que los
caracterizan.
Las ferroaleaciones encuentran su empleo en la metalurgia para la fabricación de aceros
que han de responder a ciertas condiciones, así:
Ferromanganesos que se utilizan en la obtención de aceros al manganeso
Ferrocromos que se emplean en la obtención de aceros al cromo
Ferro silicios utilizados en la obtención de aceros al silicio.
Ferro tungstenos sirven para la obtención de aceros rápidos para herramientas y aceros
para imanes.
Ferro vanadios y ferro molibdenos que se emplean para la fabricación de aceros al
vanadio y al molibdeno, respectivamente, etc.
Aleaciones Férreas especiales. Son las que no pertenecen a ninguno de los grupos
anteriores, pero contienen hierro como metal base.
Conglomerados férreos
Son los productos obtenidos para la unión entre sí, de partículas de sustancias férreas
con tal coherencia que resulte una masa compacta.
A partir de la siguiente entrega comenzaremos a estudiar lo referente a materiales
metálicos no férricos.
Bueno, ya que hemos terminado de ver las generalidades de los materiales
metálicos férricos, aún nos queda saber lo concerniente a aquellos materiales que no
tienen relación con el hierro.
Las no ferrosas tienen un metal distinto del hierro las aleaciones de aluminio son las
más importantes de las no ferrosas principalmente por su ligereza, endurecimiento por
deformación, resistencia a la corrosión y su precio relativamente bajo. El cobre no aleado
se usa en abundancia por su conductividad eléctrica, resistencia a la corrosión, buen
procesado y costo relativamente bajo, el cobre se alea con el cinc para formar unas serie
de latones que tienen mayor resistencia que el cobre sin alear.
Aceros inoxidables son aleaciones no ferrosas
Los metales no ferrosos son aquellos que incluyen elementos metálicos y aleaciones que
no se basan en el hierro, algunos ejemplos son el aluminio, el cobre, el magnesio, el
níquel, el zinc entre otros.
Aunque algunos metales no ferroso no pueden igualar la resistencia de los aceros,
algunas aleaciones no ferrosas tienen otras características, como resistencia a la
corrosión y relaciones resistencia-peso.
PRINCIPALES ALEACIONES DE COBRE Bronce: (cobre - estaño) Dependiendo de los
porcentajes del estaño, se obtienen bronces de distintas propiedades. Con un bronce de
5-10% de estaño se genera un producto de máxima dureza (usado en el pasado para la
fabricación de espadas y cañones). El bronce que contiene entre 17-20% de estaño tiene
alta calidad de sonido, ideal para la elaboración de campanas, y sobre un 27%, una
óptima propiedad de pulido y reflexión (utilizado en la Antigüedad para la fabricación de
espejos). En la actualidad, las aleaciones de bronce se usan en la fabricación de bujes,
cojinetes y descansos, entre otras piezas de maquinaria pesada, y como resortes en
aplicaciones eléctricas.
Latón: (cobre - zinc) El latón es blando, fácil de tornear, grabar y fundir. Es altamente
resistente al ambiente salino, por lo cual se emplea para accesorios en la construcción de
barcos. Existe una gran variedad de aleaciones de latón. Las más comunes contienen 3045% de zinc, y se aplican en todo tipo de objetos domésticos: tornillos, tuercas, candados,
ceniceros y candelabros. Tanto el cobre, el bronce y latón son aptos para los diversos
tratamientos de dorado y plateado. Otras aleaciones Hoy, el cobre se utiliza en una amplia
gama de aleaciones, como por ejemplo: cobre con plomo, manganeso, berilio, aluminio,
níquel y fierro.
EL BRONCE
Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y
el oro, forma parte de la llamada familia del cobre , caracterizada por ser los mejores
conductores de electricidad. El cobre forma parte de una cantidad muy elevada de
aleaciones que generalmente presentan mejores propiedades mecánicas, aunque tienen
una conductividad eléctrica menor. Las más importantes son conocidas con el nombre de
bronces y latones. Por otra parte, el cobre es un metal duradero porque se puede reciclar
un número casi ilimitado de veces sin que pierda sus propiedades mecánicas.
ESTAÑO
Es un metal plateado, maleable, que no se oxida fácilmente con el aire y es resistente a la
corrosión
El estaño se obtiene del mineral casiterita (óxido de estaño (IV))en donde se presenta
como óxido . y también en el cobre. Dicho mineral se muele y se enriquece en dióxido de
estaño por flotación, después se tuesta y se calienta .la casiterita aparece incrustada en
rocas duras tales como cuarzos o pegmatitas. Los electrones en los metales se
encuentran en una disposición cuántica en la que los niveles de baja energía disponibles
para los electrones se hallan casi completamente ocupados. Todo átomo de metal tiene
únicamente un número limitado de electrones de valencia con los que unirse a los átomos
vecinos. Por ello se requiere un amplio reparto de electrones entre los átomos
individuales.
PROPIEDADES FÍSICAS
Datos para una aleación promedio 89 % cobre y 11 % estaño:
Densidad: 8,90 g / cm3.
Punto de fusión: 830 a 1020 ºC
Resistividad eléctrica: 14 a 16 µ Ohm /cm
PROPIEDADES MECÁNICAS
Elongación: < 65%
Dureza Brinell: 70 a 200
Módulo de elasticidad: 80 a 115 GPa
Resistencia a la cizalla: 230 a 490 MPa
Resistencia a la tracción: 300 a 900 MPa
APLICACIONES DEL BRONCE EN EL ÁREA AUTOMOTRIZ
Se emplea para la fabricación de bujes que conforman partes mecánicas.
CONCLUSIONES
Se sabe que el tema de aleaciones es muy extenso pero nosotros en este trabajo
tratamos de presentar lo más importante.
Existen dos grupos de aleaciones los cuales son los siguientes: aleaciones ferrosas y
aleaciones no ferrosas.
Como pudimos observar en el trabajo presentado se dieron a conocer ejemplos de
aleaciones ferrosas y no ferrosas aplicadas en el área automotriz e industrial.
Los materiales tienen un amplio uso en lo que son las industrias, como son las cerámicas
que tienen una gran participación en el área de la electrónica ya que estas son utilizadas
para elaborar resistencias y circuitos electrónicos entre otros.
BIBLIOGRAFÍA
http://www.slideshare.net/guestaead77/aleaciones-ferrosas-y-no-ferrosas
www.monografias.com › Física
http://www.buenastareas.com/ensayos/Ciencia-De-Los-Materiales/136431.html
http://www.utp.edu.co/%7Epublio17/ac_aleados.htm#clasificacion
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http://www.aleastur.com/global/index.php?estilo=co&lenguaje=en&main=principal&
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http://www.monografias.com/trabajos60/propiedades-materialesaleaciones/propiedades-materiales-aleaciones2.shtml