Tribología

OBJETIVO GENERAL DE LA ASIGNATURA
Realizar de manera práctica investigaciones mecánicas y metalográficas de materiales con el fin de aprender
las propiedades de los materiales y su aplicación. Aprender a manejar el equipo para pruebas mecánicas,
durómetro, microscopio óptico y tratamiento térmico.
INTRODUCCIÓN
Ningún elemento de máquina es inmune al desgaste; este fenómeno se manifiesta siempre que exista carga y
movimiento, ya que la calidad de la mayoría de los productos metálicos depende de la condición de sus
superficies y del deterioro de la superficie debido al uso. Este deterioro es importante también en la práctica
de la ingeniería; suele ser el factor principal que limita la vida y el desempeño de los componentes de una
máquina. Por otro lado, el desgaste se puede definir como el deterioro, no intencional, resultado del trabajo o
del ambiente; puede considerarse esencialmente como un fenómeno de superficie. En la mayoría de los casos
se puede dar mayor precisión a esta definición, considerando al desgaste como el desprendimiento de
partículas de la superficie de un cuerpo y/o el desplazamiento de material de zonas de contacto, hacia zonas
libres de carga.
Desde el punto de vista de la investigación científico−tecnológica, en las últimas décadas, se ha producido un
creciente interés sobre el tema de la fricción, el desgaste y la lubricación; realizándose un esfuerzo
considerable en la determinación de sus causas y prevenir sus consecuencias. Como un reflejo del interés
mencionado, se han agrupado disciplinas involucradas en la interacción de superficies en contacto, con
movimiento relativo y en presencia o ausencia de algún medio interpuesto; a esta reunión de tópicos se le ha
dado el nombre de Tribología, cuyas raíces griegas son:
Tribos = frotar y Logos = Tratado
El principal objetivo de la Tribología, es elevar la vida útil de las máquinas, mediante la disminución de la
fricción y el desgaste; evitando un gasto en materiales, energía y tiempo, que en términos económicos
ascienden al 1% del PIB de un País desarrollado suponiendo un freno a la productividad y competitividad a
las empresas manufactureras, debido a los gastos en herramientas y los tiempos muertos para el cambio de las
mismas. Por ello, esta tesis tiene como finalidad el presentar el diseño de una máquina didáctica para evaluar
el desgaste adhesivo.
1
Máquina Tribológica
TIEMPO
OBJETIVO
(SEMANAS) PARTICULAR
TEMAS Y SUBTEMAS
BIBLIOGRAFIA
1. FUNDAMENTOS DE
METALOGRAFÍA
1
1
1
Ashby M.,Jones D.
Engineering
Materials 1, London,
1.1. Muestras metalográficas y métodos de
Pergamon Press
su preparación.
• Aprender prácticamente
1991
los métodos de
1.2. Máquinas y herramientas para
preparación de muestras
Askeland R., La
preparar las muestras.
metalográficas
ciencia e ingeniería
de los materiales,
1.3. Reactivos del ataque químico.
Grupo Editorial
Iberoamérica,
1.4. Elementos de metalografía cualitativa
México, 1991
y cuantitativa.
Van Black L.,
2. PRUEBA DE TRACCIÓN
Metales para
Ingeniería, CECSA,
2.1. Máquina universal.
México, 1980
• Conocer la metodología
2.2. Muestras normalizadas.
Mechanical
de prueba de tracción
engineering The
2.3. Realización de prueba.
American Socieity of
Mechanical
2.4. Interpretación de resultados
Engineers.
Mangonon P.L.: The
Principles of
3. INVESTIGACIONES
MACROSCÓPICAS DE ALEACIONES Materials Selection
for Engineering
DE FIERRO.
• Descubrir impurezas no
Design, Prentice
metálicas en acero.
3.1. Fin de investigaciones macroscópicas. Hall 1999
3.2. Reactivos para ataque químico.
3.3. Metodología de investigación.
1
• Conocer los métodos de 4. PRUEBA DE CHARPY
pruebas dinámicas.
4.1. Péndulo de Charpy.
• Muestras normalizadas.
4.3 Prueba y cálculo de resultados.
Avner S. H.:
Introducción a la
Metalurgia Física.
Ed. McGraw−Hill
HIBBELER,
RUSSELL
Mecánica de
materiales
CECSA 1era. Ed.
México 1994
ORTIZ
BERROCAL, LUIS;
Resistencia de
materiales Ed.
2
5. INVESTIGACIONES
METALOGRÁFICAS DE ACERO AL
CABONO
• Recordar las estructuras
básicas de acero al
5.1. Tipos de acero al carbono.
carbono.
1
5.2. Composición química.
5.3. Estructuras de acero al carbono en
condiciones de equilibrio.
5.4. Clasificación de acero al carbono.
1
6. ACEROS PARA HERRAMIENTAS
• Conocer los tipos, las
6.1. Clasificación de acero para
estructuras, las
propiedades y aplicación herramientas.
de aceros para
6.2. Propiedades comparativas algunos
herramientas.
tipos de aceros y su aplicación.
6.3. Variabilidad de tratamiento térmico.
6.4. Estructuras.
7. INVESTIGACIONES
METALOGRÁFICAS DE HIERRO
FUNDIDO
1
7.1. Variedad de procesos de fundición.
• Comprender la variedad
de estructuras de hierro 7.2. Hierro gris y proceso de su
grafitización.
fundido.
McGraw Hill 1era.
Ed. España 1991
Shackelford J.F.:
Introduction to
Materials Science for
Engineers, Prentice
Hall 1996.
Mangonon P.L.: The
Principles of
Materials Selection
for Engineering
Design, Prentice
Hall 1999
Shackelford J.F.:
Introduction to
Materials Science for
Engineers, Prentice
Hall 1996.
Mangonon P.L.: The
Principles of
Materials Selection
for Engineering
Design, Prentice
Hall 1999
Mangonon P.L.: The
Principles of
Materials Selection
for Engineering
Design, Prentice
Hall 1999
7.3. Hierro nodular.
Avner S. H.:
Introducción a la
7.4. Microestructura de hierro fundido v.s. Metalurgia Física.
Ed. McGraw−Hill
propiedades.
1
• Comprender la base
teórica y aplicación
práctica de varios
métodos de tratamiento
térmico.
7.5. Hierro maleable.
8. TRATAMIENTO TERMICO DE
ACERO
8.1. Bases teóricas de calentamiento.
Ashby M.,Jones D.
Engineering
Materials 1, London,
Pergamon Press
1991
8.2. Recocido.
8.3. Normalización.
Askeland R., La
ciencia e ingeniería
de los materiales,
3
8.4. Recristalización.
1
• Conocimiento práctico
de proceso de temple y
aprender método de
medición de
templabilidad Prueba
Jominy.
9. INVESTIGACION DE
TEMPLABILIDAD
Grupo Editorial
Iberoamérica,
México, 1991
Kuzmin B. A.:
Metalurgia,
metalografía y
materiales de
construcción.
9.1. Proceso de temple.
9.2. Templabilidad del acero.
9.3. Métodos de determinación de
templabilidad.
9.4. Prueba Jominy.
Ed. MIR.Muscú,
1986
Mangonon P.L.: The
Principles of
Materials Selection
for Engineering
Design, Prentice
Hall 1999
10. TRATAMIENTO
TERMO−QUÍMICO
1
10.1. Métodos de tratamiento
• Comprender los procesos
termo−químico,
básicos de tratamiento
termo−químico.
10.2. Fenómeno de difusión.
10.3. Estructura de capa superficial.
Kuzmin B. A.:
Metalurgia,
metalografía y
materiales de
construcción.
Ed. MIR.Muscú,
1986
10.4. Aplicación del tratamiento
termo−químico.
1
1
• Diseñar el proceso
adecuado de tratamiento
térmico para una pieza
seleccionada.
11. DISEÑO DEL PROCESO DE
TRATAMIENTO TÉRMICO
• Tratamientos térmicos complejos.
• Tratamiento criogénico.
• Aplicación un softwere para el diseño
del proceso de tratamiento térmico.
• Aprender la metodologia 12.PRUEBAS TRIBOLÓGICAS
de pruebas tribológicas
• Máquina tribológica y su
funcionamiento.
• Muestras y parámetros de pruebas.
• Métodos de determinación del desgaste.
Kuzmin B. A.:
Metalurgia,
metalografía y
materiales de
construcción.
Ed. MIR.Muscú,
1986
Mangonon P.L.: The
Principles of
Materials Selection
for Engineering
Design, Prentice
Hall 1999
SARKAR, A.D.
Desgaste de metales
Ed. Noriega Limusa
1era. Ed. México
1990
4
• Realización de una prueba.
1
• Comprender las
diferencias en las
propiedades, las
estructuras y aplicación
de los metales no
ferrosos y sus aleaciones.
14 Conocer la
composición
química, las
estructuras
1
y propiedades de
metales
ligeros y sus
aleaciones.
13. METALES NO FERROSOS
13.1. Significado tecnológico de metales
no ferrosos, sus propiedades y aplicación.
Avner S. H.:
Introducción a la
Metalurgia Física.
Ed. McGraw−Hill.
Jastrzebski Z. D.
Naturaleza y
Propiedades de los
Materiales para
13.3. Aleaciones del cobre; diagramas de Ingeniería. Ed.
fase y estructuras.
Iberoamericana. ed.
segunda.
14.ALEACIONES DE METALES
Avner S. H.:
LIGEROS.
Introducción a la
Metalurgia Física.
14.1. Significado tecnológico de
Ed. McGraw−Hill.
aleaciones de metales ligeros.
13.2. Aleaciones típicas formadas por
metales no ferrosos.
14.2. Aleaciones de aluminio; diagramas
de fase y estructura.
14.3. Aleaciones de zinc, estaño,
magnesio y plomo.
14.4. Aleaciones especiales.
Jastrzebski Z. D.
Naturaleza y
Propiedades de los
Materiales para
Ingeniería. Ed.
Iberoamericana. ed.
segunda.
5