Clasificacion de los materiales

Clasificacion y propiedades de los materiales:

Los materiales 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


Metales
Tienen como característica una buena conductividad eléctrica y térmica, alta resistencia, rigidez, ductilidad. Son particularmente útiles en aplicaciones estructurales o de carga. Las aleaciones (combinaciones de metales) conceden alguna propiedad particularmente deseable en mayor proporción o permiten una mejor combinación de propiedades.

Aleaciones Férreas.
Son las sustancias férreas que han sufrido un proceso metalúrgico. También llamados productos siderúrgicos, pueden clasificarse en: Hierro. Aceros. Fundiciones. Ferroaleaciones. Aleaciones férreas especiales. Conglomerados férreos.
De todos estos productos siderúrgicos, son los aceros y fundiciones los empleados por excelencia en la fabricación mecánica y ya en menor proporción, los conglomerados no férreos.

Hierro:
El hierro puro carece de una gran variedad de usos industriales debido a sus bajas características mecánicas y la dificultad de su obtención. Encuentra aplicaciones en la industria eléctrica dadas sus cualidades de permeabilidad magnética.
acero.
Acero:
El acero que se emplea para la construcción mecánica y metálica tiene tres formas usuales: barras, perfiles y palastros.
Barras. Se obtienen en laminación y trefilado en hileras pudiendo obtener secciones de las siguientes formas:
Pletinas. Cuando el espesor es igual o menor de la décima parte del ancho de la sección. Cuando el espesor es más delgado, se llaman flejes.
Media caña o pasamanos.
Triángulo
Cuadrado,etc


Metales no ferricos:
Aluminio :
Es un metal de color blanco plateado, siendo su principal característica su ligereza que lo hace muy útil en variadas aplicaciones. Es dúctil y maleable, buen conductor de la electricidad y del calor. Tiene un peso específico de 2.7 Kg / dm3 y funde a los 667 °C. Su resistencia a la tracción es de unos 10 Kg / mm2
Aleaciones de aluminio.
Las propiedades mecánicas del aluminio mejoran considerablemente si se alea con otros metales, tales como el cobre, magnesio, silicio, zinc, plomo, etc.

Según su pureza, las características del cobre varían, manteniéndose dentro de los siguientes límites:- Densidad 8.8-8.9- Punto de fusión 1,0564 ° C - 1,083° C- Resistencia a la tracción 20 45 Kg. / mm2
Sólo se oxida superficialmente y su color rojizo se vuelve verdoso.

Cobre:
El cobre es muy maleable pudiendo laminarse en hojas hasta de 0.02 mm de espesor, también permite estirarlo en hilos finísimos. Sus principales aplicaciones son: fabricación de hilos, cables, láminas, en instalaciones eléctricas, en la construcción de recipientes y útiles diversos, además de en la fabricación de múltiples aleaciones.
Algunas de las aleaciones de cobre más conocidas son el bronce, que es la aleación de cobre con estaño y el latón que es una aleación de cobre y zinc.
Zinc
A bajas temperaturas e incluso a temperatura ambiente el zinc común es bastante frágil., pero entre los 100 a 180 ° C es muy maleable, haciendo posible conformar piezas a prensa incluso de perfiles complicados, por encima de los 205 ° C vuelve a ser frágil..
Algunas de las formas comerciales del zinc sin alear son: chapa, tubo y alambre, que encuentran aplicaciones en bajadas de agua, canalones, depósitos diversos, electrodomésticos, etc.
Estaño
Metal mucho menos denso que el plomo, pero más que el zinc, es dúctil y brillante, de color blanco plata. Su estructura es cristalina, cuando se dobla en varillas se oye un crujido especial, llamado grito de estaño..
El estaño es muy maleable, pudiendo ser laminado en hojas de papel de estaño de algunas milésimas de milímetro de espesor. No se altera en frío al aire seco o húmedo, es atacado por los ácidos y por las bases, por lo que hay que evitar el traslado de estos productos en recipientes estañados de hojalata.



Ceramicos
Cerámicos. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica y son usados a menudo como aislantes. Son fuertes y duros, aunque frágiles y quebradizos..técnicas De procesos consiguen que los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga. Dentro de este grupo de materiales se encuentran: el ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos.
A temperaturas elevadas pueden conducir iónicamente, pero muy poco en comparación con los metales.
Tienen una amplia gama de propiedades mecánicas, sin embargo, su comportamiento mecánico real suele ser menos predecible que el de los metales, por eso su uso en aplicaciones críticas es muy limitado.
Polímeros
. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y debe evitarse su uso a temperaturas elevadas. Los polímeros termoplásticos, en los que las cadenas moleculares no están conectadas de manera rígida, tienen buena ductibilidad y conformabilidad; en cambio, los polímeros termoestables son más resistentes, a pesar de que sus cadenas moleculares fuertemente enlazadas los hacen más frágiles. Tienen múltiples aplicaciones, entre ellas en dispositivos electrónicos.

Propiedades

presentan regiones con un cierto ordenamiento cristalino, y otras donde se evidencia un carácter amorfo: a éstas últimas se les considera defectos del cristal. En este caso las fuerzas responsables del ordenamiento cuasicristalino, son las llamadas fuerzas de van de Waals. En otros casos (nylon) la responsabilidad del ordenamiento recae en los enlaces de H. La temperatura tiene mucha importancia en relación al comportamiento de los polímeros. A temperaturas más bajas los polímeros se vuelven más duros y con ciertas características vítreas debido a la pérdida de movimiento relativo entre las cadenas que forman el material. La temperatura en la cual funden las zonas cristalinas se llama temperatura de fusión (Tf) Otra temperatura importante es la de descomposición y es conveniente que la misma sea bastante superior a Tf.Clasificación de los Polímeros según sus Propiedades Físicas. Desde un punto de vista general se puede hablar de tres tipos de polímeros: Elastómeros, Termoplásticos, Termoestables.
Los elastómeros y termoplásticos están constituidos por moléculas que forman largas cadenas con poco entrecruzamiento entre sí. Cuando se calientan, se ablandan sin descomposición y pueden ser moldeados.
Los termoestables se preparan generalmente a partir de sustancias semifluidas de peso molecular relativamente bajo, las cuales alcanzan, cuando se someten a procesos adecuados, un alto grado de entrecruzamiento molecular formando materiales duros, que funden con descomposición o no funden y son generalmente insolubles en los solventes más usuales.

Materiales semiconductores

Semiconductores. Su conductividad eléctrica puede controlarse para su uso en dispositivos electrónicos. Son muy frágiles.
Materiales compuestos
Este tipo de materiales se definen básicamente como la unión de dos materiales para conseguir una combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales de forma individual. Se clasifican es tres categorías generales:

Particulados. Dentro de estos podemos distinguir dos tipos; los dispersoides, que son materiales endurecidos, bloquean el movimiento en las dislocaciones y producen un marcado endurecimiento del material matriz; y los "verdaderos" que contienen grandes cantidades de partículas gruesas, que no bloquean el deslizamiento con eficacia, son diseñados para obtener propiedades poco usuales, despreciando la resistencia en el material.
- Reforzados con fibras. Por lo general, este tipo de compuestos consiguen mayor resistencia a la fatiga, mejor rigidez y una mejor relación resistencia-peso, al incorporar fibras resistentes y rígidas, aunque frágiles, en una matriz más blanda y dúctil. El material matriz transmite al fuerza a las fibras, las cuales soportan la mayor parte de la fuerza aplicada. La resistencia del compuesto puede resultar alta a temperatura ambiente y a temperaturas elevadas.
- Laminares. Incluyen recubrimientos delgados, superficies protectoras, revestimientos metálicos, bimetálicos, laminados y todo un conjunto de materiales con aplicaciones específicas. Algunos compuestos reforzados con fibras, producidos a partir de cintas o tejidos pueden considerarse parcialmente laminares. Otras características de importancia incluyen resistencia superior al desgaste o a la abrasión, mejor apariencia estética y algunas características de expansión térmica poco usuales.

Madera :
. Es una materia renovable siempre que se haga un uso razonadoy aún se hacen herramientas con esta materia (azadas, martillos, etc.).

Tiene gran resistencia y se puede labrar con facilidad por lo que tiene usos diversos (construcción, ebanistería, embalaje, etc.) Es un material importante tanto para construcción como para industrias de transformación (papel, cartón, azucares, taninos, etc.). No siempre se usa en su estado natural, a veces se transforma y se somete a procesos de conservación y acabados para aumentar su vida útil y adaptarlo a uso industrial.

Clasificacion:
Se clasifican según su peso específico, y no por ensayos de dureza.

- Maderas duras, con anillos muy juntos y escasos, poca resina, muy compacta, difíciles de trabajar y hoja caduca. Están aquí las frondosas (castaño, haya, nogal, etc)

- Maderas blandas, con los anillos más separados, de hoja perenne, colores claros y con muchos nudos. Están las coníferas y especies resinosas (pino, ciprés, alerce, etc).



Propiedades:
4.-Dureza, que es la dificultad a la penetración de otros cuerpos (clavos, tornillos, etc) o a ser trabajadas con el cepillo, sierra o formón. Varía en el mismo tronco, siendo más duro en interior que exterior. Y también varía con el secado.

5.-Hendibilidad, que es la facilidad que tiene para partirse en el sentido de las fibras. La verde es más hendible que la seca.

6.-Densidad, que es la relación entre el peso y el volumen (kg/m3)

Se distingue la densidad absoluta y la aparente.

- Absoluta, casi constante por serlo la celulosa y derivados.

- Aparente, variable al contar con los poros de la madera y ésta influye en la resistencia de la misma. Si la densidad aparente es alta, tiene pocos poros y es de alta resistencia.

7.-Flexibilidad, propiedad para ser dobladas o curvadas en sentido longitudinal, sin romperse. Si son elásticas vuelven a su posición inicial. La madera joven es más flexible que la vieja, la verde más que la seca y las blandas mas que las duras.

8.-Plasticidad, que es la propiedad de dejarse moldear. Sólo se da en algunas maderas donde con un molde y un contramolde se obtiene la pieza deseada (percheros, sillas, etc).



Tranformacion de los materiales:
.1_ LA TRANSFORMACIÓN EN CALIENTE DEL ACERO
Tanto la laminación en caliente como la forja son tratamientos metalúrgicos que mejoran la homogeneidad del Acero

reduciendo los efectos de la segregación, aumentan la compacidad soldando las discontinuidades

1_A.) Laminación en caliente: Consiste en hacer pasar un material (lingote o semiproducto) entre dos rodillos o
"CILINDROS" , que giran a la misma velocidad en sentidos contrarios, y reducir la sección transversal , mediante la presión ejercida por estos.

1_c.) Laminación: El tren de laminación es el conjunto de "cajas laminadoras" donde se realiza el proceso de
laminación.
1_d.) Corte y enfriamiento: Tras la laminación del desbaste hay que cortar los extremos del lingote para
eliminar la mazarota y el pie. Esta operación se realiza por cizalladura o por sierra en caliente.
El enfriamiento debe estar muy controlado para que no se produzcan agrietamientos superficiales y
estalladuras en las barras.
1_e.) La forja: es el proceso que modifica la forma de los metales por deformación plástica producida por
presión o impacto. Esta deformación controlada del metal, realizada a alta temperatura, produce mejor calidad
metalúrgica y mejora las propiedades mecánicas.

o desbaste está "frío" (menos de 1250º C) pueden aparecer roturas internas, al no tener la misma plasticidad
que la superficie.

tranformacion de los polimeros:

Se realiza mediante máquinas hidráulicas que ejercen la presión suficiente para el moldeado de las piezas. Básicamente existen tres tipos: compresión, inyección y extrusión.
· Compresión: en este proceso, el plástico en polvo es calentado y comprimido entre las dos partes de un molde mediante la acción de una prensa hidráulica, ya que la presión requerida en este proceso es muy grande.
Este proceso se usa para obtener pequeñas piezas de baquelita, como los mangos aislantes del calor de los recipientes y utensilios de cocina
Extrusión: consiste en moldear productos de manera continua, ya que el material es empujado por un tornillo sinfín a través de un cilindro que acaba en una boquilla, lo que produce una tira de longitud indefinida. Cambiando la forma de la boquilla se pueden obtener barras de distintos perfiles.
· Moldeo a Baja Presión
Se emplea para dar forma a láminas de plástico mediante la aplicación de calor y presión hasta adaptarlas a un molde. Se emplean, básicamente, dos procedimientos: