caracterisacion de los materiales

1. Sistemas de manufactura
Sistemas de manufactura
CATEDRATICO: M.A. y L. José Ángel Herrera Domínguez
Unidad # 4
Tema: 4.1 caracterización del material y su utilización en
los procesos
Presentado por:
ALUMNO: Israel Guzmán Jiménez Hernández
Matricula: 2123D5404
Carrera: ingeniería industrial
Grupo: 7B
Cd. Acuña, Coahuila noviembre 2015
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2. Sistemas de manufactura
Caracterización del material y su utilización en los procesos
La caracterización de materiales se refiere al establecimiento de las características de
un material determinado a partir del estudio de sus propiedades fiscas, químicas,
estructurales, etc.
Hay distintas técnicas de caracterizar a los materiales, según al interés que haya sobre
el material. Para establecer la naturaleza del material es necesario conocer sus
características, así como las posibles aplicaciones que este puede tener.
Clasificación según su origen:
Los materiales se pueden clasificar en materiales naturales y materiales artificiales, dependiendo
de que se encuentren directamente en el medio natural o sean el resultado de algún proceso de
fabricación. Por ejemplo, el granito es un material natural, mientras que el acero es un material
artificial.
Campo para ser aplicados
Los materiales en general y cualquier tipo del mismo, son utilizados en toda industria que
pretenda llevar a cabo la elaboración de un producto, es decir que en todo lugar que se quiera
llevar a cabo la trasformación de una materia prima a producto final se quieren los materiales, a
diferencia del servicio los materiales se requieren con mayor intensidad ya que son los
necesarios para el producto y los servicios solo se hacen de estos productos para llevarse a cabo.
Según su composición:
Los materiales se pueden clasificar en elementos y compuestos, homogéneos y heterogéneos,
metálicos y no metálicos, inorgánicos y orgánicos, etc.
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3. Sistemas de manufactura
Propiedades de los materiales:
1. Propiedades químicas: Se refiere a los procesos que modifican químicamente un material.
2. Propiedades físicas: Se refiere a las características de los materiales debido al ordenamiento
atómico o molecular del mismo.
3. Propiedades térmicas: Se refiere al comportamiento del material frente al calor.
4. Propiedades magnéticas: Se refiere a la capacidad de algunos materiales al ser sometidos a
campos magnéticos.
5. Propiedades mecánicas: Están relacionadas con la forma en que reaccionan los materiales al
actuar fuerzas sobre ellos.
Utilización en los procesos
Las cantidades de partes y materiales que se necesitan para la producción planificada, se
especifican en el presupuesto de materiales y partes, en tanto que los costos unitarios de estos
insumos se detallan en el presupuesto de compras.
Su clasificación
Según sus propiedades
Los materiales se pueden clasificar en rígidos y flexibles, tenaces y frágiles, conductores y
aislantes, reciclables y no reciclables, etc. Se cuenta con los datos de cantidades y costos
unitarios para desarrollar el costo presupuestado de los materiales y partes que entran en la
producción.
Es indispensable conocer los diferentes tipos de materiales y sus procesamientos, ya que se
tiene que tomar en cuenta para elegir adecuadamente el material a usar durante los procesos
de producción.
La mayoría de los materiales utilizados en la manufactura, se clasifican en tres categorías:
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• Metales
• Cerámicos
• Polímeros
Que a su vez cada uno de estos materiales se divide en distintos grupos es decir.
Metales
Los metales se dividen en dos grupos básicos que son los ferrosos y no ferrosos.
Los metales ferrosos: se basan en las aleaciones de hierro y carbono, de lo cual se forman el
acero y el hierro colado.
Acero, puede haber 4 clases de acero como lo son, acero al carbón, bajos en aleación, aceros
inoxidables y para herramientas.
1- Aceros al carbón:
• Bajo en carbono contiene menos del 0.20% de C. y sus aplicaciones son en las piezas
automotrices de lámina, placas para fabricación y vías férreas. Fácil de formar, con una
resistencia elevada.
2- Bajos en aleación:
Contienen elementos adicionales que proporcionan propiedades mecánicas superiores como
resistencia, dureza, dureza en caliente, resistencia al desgaste, tenacidad y combinaciones.
Algunos ejemplos de esto son, el cromo, manganeso, molibdeno, níquel y vanadio.
3- Aceros inoxidables:
Aceros altamente aleados diseñados para proporcionar gran resistencia a la corrosión. El
elemento principal de la aleación es el cromo, por lo general arriba del 15%. Estos se destacan
por su combinación de resistencia y ductilidad, usualmente se emplean para fabricar equipo de
procesamiento químico y de alimentos, así como piezas de maquinaria que requieren alta
resistencia a la corrosión.
4- Para herramientas:
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Diseñado para su uso en herramientas de corte industriales, troqueles y moldes. Estos deben
poseer resistencia elevada, dureza, dureza en caliente, resistencia al desgaste y tenacidad a los
impactos. Estas propiedades se obtienen por tratamientos térmicos.
Hierro colado
Es una aleación de hierro que contiene de 2.1% a 4% de carbono, y de 1% a 3% de silicio. Su
composición lo hace muy apropiado como metal de fundición.
Los metales no ferrosos: incluyen elemento y aleaciones metálicas que no se basan en el hierro
es decir, aluminio, cobre, magnesio, níquel, titanio y zinc. Estos metales reciben su forma por
medio de todos los procesos básicos, inclusive fundición, metalurgia de polvo, procesos de
deformación y remoción de materiales.
Cerámicos:
Son compuestos inorgánicos que consisten en un metal (o semimetal) y uno o más no metales.
Los materiales más importantes son sílice, ingrediente principal de los productos de vidrio, la
alúmina, que se utilizan en huesos artificiales: y compuestos más complejos como el silicato de
aluminio hidratado, conocido como caolinita, ingredientes principales de la mayoría de los
productos de arcilla. Las propiedades generales de los materiales cerámicos son la alta dureza,
características buenas de aislamiento térmico y eléctrico, estabilidad química y temperaturas de
fusión elevadas. Aun que tienen una gran desventaja que es ser muy frágiles y virtualmente no
poseen ductilidad.
Polímeros:
Un material polímero es un compuesto que consiste en moléculas de cadena larga, cada una de
las cuales está hecha de unidades que se repiten y conectan entre sí.
Los polímeros se dividen en plásticos y cauchos (hules). Como materiales de ingeniería, son
relativamente nuevos en comparación con los metales y los cerámicos.
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6. Sistemas de manufactura
• Los polímeros termoplásticos son materiales solidos a temperatura ambiente, pero si se
les calienta se vuelven líquidos viscosos. Estas características permiten que adopten
formas de productos de modo fácil y económico.
• Los termos fijos cuando se calientan de inicio, se suavizan y fluyen de modo que se
pueden moldear, pero las temperaturas elevadas también producen una reacción
química que endurece el material y lo convierte en un sólido que no se puede fundir.
• Los elastómeros son los cauchos. Se trata de polímeros que presentan alargamiento
elástico extremo si se les sujeta a un esfuerzo mecánico relativamente débil.
Conclusión:
La caracterización de los materiales nos ayuda a tener una visión más clara sobre donde se
puede utilizar el material, también nos ayuda a saber la resistencia, duración y fiabilidad, para
después poder utilizarlo. Como hemos visto las aplicaciones más comunes son para la industria
en general, lo que favorece al desarrollo tecnológico y humano ya que en los tiempos actuales es
necesario adaptarse a los avances que nos envuelven día a día.
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• Los polímeros termoplásticos son materiales solidos a temperatura ambiente, pero si se
les calienta se vuelven líquidos viscosos. Estas características permiten que adopten
formas de productos de modo fácil y económico.
• Los termos fijos cuando se calientan de inicio, se suavizan y fluyen de modo que se
pueden moldear, pero las temperaturas elevadas también producen una reacción
química que endurece el material y lo convierte en un sólido que no se puede fundir.
• Los elastómeros son los cauchos. Se trata de polímeros que presentan alargamiento
elástico extremo si se les sujeta a un esfuerzo mecánico relativamente débil.
Conclusión:
La caracterización de los materiales nos ayuda a tener una visión más clara sobre donde se
puede utilizar el material, también nos ayuda a saber la resistencia, duración y fiabilidad, para
después poder utilizarlo. Como hemos visto las aplicaciones más comunes son para la industria
en general, lo que favorece al desarrollo tecnológico y humano ya que en los tiempos actuales es
necesario adaptarse a los avances que nos envuelven día a día.
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