UNIVERSIDAD NACIONAL

FEDERICO VILLARREAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL

IMBESTIGACION DE MATERIALES

CURSO: RESISTENCIA DE MATERIALES

PROFESOR: ALUMNO: Reap López, Francisco FECHA: 03 DE JUNIO DEL 2015

MATERIALES

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Cada material es diferente y tiene cualidades llamadas propiedades. Algunas propiedades

de los materiales son:

Propiedades Eléctricas de los Materiales

Determinan el comportamiento de un material cuando pasa por el la corriente eléctrica.

Conductores: Lo son si permiten el paso de la corriente fácilmente por ellos

Aislantes: Lo son si no permiten fácilmente el paso de la corriente por ellos.

Semiconductores: se dicen que son semiconductores si solo permiten el paso de la

corriente por ellos en determinadas condiciones. (Por ejemplo si son conductores a partir

de una temperatura determinada y por debajo de esa temperatura son aislantes).

Propiedades Mecánicas

Estas quizás son las más importantes, ya que nos describen el comportamiento de los

materiales cuando son sometidos a las acciones de fuerzas exteriores. Algunas más

Concretas son:

Elasticidad: propiedad de los materiales de recuperar su forma original cuando deja de

actuar sobre ellos la fuerza que los deformaba.

Plasticidad: propiedad d los cuerpos para adquirir deformaciones permanentes.

Maleabilidad: facilidad de un material para extenderse en láminas o planchas.

Ductilidad: propiedad de un material para extenderse formando cables o hilos.

Tenacidad: es la resistencia que ofrece un material a romperse cuando es golpeado.

Fragilidad: seria lo contrario a tenaz. Es la propiedad que tiene el cuerpo de romperse

fácilmente cuando son golpeados. El metal es tenaz y el vidrio es frágil y duro.

Dureza: es la resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro. El más duro es el

diamante. Los diamantes solo se pueden rayar con otro diamante. Para medir la dureza de

un material se utiliza la escala de Mohs, escala de 1 a 10, correspondiendo la dureza 10 al

material más duro.

Propiedades Térmicas

Determinan el comportamiento de los materiales frente al calor.

Conductividad térmica: es la propiedad de los materiales de transmitir el calor,

produciéndose, lógicamente una sensación de frió al tocarlos. Un material puede ser buen

conductor térmico o malo.

Fusibilidad: facilidad con que un material puede fundirse (pasar de líquido a solido o

viceversa).

Soldabilidad: facilidad de un material para poder soldarse consigo mismo o con otro

material. Lógicamente los materiales con buena fusibilidad suelen tener buena

soldabilidad.

Dilatación: es el aumento de tamaño que experimenta un material cuando se eleva su

temperatura.

TIPOS DE MATERIALES:

Los materiales son los elementos que se necesitan para fabricar un objeto. Los objetos

que nos rodean están fabricados por diversos materiales. La fabricación de los objetos

puede ser hecha por uno o más materiales.

SEGÚN SU PROCEDENCIA

Hay dos tipos de materiales, estos pueden ser naturales o artificiales.

Los materiales naturales son los que se encuentran en la naturaleza. Se clasifican según su

origen, animal, vegetal o mineral. Ejemplos:

Madera

Piedras

Algodón

Lana

Carbón

Cobre

Arena

Los materiales artificiales son los elaborados por los seres humanos. Ejemplos:

Plástico

Papel

Cartón

Vidrio

Goma

Porcelana

SEGÚN LA DUREZA DE LOS MATERIALES

La dureza del material dice que tan resistente es el material frente a diversas

deformaciones y alteraciones.

Material duro: (Dureza) Se considera un material duro si al intentar hacer rayaduras,

perforaciones, cambios en su forma, es difícil o casi imposible hacerlo. Ejemplos:

Diamante

Acero

Hierro

Material blando: Se considera un material blando cuando fácilmente se puede moldear o

hacer cambios en su forma. Ejemplos:

Arena

Plástico

Plastilina

Madera

SEGÚN LA FRAGILIDAD DE LOS MATERIALES

La fragilidad del material dice que tan delicado y frágil es el material, es decir si se rompe

fácilmente o no.

Material frágil: (Fragilidad) Es el material que se rompe con facilidad si se golpea.

Ejemplos:

Cerámica

Vidrio

Material tenaz: (Tenacidad) Es el material que no se rompe con facilidad. Ejemplos:

Madera

Acero

SEGÚN LA FLEXIBILIDAD DE LOS MATERIALES

La flexibilidad del material consiste en la facilidad que tiene este para doblarse sin

romperse.

Material flexible: Es el material que se dobla fácilmente. Ejemplos:

Goma

Algunos plásticos

Material rígido: Es el material que es difícil doblar. Ejemplo:

Algunos metales

Material elástico: Es el material que si se deforma puede recuperar su forma inicial.

Ejemplos:

Goma de rueda de bicicleta

Resorte

ALGODÓN:

El algodón es una fibra vegetal natural de gran importancia económica como materia

prima para la fabricación de tejidos y prendas de vestir.

La generalización de su uso se debe sobre todo a la facilidad con que la fibra se puede

trenzar en hilos. La resistencia, la absorbencia y la facilidad con que se lava y se tiñe

también contribuyen a que el algodón se preste a la elaboración de géneros textiles muy

variados.

Aplicaciones del algodón

Además de prendas de vestir y objetos domésticos, el algodón se usa en productos

industriales como filtros para acondicionadores de aire, balsas salvavidas, cintas

transportadoras, carpas, neumáticos de automóvil, piscinas, cascos de seguridad o

ventiladores de mina.

COMENTARIO:

El algodón es un material usado principalmente en la industria textil, porque es un

material fácil de manejar.

EL CARBON El carbón es un combustible fósil. Es una sustancia dura, de color negro y parecido a una

roca sedimentaria compuesta de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y varios tipos de

sulfuros.

Es también la segunda fuente de energía más importante en el mundo, suministrando el

25% de la energía primaria consumida y el primero en ser utilizado por el mundo moderno

a nivel industrial para proporcionar calor y generar energía de electricidad.

Uso

Su principal uso está en la generación eléctrica en centrales térmicas de carbón. La

industria es el segundo consumidor en la industria del acero que utiliza coque de carbón

para alimentar sus “Altos Hornos”, así como para realizar aleaciones entrehierro y carbón

para proporcionar más resistencia y elasticidad a los materiales. El carbón también es

usado como materia prima para elaborar plásticos, colorantes, perfumes y aceites.

COMENTATIO:

Es un material cuyo uso principal en la de proporcionar energía siendo de gran

importancia en procesos industriales antiguos y así como en los modernos siendo así un

material muy útil en estas épocas.

LA ARENA

La arena es un elemento granular que se encuentra en la naturaleza. Está compuesta de

partículas muy finas de rocas y minerales. En geología, se considera arena a cualquier

partícula mineral con un diámetro de 0,06 a 2 milímetros, que es llamada individualmente

cono grano de arena. Las siguientes partículas de menor tamaño se llaman limos y las

siguientes de mayor tamaño, grava.

APLICACIONES

La arena es muy utilizada por el ser humano, debido a sus características físico-químicas,

debido especialmente a su pequeño tamaño. Uno de los mayores usos es en la

elaboración de concreto. Es utilizada como componente principal para la producción de

vidrio. Se esparce en caminos nevados o congelados para aumentar la tracción y evitar

accidentes. Se combina con arcilla para fabricar ladrillos. Se combina con pintura para dar

textura a las paredes y techos y para crear suelos no resbaladizos. En agricultura, los

suelos arenosos sirven para muchos cultivos como de melones y melocotones. También se

usa mucho para embellecer balnearios o crear playas artificiales. También se usan en

acuarios y para crear paisajes, etc.

COMENTARIO

La arena es un material bastante abundante en Perú, sus principales usos son en construcción y en

la fabricación de vidrio.

COBRE Metal de color rojizo, de símbolo Cu, muy dúctil y maleable, buen conductor del calor y la

electricidad, que se prepara por reducción del óxido con carbón o por electrólisis,

alcanzándose en este caso una pureza del 99,9 %.

Por sus características puede decirse que después del hierro es el metal que tiene más

aplicaciones industriales. Constituye la base de numerosas aleaciones, en especial de los

bronces y latones.

Utilizaciones del Cobre

El cobre tiene una gran variedad de aplicaciones debido a sus ventajosas propiedades,

como son su elevada conductividad del calor y electricidad, la resistencia a la corrosión,

así como su maleabilidad y ductilidad, además de su belleza.

Debido a su extraordinaria conductividad, superada solo por la plata, el uso más extendido

del cobre se da en la industria eléctrica. Su ductilidad permite transformarlo en cables de

cualquier diámetro a partir de 0,025 mm. Al tener estas propiedades, un alambre de cobre

puede ser usado tanto en cables y líneas de alta tensión en el exterior, como en circuitos

simples dentro de una casa. También se puede usar en motores, transformadores,

generadores y aparatos electromagnéticos.

COMENTARIO Material usado principalmente en la electricidad por uso alta conductividad eléctrica, siendo este

campo su principal uso.

EL PAPEL El papel se obtiene de la madera y se usa básicamente para escribir. Libros, cuadernos,

periódicos, revistas, papel de regalo, y también tiene otras aplicaciones como el papel

higiénico o el papel de cocina.

COMENTARIO

Material muy usado en la fabricación de libros, cuadernos, y otros. Su materia prima es la

madera el cual es un material muy abundante.

VIDRIO Se obtiene a partir de la arena. Se utiliza para hacer ventanas, gafas, lupas, espejos,

botellas, vasos, lunas de coches…

COMENTARIO Es un material que tiene como materia prima la arena, el vidrio es muy usado como lunas, vasos

pero su desventaja es que es un material muy frágil.

EL CAUCHO Caucho, sustancia natural o sintética caracterizada por su elasticidad, repelencia al agua, y

resistencia eléctrica. Se obtiene el caucho natural del fluido lácteo blanco llamó látex,

hallado en muchas plantas; se produce caucho sintético de los hidrocarburos.

El caucho en su estado natural, se da como una suspensión coloide en látex de caucho. Lo

producen plantas, la más importante de estas plantas es el árbol Hevea, de la familia del

spurge, que era una de las fuentes del original caucho Sud americano, comercialmente

muy importante.

COMENTARIO Es un material muy usado por sus características que hacen que el caucho sea un material muy

importante en la actualidad.

EL DIAMANTE Un diamante es aquella piedra preciosa conformada de carbono puro cristalizado que es

el más duro y brillante de todos los minerales y por esta cuestión última cuestión es que el

mismo es altamente apreciado a instancias de la fabricación de joyas.

La mayor parte de los diamantes naturales logran formarse en condiciones de presión y

temperaturas altas, probables en profundidades de entre 140 y 190 km en el manto

terrestre. Los diamantes pueden ser llevados cerca de la superficie de la tierra como

consecuencia de erupciones volcánicas profundas, aunque también pueden ser

producidos sintéticamente mediante un proceso de alta presión y de alta temperatura

que justamente simulará las condiciones persistentes en el manto terrestre que recién

mencionábamos.

COMENTARIO Al hablar de diamante lo primero que se le viene la mente es la dureza del material y también su

alto valor comercial, esto por lo difícil que es su obtención y por los múltiples usos que tiene.

ALUMNIO Es uno de elementos más abundantes en la naturaleza, pero no está puro, sino que forma

parte de numerosos minerales, su peso atómico es 26,97.

Es un metal trivalente, de símbolo químico al de color blanco azulado, fácil de pulir

sumamente sonoro, tenaz, duro maleable y dúctil.

Es el más ligero de todos los metales corrientes (D= 2,7). Se puede reducir a hojas muy

finas, como el oro y plata, y estirar hasta formar alambres finos. Después de la plata y el

cobre, es el mejor conductor de la electricidad y calor

Resiste a la corrosión en condiciones ordinarias y es inoxidable al aire libre, por recubrirse

de una débil capa de óxido que protege al resto

Propiedades mecánicas

Modulo de elasticidad: 6.700kg7mm2

Modulo de torsión: 2.700kg7mm2

Carga de rotura agrio: 18kg7mm2

Recocido 20 brinell duraza agrio 47 brinell recocido 35%

Alargamiento duro 5%

COMENTARIO: Es un material muy usado en fabricación de ollas, es un material resistente al calor pero su

fragilidad es una característica que no le permite ser usado en otros campos.

LA MADERA

La madera es una de las materias prima de origen vegetal más explotada por el hombre.

Se encuentra en los árboles de tallo leñoso (que tienen tronco) encontrando su parte más

sólida debajo de la corteza del árbol. Se utiliza para fabrican productos de gran utilidad

como mesas, sillas y camas, muebles en general y en tecnología se usa para realizar

muchos proyectos.

La madera es un recurso renovable, abundante, orgánico, económico y con el cual es muy

fácil de trabajar.

Tipos de Maderas

- Maderas Blandas: Son las de los árboles de rápido crecimiento, normalmente de las

coníferas, árboles con hoja de forma de aguja. Son fáciles de trabajar y de colores

generalmente muy claros. Constituye la materia prima para hacer el papel. Ejemplo:

Álamo, sauce, acacia, pino, etc.

- Maderas Duras: Son las de los árboles de lento crecimiento y de hoja caduca. Suelen

ser aceitosas y se usan en muebles, en construcciones resistentes, en suelos de parqué,

para algunas herramientas, etc. Las antiguas embarcaciones se hacían con este tipo de

maderas. Ejemplo: Roble, Nogal, etc.

- Maderas Resinosas: Son especialmente resistentes a la humedad. Se usa en muebles,

en la elaboración de algunos tipos de papel, etc. Ejemplos: Cedro, ciprés, etc.

- Maderas Finas: Se utilizan en aplicaciones artísticas, (escultura y arquitectura), para

muebles, instrumentos musicales y objetos de adorno. Ejemplo: Ébano, abeto, arce, etc.

COMENTARIO Es un material usado como materia prima en la fabricación de muebles, esto gracias a sus

diferentes cortes que se le puede hacer.

LOS PLASTICOS Los plásticos son materiales orgánicos formados por polímeros constituidos por largas

cadenas de átomos que contienen fundamentalmente carbono. Otros elementos que

contienen los plásticos pueden ser oxígeno, nitrógeno, hidrogeno y azufre.

Los plásticos dependiendo de su procedencia pueden ser:

- Naturales: si se obtienen directamente de materias primas vegetales como por

ejemplo la celulosa, que se encuentra en las células de las plantas, el Celofán que se

obtiene disolviendo fibras de madera, algodón y cáñamo o el látex que se obtiene del jugo

de la corteza de un árbol tropical.

- Sintéticos (artificiales): los que se elaboran a partir de compuestos derivados del

petróleo, el gas natural o el carbón. La mayoría pertenece a este grupo.

En la actualidad, la mayoría de los plásticos que se comercializan provienen de la

destilación del petróleo. La industria de plásticos utiliza el 6% del petróleo que pasa por

las refinerías para convertirlo en plástico.

Propiedades de los Plásticos

La mayoría de los materiales plásticos son transparentes, incoloros, frágiles, tenaces,

rígidos, duros, no se pudren, no se oxidan y son de peso ligero.

Pero si se les añade determinadas sustancias, sus propiedades cambian, y se les puede

hacer, coloreados, aislantes, etc... Las sustancias que se les añade para cambiar sus

propiedades se llaman aditivos.

COMENTARIO

Es un material muy conocido, derivado del petróleo, tiene múltiples usos gracias a su bajo

punto de ebullición se le puede dar forma en distintos diseños.

EL GRAFEMO

El grafeno es una alotropía del carbono. Pero ¿Qué es una alotropía? pues bien es una

propiedad química que poseen algunos materiales y que son alotrópicos cuando se

pueden presentar en diferentes estructuras (el mismo material puede ser materiales

diferentes).

Por ejemplo el carbono se puede presentar como diamante, como grafito y también,

como no, como grafeno. El grafeno ahora mismo está en proceso de investigación, y se

supone que los resultados van a dar un material con enormes posibilidades, tantas como

tuvo en su día el plástico, ya que estará en todas partes. Las 5 grandes propiedades que

hacen tan fantástico al grafeno son las siguientes.

Características del Grafeno

- Es muy resistente (200 veces más que el acero, es el más resistente del mundo)

- Duro (no se ralla).

- Es flexible (se puede enrollar)

- Tiene una alta conductividad térmica y lo que es mejor eléctrica.

- Y además es un material muy ligero.

COMENTARIO Es un material que por las características que tiene se podría decir que es un material del futuro,

siendo sustituto del acero principalmente.

EL HIERRO: Es el metal más abundante en nuestro planeta, encontrándose además en los meteoritos,

y a partir del siglo XII a. C se constituye en sustitutivo del bronce en la fabricación de

armamentos, dando comienzo a la Edad del Hierro.

En estado puro es muy frágil, pero al recocerse se torna tenaz, duro, dúctil y maleable. Es

buen conductor de la electricidad. La aleación más importante es el acero.

COMETARIO Es un material muy usado antiguamente y en la actualidad es el componente principal del acero,

que es uno de los metales aleados más importantes del a actualidad.

EL ACERO

El acero es una aleación (combinación o mezcla) de hierro (Fe) y carbono (C) siempre que

el porcentaje de carbono sea inferior al 2%. Este porcentaje de carbono suele variar entre

el 0,05% y el 2% como máximo. A veces se incorpora a la aleación otros materiales como

el Cr (Cromo), el Ni (Níquel) o el Mn (Manganeso) con el fin de conseguir determinadas

propiedades y se llaman aceros aleados.

El acero es por tanto un metal ferroso por que su componente principal es el hierro, y de

su fabricación, como todos los metales ferrosos, se encarga la industria de la siderurgia.

El acero, en general, es un material de elevada dureza (no se raya), tenacidad (resistencia

a los golpes) y de gran resistencia mecánica.

Acero Inoxidable

La mayoría de los metales se oxidan, por ejemplo la plata se pone negra, el aluminio

cambia a blanco, el cobre cambia a verde y ordinariamente el acero cambia a rojo. En el

caso de acero, el hierro presente se combina con el oxígeno del aire para formar óxidos de

hierro o “herrumbre” de color rojizo.

Tipos de Aceros Inoxidables

Hay 4 tipos de aceros inoxidables, aunque el 65 del acero inoxidable utilizado es el

auténtico.

- Acero Inoxidable Austenítico: Son aleaciones de hierro, cromo, níquel y carbono con

menos del 0,10% de carbono. Dentro de este grupo se incluyen los dos más conocidos el

18/18 y el 18/10 que realmente se llaman el 1.4304 y el 1.4301.

- Acero Inoxidable Ferritico: Aleación de hierro, cromo y carbono, con contenidos típicos

de carbono menor al 0,10%, Cromo entre el 16% y el 18% y muy bajo contenido de Níquel.

- Acero Inoxidable Matensítico: Aleación de hierro, cromo y carbono, con contenidos

típicos de carbono mayor igual al 0.10%, Cromo del 12 al 14 %.

- Acero Inoxidable Dúplex: Aleación de hierro, cromo, níquel pero construidos en dos

fases: ferrita y austenita. Es un acero inoxidable que contiene niveles de cromo

relativamente altos (entre 18% y 38%) y cantidades moderadas de níquel (entre 4.5% y

8%). Presentan una mayor protección a la corrosión y mayor resistencia mecánica que los

otros.

Propiedades Principales del Acero Inoxidable

-Resistencia a la corrosión y la oxidación.

-Resistencia al calor.

-Reciclable.

-Fácil fabricación y limpieza.

-Bajo coste.

-Biológicamente neutro.

-Buena estética.

COMETARIO El acero material usado por su característica de que es un material rígido, maleable, y es adaptado

en diferentes tipos de productos entre los de construcción y en los aceros inoxidables.

LA PIEDRA

Una piedra, del latín petra, es una sustancia mineral dura y compacta, es decir, de elevada

consistencia. Las piedras no son terrosas ni tienen aspecto metálico y suelen extraerse de

canteras, que son explotaciones mineras a cielo abierto.

Gracias a sus características naturales, la piedra es un material que se conserva en el

tiempo sin perder sus principales características. Las herramientas más antiguas

construidas por los seres humanos y que aún se conservan en la actualidad provienen del

periodo paleolítico: los arqueólogos creen que también se habrían construido

herramientas con madera o huesos, sin que llegaran hasta nuestra época por su peor

conservación.

Dentro del ámbito de la construcción tendríamos que destacar que existen muchos tipos

de piedras que se han empleado y se siguen empleando a la hora de poner en pie una

edificación concreta. Así, por ejemplo, nos encontramos con las toscas, que son las que

están sin labrar, o las macizas, que son aquellas que se consideran que no tienen ningún

tipo de defecto.

COMENTARIO

Material usado en las construcciones principalmente, es usado por su característica de ser un

material duro y resistente.

EL CUERO El cuero es el pellejo que cubre la carne de los animales. El término, que tiene su origen en

el latín corium, también permite nombrar a dicho pellejo después de curtido y tratado

para diversos usos.

El cuero es una capa de tejido que recubre al animal. Gracias a su flexibilidad y resistencia,

es posible manipularlo y trabajarlo de distintas maneras, transformándolo en

un material con diversos usos industriales.

COMETARIO Material muy resistente, útil en la industrial de los calzados siendo la materia prima principal,

proviene del pellejo de los animales para luego ser curtido y finalmente comercializado.

EL ORO Este es un metal blando, precioso, cuyo símbolo es Au. Es un metal de transición que se

caracteriza por ser brillante, pesado, amarillo, dúctil y maleable. Se lo encuentra en forma

pura ya sea en depósitos aluviales o en forma de pepitas. El oro es utilizado en la

electrónica, joyería y en la industria.

COMENTARIO Es usado principalmente en las joyerías, es un material muy apreciado comercialmente gracias a

su brillo amarillento que tiene un gran valor monetario.

LA PLATA El símbolo de este metal es Ag. Este metal también es de transición y se caracteriza por

ser brillante, blanco, dúctil, maleable y blando. Este se encuentra en la naturaleza de

manera escaza ya sea como plata libre o bien, conformando diversos minerales. Se lo

utiliza para hacer armas blancas, en la electricidad, para la fabricación de joyas y espejos,

entre otras cosas.

COMENTARIO Al igual que el oro es usado principalmente en la fabricación de joyas y espejos por su brillo, pero

otro aspecto que no es muy utilizado es en la electricidad pues tiene una conductividad eléctrica.

EL TITANIO Su símbolo es Ti y es un metal color grisáceo, tiene elevada resistencia mecánica y a la

corrosión. En la naturaleza este se encuentra presente de forma abundante. El titanio se

utiliza en la industria automotriz, militar, enérgica, naval, espacial, aeronáutica, también

para joyería y decoración, entre otras cosas.

COMETARIO Metal muy abundante, tiene múltiples usos y por su abundancia es más barato que otros metales

convirtiéndolo en un metal competitivo comercialmente.

BIBLIOGRAFIA:

http://www.tiposde.org/ciencias-naturales/225-tipos-de-metales/#ixzz3ZD8vJ4Ux

http://www.tiposde.org/cotidianos/485-tipos-de-materiales/#ixzz3ZD7pkeyV

http://www.misrespuestas.com/que-es-la-arena.html

http://deconceptos.com/general/arena

http://diccionario.motorgiga.com/diccionario/cobre-definicion-significado/gmx-niv15-

con193585.htm

http://www.spanish.cl/ciencias-naturales/materiales-propiedades.htm