PLAN LECTOR (TALLER #1)

PLAN LECTOR (TALLER #1)CIENCIA DE LOS MATERIALES

17/03/2015FUNDACION UNIVERSITARIA TECNOLOGICO COMFENALCOLILIBETH MENDOZA RODRIGUEZ, ANDRES CABARCAS SANTOYA, JOSE MIGUEL RODRIGUEZ, JULIANA PEREZ PARRA

TRABAJO DE CIENCIA DE LOS MATERIALES

Presentado a: ING. ELMER FAJARDO OSPINO

Presentado por:

ANDRES FRANCISCO CABARCAS SANTOYA (15110265)JULIANA PEREZ PARRA (14110014)LILIBETH MENDOZA RODRIGUEZ (14113052)JOSE MIGUEL RODRIGUEZ (12214117)

Aula:F- 404 (SECCION 10)

17/03/15

FUNDACION UNIVERSITARIA TECNOLOGICO DE COMFENALCO VII SEMESTRE DE INGENIERIA INDUSTRIAL

CARTAGENA-BOLIVAR

TALLER1

Objetivo: Proporcionar una perspectiva del desarrollo e importancia de los materiales y los criterios que se tiene en cuenta para la seleccin de los mismosIntroduccin Una seleccin adecuada de materiales debe tomar en cuenta las cuestiones de resistencia, rigidez, peso y forma del componente (factor de la forma) y emplear cuadros de seleccin de materiales para determinar el material ms adecuado para la aplicacin.

Los materiales compiten entre s en los mercados actuales y en los nuevos, y, en consecuencia, se produce la sustitucin de un material por otro en algunas aplicaciones. La disponibilidad de materias primas, el costo de fabricacin y el descubrimiento de nuevos materiales y mtodos de elaboracin de productos son factores importantes que causan cambios en el empleo de los materiales

Consulta

1. Considere el componente habitual de una bombilla en casa: a) identifique los componentes crticos de este elemento, b) determine el material que fue seleccionado para cada componente crtico c) cual es la justificacin de la eleccin de eso materiales?

2. Las bicicletas ms modernas se fabrican con materiales compuestos avanzados. Explique por qu y mencione los materiales compuestos especficos empleados en la estructura de una bicicleta

3. Las sper aleaciones con base en nquel se emplean en la estructura de los motores de turbina de los aviones. Cules son las propiedades principales de este metal que lo hacen deseable para esta aplicacin

4. Los indicadores de temperatura se utilizan para control del proceso productivo. Cmo funciona un indicador de temperatura? Qu tipo de material es empleado? cules son las propiedades importantes que debe poseer el material del indicador de temperatura.

5. Mencione los criterios ms importantes para seleccionar materiales que habrn de emplearse en un casco protector de uso deportivo. b) Identifique los materiales que podran satisfacer estos criterios. c) Por qu un casco de metal slido no sera una buena eleccin?

INTRODUCCION

En el presentetrabajovamos a ver a grandes rasgos algunos conceptos que integran lamateriadetecnologa de losmateriales, los cuales nos servirn para podertener en claro algunas ideas que nos servirn para tener una comprensin ms clara de dicha materia.

As tambin veremos las propiedades fsicas y qumicas de dichos materiales y el cmo conocerlas nos permite trabajar de una manera ms eficiente con ellos tambin veremos las estructuras cristalinas, el cmo conocer laestructurainterna de los materiales nos permite darles un mejor uso y que puedan ser de mejor aprovechamiento, as tambin los tratamientos trmicos que dichos materiales pueden recibir con el objeto de darles una mayor durabilidad y mejor aplicaciones a la industria.

DESARROLLO1. Considere el componente habitual de una bombilla en casa: a) identifique los componentes crticos de este elemento, b) determine el material que fue seleccionado para cada componente crtico c) cual es la justificacin de la eleccin de eso materiales?

a) Los componentes crticos de una bombilla son: Bulbo Gas inerte Filamento Conductor interno entre filamento y base Soporte del filamento Casquillo Fusibleb) Material seleccionado para cada componente crtico: Bulbo: vidrio. Gas inerte: Argn o nitrgeno o algn otro gas inerte. Filamento: Tungsteno. Conductor interno entre filamento y base: Wolframio. Soporte de filamento: alambre metlico. Casquillo: latn Fusible: aleacin de indio, estao o plomo.

c) Las estrategias de montar la bombilla varan dependiendo del tipo de socket donde se vaya a colocar, si este es de lmpara, primeramente es necesario retirar la pantalla para poder proceder. En otra situacin, si el socket no est fijo en alguna superficie, es necesario sostenerlo para poder enroscar el bombillo. Estos materiales son elegidos, por que poseen las caractersticas que ms se adecuan al funcionamiento de la bombilla, es decir, individualmente cada elemento cumple una funcin especfica, que a la hora de unir todos los materiales cumplen la funcin general, transmitir luz a zonas de gran oscuridad. Cada material necesita del otro para llevar a cabo el objetivo planteado, por ejemplo, la montura de vidrio necesita de una capsula de cristal para formar lo que se llama croquis de bombillo, la cubierta, lo que mantiene encerrado el gas, permitiendo que se propague la luz del bombillo hacia el exterior.2. Las bicicletas ms modernas se fabrican con materiales compuestos avanzados. Explique por qu y mencione los materiales compuestos especficos empleados en la estructura de una bicicleta

Actualmente se utilizan materiales compuestos avanzados, ya que estos son ms livianos, reduciendo en un 50% el peso de la bicicleta en su totalidad, adems son ms resistentes a cualquier agente daino que los materiales comunes lo que los hace ms duraderos, tambin tenemos que a pesar de ser elaborados son ms baratos que los elementos comunes lo que hace de ellos la eleccin ms rentable y productiva, adems se debe notar que el proceso de fabricacin ahora es menos elaborado y ms fcil de realizar.

TITANIO: Las buenas propiedades mecnicas: elevado ratio resistencia-peso y razonable rigidez, junto con la resistencia a fatiga y la resistencia a la corrosin hacen de este material muy atractivo estructuralmente. Dos son las aleaciones desarrolladas para la industria aeroespacial que se pueden emplear en la fabricacin de tubos. La primera es la aleacin 3Al-2,5V (supone un 3,5% aluminio y 2,5% vanadio) y la segunda es la 6Al-4V (6% aluminio y 4% vanadio).La comparacin de propiedades de ambas aleaciones como curiosidad tcnica. La diferencia ms sustancial entre ambas es que la segunda, la 6Al-4V, es ms difcil de soldar, mecanizar y crear tubos. Por lo que puede encontrarse la combinacin de ambas, usando la 3Al-2,5V para el tubing y la 6Al-4V para elementos perimetrales y de refuerzo del cuadro.Como hemos comentado antes, el titanio tiene dos grandes inconvenientes, uno es el precio, y el otro, ligado tambin al primero es su dificultad de mecanizado, la habilidad y cuidado con es necesario soldar los tubos tambin incrementan el coste de fabricacin.FIBRAS DE CARBON: La composicin bsica de materiales compuestos utilizados para fabricar bicicletas modernas es la combinacin de un tejido de hilos de carbono (refuerzo), el cual aporta flexibilidad y resistencia, con una resina termoestable (matriz), comnmente de tipo epoxi, que se solidifica gracias a un agente endurecedor y acta uniendo las fibras, protegindolas y transfiriendo la carga por todo el material; por su parte el agente de curado ayuda a convertir la resina en un plstico duro.Es importante destacar que dependiendo de la orientacin del tejido, la tela de carbono puede ser ms fuerte en una direccin determinada o igualmente fuerte en todas las direcciones. Las fibras ofrecen sus mejores propiedades cuando se entretejen en la direccin de las tensiones, es decir, que en un caso ideal deberan alinearse las direcciones de las fibras con la direccin de la fuerza exterior.

3. Las superlaciones con base en nquel se emplean en la estructura de los motores de turbina de los aviones. Cules son las propiedades principales de este metal que lo hacen deseable para esta aplicacin?

El nquel es un metal duro, maleable y dctil, que puede presentar un intenso brillo. Tiene propiedades magnticas por debajo de 345 C. El nquel metlico no es muy activo qumicamente. Es soluble en cido ntrico diluido, y se convierte en pasivo (no reactivo) en cido ntrico concentrado. No reacciona con los lcalis. Tiene un punto de fusin de 1.455 C, y un punto de ebullicin de 2.730 C, su densidad es de 8,9 g/cm3 y su masa atmica 58,69 uma.

Una superlacin es una aleacin que presenta excelente resistencia mecnica y resistencia a la fluencia de altas temperatura, buena estabilidad de la superficie y la corrosin, y resistencia a la oxidacinUna base de speraleacin es principalmente el nquel, cobalto y nique-hierro.Las aplicaciones tpicas de estas sper aleaciones, se encuentran en la industria aeroespacial de la turbina de gas industrial y de la turbina de industrias marinas.En las sper aleaciones se encuentran materiales principalmente metlicos para el uso de altas temperatura, especialmente de las zonas calientes de las turbinas de gas.Estos materiales permiten a la turbina operar las deficientemente, para soportar temperatura cada vez ms altas.Unas de las propiedades ms importantes es la alta resistencia a la prdida de temperatura. Otras propiedades de los materiales fundamentales son la fatiga, la estabilidad de fase, as como la oxidacin la resistencia a la corrosin.

4. Los indicadores de temperatura se utilizan para control del proceso productivo. Cmo funciona un indicador de temperatura? Qu tipo de material es empleado? cules son las propiedades importantes que debe poseer el material del indicador de temperatura.

Cmo funciona un indicador de temperatura?Este indicador es en esencia un termmetro y est presente en todos los automviles cuyo motor tenga un sistema de refrigeracin lquido y en algunos de enfriamiento por aire.En realidad lo que se mide es la temperatura del lquido refrigerante del motor en la culata y muy cerca del ltimo cilindro, en este punto es donde el refrigerante ha alcanzado su mayor temperatura debido a que ha refrigerado todos los cilindros. Por tal motivo se coloca all un sensor que enva al indicador del panel una seal elctrica que es registrada por la aguja como un valor de temperatura.Casi todos los sistemas de medicin de temperatura de los automviles actuales usan como sensor un termistor, y como indicador, un instrumento que mide el valor de la resistencia del termistor con la escala graduada en grados de temperatura.Cules son las propiedades importantes que debe poseer el material del indicador de temperatura.Las principales propiedades que deben poseer los materiales indicadores de temperaturas son: Capacidad calorfica y Calor especfico, Dilatacin trmica, y conductividad trmica. La primera define lacapacidad calorficao capacidad trmica molar como la energa necesaria para hacer variar en 1 K la temperatura de un mol de material. Desde el punto de vista de la ingeniera de materiales es ms usual trabajar con el concepto decalor especficoa presin constante Ce, que se define como la energa necesaria para hacer variar en 1 K la temperatura de un gramo del material. Mientras que la segunda indica que al aumentar la temperatura, los tomos vibran con mayor amplitud alrededor de su posicin de equilibrio, provocando un incremento en la distancia interatmica d0de equilibrio, y por tanto haciendo aumentar las dimensiones del material, y por ltimo, indica la tercera que La conductividad trmica k es una propiedad de los materiales que determina la velocidad a la que el calor se transmite en el material, siendo un factor de mxima importancia en aplicaciones que involucren la transferencia de calor: moldes de solidificacin, intercambiadores, pantallas aislantes, etc.5. Mencione los criterios ms importantes para seleccionar materiales que habrn de emplearse en un casco protector de uso deportivo. b) Identifique los materiales que podran satisfacer estos criterios. c) Por qu un casco de metal slido no sera una buena eleccin?

Mencione los criterios ms importantes para seleccionar materiales que habrn de emplearse en un casco protector de uso deportivo.

LivianosResistentesErgo dinmicosUn grado considerable de flexibilidad

Identifique los materiales que podran satisfacer estos criterios.

KevlarFibra de vidrio

Por qu un casco de metal solido no sera una buena eleccin?

No sera una buena eleccin, ya que si el casco fuera de metal solido el golpe en caso que se diera, se intensificara haciendo que el dao ocasionado sea mucho mayor en comparacin con el dao ocasionado por los cascos comnmente llamados de plstico debido a que es resistente a grandes impactos, es tambin un tanto flexible para amortiguar y absorber el golpe.

CONCLUSIONEs sin duda impresionante la manera en la que han evolucionado los materiales y lo importante que es conocer sus propiedades no tan solo fsicas o mecnicas sino tambin a otro nivel como bien podra ser a nivel atmico ya que de esto depende en buena parte el comprender como habr de comportarse un material en ciertas condiciones y de esa manera conjeturar algunas caractersticas como su dureza o su resistencia a algunos esfuerzos, la verdad este taller de Materiales ha resultado de mucho provecho para cada uno de nosotros los alumnos de ingeniera, hemos aprendido como conocer a los materiales por sus propiedades as como por su tipo, sus estructuras internas y externas, obteniendo de esta forma conocimiento provechoso y una mayorconcienciade los materiales y su aprovechamiento a lo largo del desarrollo de este taller y a lo largo de la historia, conocer nuestro entorno es sumamente importante y poder aprovecharlo y modificarlo nos dar mayor comodidad y tambin una mayor economa en base al aprovechamiento que de el obtengamos, podemos sin lugar a dudas decir que los materiales forman una parte importante de lasociedadactual, a donde usted mire encontrara diversos materiales en sus miles de formas y modificaciones que elhombre, el ingeniero ha hecho con el nico propsito de sacar mayor ventaja y poder adaptar su medio a las circunstancias requeridas en su momento, la sociedad cambia y con ella sus necesidades de toda ndole, la industria evoluciona constantemente al igual que la ciencia, gracias a estos cambios podemos ir adelantes y no ser vctima de la esttica, hay cambios, hay dinmica, pero esto exige cambios, tan necesarios y grandes como se deseen, quizs hasta se requiera cambios sociales y cambios deactitud.