Metales

Ciencia de los materiales
Guía de estudio para examen de medio curso 2012
Dr. Edén Amaral Rodríguez Castellanos

Introducción a los materiales

Objetivo: Permitir darse cuenta de los tipos de materiales disponibles, entender su comportamiento general y sus capacidades, y reconocer los efectos del ambiente y de las condiciones de operación sobre el rendimiento de los materiales.

Objetivosespecíficos de aprendizaje:
1.- Introducción
2.- La clasificación de los materiales
3.- La aplicación y ejemplos de cada material
4.- La relación entre estructuras propiedades y procesamiento
5.- Los efectos ambientales en el comportamiento de los materiales


Introducción

El hombre, los materiales y la ingeniería han evolucionado en el transcurso del tiempo y continúan haciéndolohasta el día de hoy.

En la Edad de Piedra, los seres humanos crearon herramientas de piedra debido a la carencia de una tecnología más avanzada. La madera, los huesos y otros materiales también fueron utilizados (cuernos, cestos, cuerdas, cuero, fibras vegetales), pero la piedra (y, en particular, diversas rocas de rotura concoidea, como el sílex, el cuarzo, la cuarcita, la obsidiana) fueutilizada para fabricar herramientas y armas, de corte o percusión.
A este período le siguió la Edad del Cobre (el cobre, junto con el oro y la plata, es de los primeros metales utilizados en la Prehistoria, tal vez porque, a veces, aparece en forma de pepitas de metal nativo; el objeto de cobre más antiguo conocido hasta el momento es un colgante oval procedente de Shanidar (Irán), que hasido datado en el año 9500 a. C.) y, sobre todo, la Edad de Bronce (período de la civilización en el que se desarrolló la metalurgia de este metal, resultado de la aleación de cobre con estaño en una proporción variable. La cantidad de estaño podía variar desde un 3% en los llamados «bronces blandos», hasta un 25% en los llamados «bronces campaniles» a mayor cantidad de estaño, más tenacidad,pero también menos maleabilidad: en la Prehistoria la cantidad media suele rondar el 10% de estaño. Se supone que fueron los egipcios los primeros en añadir estaño al cobre, al observar que éste le daba mejores cualidades, como la dureza, un punto más bajo de fusión y la perdurabilidad, ya que el estaño no se oxida fácilmente con el aire y es resistente a la corrosión; además el bronce es reciclable,pudiéndose fundir varias veces para obtener nuevos objetos de otros ya desechados
La Edad del Hierro es el último periodo principal en el sistema de las tres edades, usado para clasificar sociedades prehistóricas, y es precedido por la Edad del Bronce. La Edad de Hierro corresponde aproximadamente con el momento en que la producción de hierro era la forma más sofisticada de metalurgía. Ladureza del hierro, su alta temperatura de fusión y la abundancia de fuentes de mineral de hierro lo convirtieron en un material mucho más deseable y barato de obtener que el bronce, lo que contribuyó de forma decisiva a su adopción como el metal más usado.

El Hierro es uno de los elementos que más abunda en la Tierra. Después del aluminio, es el metal más abundante, sin embargo, suutilización práctica comenzó 7000 años más tarde que el cobre y 2500 años después del bronce. Este retraso no se debe al desconocimiento de este metal, puesto que los antiguos conocían el hierro y lo consideraban más valioso que cualquier otra joya, pero se trataba de hierro meteórico, es decir, procedente de meteoritos.

Por todo esto; sin duda alguna la producción y el procesado de losmateriales para convertirlos en productos acabados constituyen una parte importante de nuestra economía actual. Los productores requieren materiales, los ingenieros deberán tener conocimiento sobre la estructura interna y propiedades de los materiales, de modo que sean capaces de seleccionar el material más adecuado para cada aplicación y también capaces de desarrollar los mejores métodos de proceso....