Manual estructuras de los materiales
Páginas: 35 (8572 palabras)
Publicado: 8 de febrero de 2014
METALES Y ALEACIONES
Objetivos específicos: Al terminar esta actividad el alumno será capaz de
Diferenciar entre los metales y las aleaciones.
Medir algunas propiedades físicas en materiales metálicos y aleaciones, como la resistencia mecánica, maleabilidad, conductividad eléctrica, dureza y densidad.
Consideraciones teóricas
El ingeniero debe saber usar los materiales quesatisfagan ciertos requisitos en propiedades, en fabricación, etc. Por esto, deben de conocer la variedad de materiales así como sus propiedades. Existe una cantidad muy amplia de materiales, para su estudio se han agrupado en metales, cerámicos, polímeros y compuestos. En esta sección se estudiará|n los materiales metálicos.
Los metales más utilizados, son el cobre, plomo, mercurio, aluminio,hierro, estaño y cinc.
Una de las características de los metales es que son sólidos a temperatura ambiente, con la sola excepción del mercurio. algunas propiedades importantes de los metales son:
•Alta resistencia mecánica
•Alta rigidez
•Alta conductividad eléctrica
•Alta conductividad térmica
•Ductilidad
•Dureza
•Maleabilidad
•Lustre
•Alta resistencia al impacto (resiliencia)•Insolubilidad en agua y disolventes orgánicos
Las características de cada metal determinan su uso, por ejemplo, el hierro es uno de los metales más utilizados porque es duro, es decir muy resistente a ser desgastado por otros materiales, sin embargo, como se oxida fácilmente en presencia de agua, su uso en sitios húmedos no es adecuado y, por lo tanto, se prefiere alguna de sus aleaciones.si se conocen las propiedades de los metales, es posible combinarlos para que se puedan aprovechar mejor. Una forma de hacerlo es crear una aleación, mezclándolos con algún o algunos otros elementos, fundir esta mezcla, y después llevarlos al estado sólido. Las propiedades de una aleación son diferentes a las de los metales que lo conforman. El bronce, el latón y el acero son las aleaciones másconocidas y utilizadas. El bronce es una combinación de cobre y estaño; el latón, de cobre y cinc; el acero, de hierro y carbono.
Las aleaciones, al igual que los metales puros, poseen propiedades metálicas. Las propiedades de las aleaciones pueden ser muy distintas de las de sus elementos constituyentes, y algunas de ellas, como la resistencias mecánica y a la corrosión, pueden serconsiderablemente mayores en una aleación que la que presentan los metales por separado. Las aleaciones pueden ser soluciones sólidas o compuestos intermetálicos.
Existen dos tipos de soluciones sólidas: sustitucionales e intersticiales. Las aleaciones de tipo sustitucional se generan cuando la combinación para formarlas contiene elementos de radio atómico semejante (la diferencia entre los radiosatómicos de los elementos no debe ser mayor del 15%), igual estructura cristalina y propiedades químicas semejantes (deben tener electronegatividad parecida, para evitar una reacción química entre ellos); mientras que la aleación intersticial está formada por una combinación de átomos metálicos con átomos no metálicos “mas pequeños” que ocupen los huecos de la estructura cristalina del metal. Para esteúltimo tipo de aleación se espera que se cumpla la siguiente restricción: rintersticialidad/raleación < 0.59 (r = radio atómico del elemento); sin embargo el acero, a pesar de que es una aleación de tipo intersticial no cumple con la restricción anterior, lo que provoca que el acero pueda contener hasta un máximo de 2.08 % de carbono.
Una propiedad de los materiales es la densidad (), que sedefine por la siguiente relación:
= m/V
= densidad (g/cm3)
m = masa (g)
V = volumen (cm3)
En los metales puros, la densidad varía desde 0.53 g/cm3 para el litio, hasta 22.6 g/cm3 para el osmio. Es una propiedad característica para cada metal. Cuando se forma una aleación la densidad se modifica; el grado de modificación dependerá de la composición de la aleación
Desarrollo...
Objetivos específicos: Al terminar esta actividad el alumno será capaz de
Diferenciar entre los metales y las aleaciones.
Medir algunas propiedades físicas en materiales metálicos y aleaciones, como la resistencia mecánica, maleabilidad, conductividad eléctrica, dureza y densidad.
Consideraciones teóricas
El ingeniero debe saber usar los materiales quesatisfagan ciertos requisitos en propiedades, en fabricación, etc. Por esto, deben de conocer la variedad de materiales así como sus propiedades. Existe una cantidad muy amplia de materiales, para su estudio se han agrupado en metales, cerámicos, polímeros y compuestos. En esta sección se estudiará|n los materiales metálicos.
Los metales más utilizados, son el cobre, plomo, mercurio, aluminio,hierro, estaño y cinc.
Una de las características de los metales es que son sólidos a temperatura ambiente, con la sola excepción del mercurio. algunas propiedades importantes de los metales son:
•Alta resistencia mecánica
•Alta rigidez
•Alta conductividad eléctrica
•Alta conductividad térmica
•Ductilidad
•Dureza
•Maleabilidad
•Lustre
•Alta resistencia al impacto (resiliencia)•Insolubilidad en agua y disolventes orgánicos
Las características de cada metal determinan su uso, por ejemplo, el hierro es uno de los metales más utilizados porque es duro, es decir muy resistente a ser desgastado por otros materiales, sin embargo, como se oxida fácilmente en presencia de agua, su uso en sitios húmedos no es adecuado y, por lo tanto, se prefiere alguna de sus aleaciones.si se conocen las propiedades de los metales, es posible combinarlos para que se puedan aprovechar mejor. Una forma de hacerlo es crear una aleación, mezclándolos con algún o algunos otros elementos, fundir esta mezcla, y después llevarlos al estado sólido. Las propiedades de una aleación son diferentes a las de los metales que lo conforman. El bronce, el latón y el acero son las aleaciones másconocidas y utilizadas. El bronce es una combinación de cobre y estaño; el latón, de cobre y cinc; el acero, de hierro y carbono.
Las aleaciones, al igual que los metales puros, poseen propiedades metálicas. Las propiedades de las aleaciones pueden ser muy distintas de las de sus elementos constituyentes, y algunas de ellas, como la resistencias mecánica y a la corrosión, pueden serconsiderablemente mayores en una aleación que la que presentan los metales por separado. Las aleaciones pueden ser soluciones sólidas o compuestos intermetálicos.
Existen dos tipos de soluciones sólidas: sustitucionales e intersticiales. Las aleaciones de tipo sustitucional se generan cuando la combinación para formarlas contiene elementos de radio atómico semejante (la diferencia entre los radiosatómicos de los elementos no debe ser mayor del 15%), igual estructura cristalina y propiedades químicas semejantes (deben tener electronegatividad parecida, para evitar una reacción química entre ellos); mientras que la aleación intersticial está formada por una combinación de átomos metálicos con átomos no metálicos “mas pequeños” que ocupen los huecos de la estructura cristalina del metal. Para esteúltimo tipo de aleación se espera que se cumpla la siguiente restricción: rintersticialidad/raleación < 0.59 (r = radio atómico del elemento); sin embargo el acero, a pesar de que es una aleación de tipo intersticial no cumple con la restricción anterior, lo que provoca que el acero pueda contener hasta un máximo de 2.08 % de carbono.
Una propiedad de los materiales es la densidad (), que sedefine por la siguiente relación:
= m/V
= densidad (g/cm3)
m = masa (g)
V = volumen (cm3)
En los metales puros, la densidad varía desde 0.53 g/cm3 para el litio, hasta 22.6 g/cm3 para el osmio. Es una propiedad característica para cada metal. Cuando se forma una aleación la densidad se modifica; el grado de modificación dependerá de la composición de la aleación
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