Presentación de los materiales

Maracaibo, Septiembre 2016.
República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria
Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño
Asignatura: Instrumentación industrial
Los Materiales
Integrante:
Oliveros Jesús 20.815.570

Todos los materiales que se
emplean en la actualidad los
podemos clasificar en tres grandes
grupos según su origen:
 Materiales naturales: Son todos
aquellos que se encuentran en
la naturaleza. Constituyen los
materiales básicos a partir de
los cuales se fabrican los demás
productos. Las personas
utilizamos materiales naturales
con diferente origen: mineral,
vegetal o animal.
 Origen mineral: se obtienen a
partir de rocas y minerales. Los
metales, la piedra o la arena son
materiales de origen mineral.
1.- Como se clasifican
los materiales.
 Origen vegetal: se obtienen a
partir de las plantas. El material
de origen vegetal más
importante es la madera, pero
también existen otros que
empleamos de forma habitual,
como las fibras vegetales
(algodón, lino, mimbre) o el
corcho.

 Origen animal: Por ejemplo, el
cuero o la lana que usamos en
muchas prendas de vestir, en
bolsos, zapatos, etc.
Ya que algún día se pueden agotar
este tipo de materiales, es
importante que se usen, cuando
sea posibles productos renovables.
El reciclado es una buena solución
para preservar el medio natural y
ahorrar recursos naturales, al
mismo tiempo que se reducen
costes.
 Materiales artificiales: Son
aquellos que se obtienen a
partir de materiales naturales
que se encuentran en la
naturaleza y no han sufrido
transformación previa. También
reciben este nombre aquellos
productos fabricados con varios
materiales que sean en su
mayoría de origen natural, como
por ejemplo el hormigón, que

está fabricado a partir de
arena(material natural),
grava(material natural),
cemento(material artificial) y
agua(material natural). Otros
materiales artificiales son el acero
el papel.
 Materiales sintéticos: Están
fabricados por el hombre a
partir de materiales artificiales.
No se encuentran en la
naturaleza ni ellos ni ninguno de
los materiales que lo componen.
En general suelen ser derivados
del petróleo y han representado
para la sociedad un fenomenal
avance. Ejemplos de este tipo de
materiales son la baquelita, la
urea, la fibra y la mi carta.

Se denomina siderurgia (del
griego σίδερος, síderos, "hierro")
osiderometalurgia, a la técnica del
tratamiento del mineral de hierro
para obtener diferentes tipos de
éste o de sus aleaciones. El proceso
de transformación del mineral de
hierro comienza desde su
extracción en las minas. El hierro se
encuentra presente en la naturaleza
en forma
de óxidos, hidróxidos, carbonatos, s
ilicatos y sulfuros. Los más
utilizados por la siderurgia son
los óxidos, hidróxidos y carbonatos.
2.- Explique el método de
obtención de metales o
aleaciones (proceso
siderúrgico).
Los procesos básicos de
transformación son los siguientes:
Óxidos -> hemetita (Fe2O3) y
la magnetita (Fe3O4)
Hidróxidos -> Limonita
Carbonatos -> Siderita o carbonato
de hierro (FeCO3)
Estos minerales se encuentran
combinados en rocas, las cuales
contienen elementos indeseados
denominados gangas. Parte de la
ganga puede ser separada del
mineral de hierro antes de su envío
a la siderurgia, existiendo
principalmente dos métodos de
separación:
 Imantación: consiste en hacer
pasar las rocas por un cilindro
imantado de modo que aquellas
que contengan mineral de hierro
se adhieran al cilindro y caigan

separadas de las otras rocas, que
precipitan en un sector aparte. El
inconveniente de este proceso
reside en que la mayoría de las
reservas de minerales de hierro se
encuentra en forma de hemetita, la
cual no es magnética.
 Separación por densidad: se
sumergen todas las rocas en
agua, la cual tiene una densidad
intermedia entre la ganga y el
mineral de hierro. El
inconveniente de este método
es que el mineral se humedece
siendo esto perjudicial en el
proceso siderúrgico.
Una vez realizada la separación, el
mineral de hierro es llevado a la
planta siderúrgica donde será
procesado para convertirlo
primeramente en arrabio y
posteriormente en acero.
3.- Como se clasifican las
aleaciones. Explique.
Una aleación es una combinación
de propiedades metálicas, que está
compuesta de dos o más elementos
metálicos.
Las aleaciones están constituidas
por elementos metálicos como Fe
(hierro), Al (aluminio), Cu (cobre),
Pb (plomo), ejemplos concretos de
una amplia gama de metales que se
pueden alear. El elemento aleante
puede ser no metálico, como: P
(fósforo), C (carbono), Si (silicio), S
(azufre), As (arsénico).
Mayoritariamente las aleaciones
son consideradas mezclas, al no
producirse enlaces estables entre
los átomos de

los elementos involucrados.
Excepcionalmente, algunas
aleaciones generan compuestos
químicos.
4.- Explique cuáles son las
propiedades mecánicas
de los materiales
En ingeniería, las propiedades
mecánicas de los materiales son las
características inherentes, que
permiten diferenciar un material de
otro. También hay que tener en
cuenta el comportamiento que
puede tener un material en los
diferentes procesos de
mecanización que pueda tener.
 Elasticidad: El término
elasticidad designa la propiedad
mecánica de ciertos materiales
de sufrir deformaciones
reversibles cuando se encuentran
sujetos a la acción de fuerzas
exteriores y de recuperar la forma
original si estas fuerzas exteriores
se eliminan.
 Plasticidad: Es la propiedad
mecánica que tiene un material
para deformarse
permanentemente e
irreversiblemente cuando se
encuentra sometido a tensiones
por encima de su límite elástico.
 Resistencia a la fluencia: Es la
fuerza que se le aplica a un
material para deformarlo sin
que recupere su antigua forma
al parar de ejercerla.
 Resistencia a la tracción o
resistencia última: Indica la
fuerza de máxima que se le
puede aplicar a un material
antes de que se rompa.

antes de que se rompa.
 Resistencia a la torsión: Fuerza
torsora máxima que soporta un
material antes de romperse.
 Resistencia a la fatiga:
Deformación de un material que
puede llegar a la ruptura al
aplicarle una determinada
fuerza repetidas veces.
 Dureza: Es la propiedad que
tienen los materiales de resistir
el rayado y el corte de su
superficie. Por ejemplo: la
madera puede rayarse con
facilidad, esto significa, que no
tiene mucha dureza, mientras
que el vidrio cuando lo rayas no
queda marca, por lo tanto tiene
gran dureza.
 Fragilidad: Intuitivamente se
relaciona con la cualidad de los
objetos y materiales de romperse
con facilidad. Aunque técnicamente
la fragilidad se define más
propiamente como la capacidad de
un material de fracturarse con
escasa deformación, a diferencia de
los materiales dúctiles que se
rompen tras sufrir acusadas
deformaciones plásticas.
 Tenacidad: Es una medida de la
cantidad de energía que un
material puede absorber antes
de fracturarse. Evalúa la
habilidad de un material de
soportar un impacto sin
fracturarse.
 Resiliencia o resistencia al
choque: Es la energía que
absorbe un cuerpo antes de
fracturarse.

 Ductilidad: Es una propiedad
que presentan algunos
materiales, como las aleaciones
metálicas o materiales
asfálticos, los cuales bajo la
acción de una fuerza, pueden
deformarse sosteniblemente sin
romperse, permitiendo obtener
alambres o hilos de dicho
material. A los materiales que
presentan esta propiedad se les
denomina dúctiles. Los
materiales no dúctiles se
clasifican de frágiles. Aunque los
materiales dúctiles también
pueden llegar a romperse bajo el
esfuerzo adecuado, esta rotura sólo
se produce tras producirse grandes
deformaciones.
 Maleabilidad: Es la propiedad
de la materia, que junto a la
ductilidad presentan los cuerpos
al ser elaborados por
deformación. Se diferencia de
aquella en que mientras la
ductilidad se refiere a la
obtención de hilos, la
maleabilidad permite la
obtención de delgadas láminas
de material sin que éste se

rompa. Es una cualidad que se
encuentra opuesta a la ductilidad
puesto que en la mayoría de los
casos no se encuentran ambas
cualidades en un mismo material.
 Maquinabilidad: Es una
propiedad de los materiales que
permite comparar la facilidad
con que pueden ser
mecanizados por arranque de
virutas.
 Colabilidad: Es la capacidad de
un metal fundido para producir
piezas fundidas completas a
partir de un molde.
5.- Explique los métodos
estandarizados de
prueba para determinar
las propiedades
mecánicas de los
materiales.
Es útil para la determinación de la
temperatura de transición dúctil
frágil de los materiales. Los

materiales con elevada resistencia
al impacto son los que tienen
elevada ductilidad y resistencia. Sí
la superficie de una pieza tiene
muescas se reduce
significativamente la tenacidad al
impacto
6.- Explique cuáles son
los efectos ambientales
que influyen en el
comportamiento de los
materiales.
La mayoría de los materiales se
encuentran expuestos a diferentes
cambios ambientales y climáticos
como lo son: cambios en la
temperatura, y cambios de las
condiciones atmosféricas; pero en
algunos caso las mismas
condiciones de servicio
requieren materiales expuestos a
condiciones extremas como es el
caso particular de las álabes de
turbinas de avión. Temperatura Los
cambios en la temperatura pueden
causar alteraciones considerables,
Puede ser una exposición a
temperaturas altas o bajas,
esfuerzos cíclicos, impacto súbito,
corrosión u oxidación .
7.- Que es metalografía
y explique brevemente
el método de
preparación para
realizarle a las muestras
el ensayo metalográfico.
Es la ciencia que estudia las
características micro estructurales o
constitutivas de un metal o aleación
relacionándolas con las

propiedades físicas, químicas y
mecánicas.
Mucha es la información que puede
suministrar un examen
metalográfico, para ello es
necesario obtener muestras que
sean representativas y que no
presenten alteraciones debidas a la
extracción y/o preparación
metalográfica.
Los pasos a seguir para una
preparación metalográfica son los
siguientes:
 Corte metalográfico: Cortar la
muestra con una sierra
metalográfica: es un equipo
capaz de cortar con un disco
especial de corte por abrasión,
mientras suministra un gran
caudal de refrigerante, evitando
así el sobrecalentamiento de la
muestra. De este modo, no se
alteran las condiciones
microestructurales de la misma.
 Incluido metalográfico: La
muestra cortada se incluye en
resina para su mejor
tratamiento posterior y
almacenado. La inclusión se
puede realizar mediante
resina en frío: normalmente dos
componentes, resina en polvo y
un catalizador en líquido, los
cuales se mezclan y se vierten
sobre un molde con la pieza a
incluir ya puesta dentro del

inclusión en caliente) y es difícil
respetar las tolerancias del
diámetro de embutición. Sino, se
puede incluir en caliente: mediante
una incluidora, que, mediante una
resistencia interior calienta la resina
(monocomponente) hasta que se
deshace. La calidad y dureza de la
embutición es óptima. El proceso
de embutición es relativamente
rápido. No es un proceso
recomendado en caso de
requerimientos de muchas
mismo. Se debe llenar el molde
hasta cubrir su totalidad. La
inclusión en frío tiene la ventaja de
poder incluir varias piezas en poco
tiempo. Asimismo, se le puede dar
cualquier forma al molde. Tiene la
desventaja de formar una inclusión
más bien blanda (comparada con la
muestras al cabo del día. Tampoco
se recomienda utilizar este método
para aquellas piezas que sean
frágiles o sensibles al calor.
 Pulido metalográfico: Se usa el
equipo suelda Metalográfica, se
prepara la superficie del
material, en su primera fase
denominada Desbaste Grueso,
se desbasta la superficie de la
muestra con papel de lija, de
manera uniforme y así
sucesivamente disminuyendo el
tamaño de grano (Nº de papel
de lija) hasta llegar al papel de

 menor tamaño de grano.
Desbaste Fino, se requiere de
una superficie plana libre de
ralladuras la cual se obtiene
mediante una rueda giratoria
húmeda cubierta con un paño
especial cargado con partículas
abrasivas cuidadosamente
seleccionadas en su tamaño para
ello existen gran posibilidad de
abrasivos para efectuar el último
pulido
 Ataque químico: Hay una
enormidad de ataques químicos,
para diferentes tipos de metales
y situaciones. En general, el
ataque es hecho por inmersión
o fregado con algodón
embebido en el líquido escogido
por la región a ser observada,
durante algunos segundos hasta
que la estructura o defecto sea
revelada. Uno de los más usados es
el nital, (ácido nítrico y alcohol),
para la gran mayoría de los metales
ferrosos. Una guía de los ataques
químicos utilizados para revelar las
fases y microconstituyentes de
metales y aleaciones se pueden ver
en la norma ASTM E407 - 07
Standard Practice for Microetching
Metals and Alloys.
 Microscopio: Utilización de

lupas estereoscópicas (que
favorecen la profundidad de foco y
permiten por tanto, visión
tridimensional del área observada)
con aumentos que pueden variar
de 5x a 64X.
El principal instrumento para la
realización de un examen
metalográfico lo constituye el
microscopio metalográfico, con el
cual es posible examinar una
muestra con aumentos que varían
entre 50x y 2000x.
El microscopio metalográfico,
debido a la opacidad de los metales
y aleaciones, opera con la luz
reflejada por el metal. Por lo que
para poder observar la muestra es
necesario preparar una probeta y
pulir a espejo la superficie.
Existe una norma
internacional ASTM E3-01 Standard
Practice for Preparation of
Metallographic Specimens que
trata sobre las correctas técnicas de
preparación de muestras
metalográficas.
Algunas mezclas constituirán
fácilmente soluciones sólidas en un
determinado rango de
concentraciones, mientras que
otras mezclas no constituirán nunca
soluciones sólidas. La propensión
de dos sustancias a formar una
solución sólidasustitucional es un
8.- ¿Qué condiciones
deben cumplir dos
elementos para que
entre ellos se forme una
solución sólida de
sustitución?

total) siempre que disolvente y
soluto tengan:
 Similar radio atómico (menos
del 15 % de diferencia, para
tener solubilidad total): Cuanto
más similares sean, menor
distorsión de red y por tanto
mayor solubilidad.
 Igual estructura cristalina.
 Similar electronegatividad: Los
metales deben tener poca
afinidad electroquímica para
formar solución sólida. En caso
de tener gran afinidad
electroquímica se pierde el
asunto complicado que dependerá
de las propiedades
químicas, cristalográficas y cuántica
s de los materiales en cuestión. Por
regla general, se pueden formar
soluciones sólidas (con solubilidad
carácter iónico o covalente en la
aleación.
 Similar valencia: Si el soluto
aporta más electrones a la nube
electrónica que el disolvente, se
favorece la solubilidad.
9.- ¿Qué condiciones
debe cumplir una
aleación para que pueda
endurecerse por
precipitación o
envejecimiento?
El envejecimiento térmico, también
conocido como endurecimiento por
precipitación es un tratamiento
térmico para endurecer, es decir,
aumentar la dureza y resistencia de
las aleaciones. Se basa en la
deposición de fases meta estables

en forma finamente dividida, de
modo que forma una barrera eficaz
contra los movimientos de las
dislocaciones. La resistencia a
la fluencia de las aleaciones así
tratadas puede aumentar hasta
300 Mpa.
11.- ¿Cómo se clasifican
las fundiciones de Fe?
Tipos.
Las fundiciones son
aleaciones hierro-carbono donde el
contenido de carbono varía entre
2,14% y 6,67% (aunque estos
porcentajes no son completamente
rígidos). Comúnmente las más
usadas están entre los valores de
2,5% y 4,5%, ya que las de mayor
contenido de carbono carecen de
valor práctico en la industria.
Además de hierro y carbono, lleva
otros elementos
de aleación como silicio, manganes
o, fósforo, azufre y oxígeno.
Seguirán el diagrama de equilibrio
10.- ¿Qué finalidad tiene el
recocido de
homogeneización? ¿Qué
problema puede derivarse de
su aplicación? ¿Por qué?
Tiene como finalidad de eliminar la
segregación y cristalina ,se obtiene
granos gruesos por lo que es
necesario el recocido completo
posterior elimina la segregación
química y cristalina.

estable (Fe-C) (o su porción Fe-
Fe3C) o metaestable dependiendo
de distintos factores,
principalmente de si se produce o
no la grafitización.
Obtienen su forma definitiva
por colada industrial, permitiendo
la fabricación con relativa facilidad
de piezas de grandes dimensiones y
pequeñas complicadas. Son más
baratas que los aceros y de
fabricación más sencilla por
emplearse instalaciones menos
costosas y realizarse la fusión a
temperaturas más bajas (además
son fáciles de mecanizar).
Actualmente, se fabrican
fundiciones con excelentes
propiedades mecánicas, haciéndole
la competencia a los aceros
tradicionales.
Se dividen en dos tipos:
 Fundiciones grises:
 Presentan el carbono en forma
de grafito laminar.
 Suelen estar aleados
con silicio (elemento muy
grafitizante).
 Una lenta velocidad de
enfriamiento favorece la
formación de una fundición gris
ya que la lentitud en las
reacciones favorece que se
formen los constituyentes más
estables: la cementita se
transforma
en ferrita y grafito(grafitización).
Son fácilmente mecanizables ya
que el grafito favorece la salida
de la viruta.
 Fundiciones blancas:

 El carbono aparece en forma
de cementita.
 La cantidad de silicio es mínima.
 Las velocidades rápidas de
enfriamiento favorece la
formación de la cementita.
 Tienen una alta resistencia
mecánica y dureza, pero
también
gran fragilidad (propiedades
debidas a la cementita), por lo
que son difíciles de mecanizar.
12.- Explique el proceso
de obtención de una
fundición hipo eutéctica
para que a temperatura
ambiente sea gris
ferrifica.
La mayoría de las fundiciones grises
son aleaciones hipoeutécticas que
contienen entre 2,5 y 4% de
carbono. El proceso de grafitización
se realiza con mayor facilidad si el
contenido de carbono es elevado,
las temperaturas elevadas y si la
cantidad de elementos grafitizantes
presentes, especialmente el silicio,
es la adecuada. El grafito adopta la
forma de numerosas laminillas
curvadas , que son las que
proporcionan a la fundición gris su
característica fractura grisácea o
negruzca.

Si la composición y la velocidad de
enfriamiento son tales que la cementita
eutectoide también se grafitiza presentará
entonces una estructura totalmente ferrítica.
Por el contrario, si se impide la grafitización
de la cementita eutectoide, la matriz será
totalmente perlítica. La fundición gris
constituida por mezcla de grafito y ferrita es la
más blanda y la que menor resistencia
mecánica presenta; la resistencia a la tracción
y la dureza aumentan con la cantidad de
carbono combinada que existe, alcanzando su
valor máximo en la fundición gris perlítica .

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