materiales de ingeniería en procesos industriales clase 1
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UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA, AMBIENTAL Y SANITARIA
TEMA:
INTRODUCCION A LOS
MATERIALES INDUSTRIALES
Dr. PEDRO CORDOVA MENDOZA
ICA-PERU
CURSO:
MATERIALES DE INGENIERÍA EN PROCESOS INDUSTRIALES
01 de ABRIL del 2013
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA
MATERIALES
¿ Que son los materiales?
Los materiales son sustancias de las que algo
está compuesto o hecho
MATERIALES DE INGENIERIA
¿ Que son los materiales de ingeniería?
¿ Como los entendemos, manipulamos y
usamos?
Los materiales de ingeniería son aquellos cuyas
propiedades las hacen útiles en estructuras,
máquinas, dispositivos o productos.
RECICLAJE DEL VIDRIO
RECICLAJE DEL TETRAPACK
RECICLAJE DEL PAPEL
Cámara de niebla salina
(Lab 23A)
Destilador y Fermentador
(Lab. 23A)
Laboratorio de Operaciones
Lab. 23A
MATERIALES DE INGENIERIA
Las materias primas son tomadas de la tierra
Son convertidas en material en bruto,
Transformadas en material para ingeniería:
Cable eléctrico, Acero estructural
Concreto, Plástico, madera
Satisfacer las necesidades de la sociedad con los productos terminados
Regresan a la tierra como deshecho
Ejemplo: Producción del cemento
MATERIALES DE INGENIERIA
1.1. Materiales
1.2. Importancia de los materiales para ingeniería
1.3. Tipos de Materiales
• Metales
• Cerámicos
• Polímeros
• Materiales Compuestos
• Semiconductores
1.4. Diseño y selección de materiales
1.5. Normas y Ensayos
1.6. Aspectos económicos de los materiales
Evolución de los materiales en el tiempo
Competencia entre materiales en EE.UU.
MATERIALES DE INGENIERIA
A la ingeniería de materiales le concierne la generación y aplicación del conocimiento relacionando la estructura (composición, tipos de enlace, etc), propiedades y preparación o procesamiento de los materiales para su uso o aplicación.
PROCESAMIENTO
ESTRUCTURA
PROPIEDADES
USO
METALES
Son materiales constituidos por elementos metálicos
- Buenos conductores del calor y la electricidad
- Alta resistencia mecánica, rigidez, ductilidad y al impacto
Ejemplo:
Puros: Hierro, Cobre, Magnesio
Aluminio, Zinc
Aleaciones:
Acero (Fe-C)
Latón (Cu-Zn)
Bronce (Cu-Sn)
Aceros Inoxidables
Son materiales constituídos por elementos metálicos y no metálicos (óxidos, nitruros y carburos)
Buenos aislantes térmicos y eléctricos
Alta resistencia a temperaturas elevadas
Buenas propiedades ópticas
Frágiles y quebradizos
Ejemplo:
Ladrillo Vidrio Loza
Cemento
CERAMICOS
Son materiales caracterizados por grandes estructuras moleculares a partir de moléculas orgánicas (C, H y elementos no metálicos)
Baja densidad
Flexibilidad
Baja conductividad eléctrica y térmica
Baja resistencia mecánica
Baja resistencia a temperaturas elevadas
Ejemplo:
Caucho
Plásticos
Adhesivos
POLIMEROS
Formados por dos o mas tipos de materiales que generan propiedades no obtenibles por sí solos
Ejemplo:
Concreto armado
Polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP)
Polímero reforzado con fibra de vidrio (GRP)
MATERIALES COMPUESTOS
Tienen propiedades eléctricas intermedias entre conductores y aislantes eléctricos
Ejemplo:
Silicio
Germanio
SEMICONDUCTORES O ELECTRONICOS
Relaciones de resistencia a peso de
varios materiales
Resistencia a la
corrosión
Electrolito
Ánodo
Flujo de
electrones
Cátodo
2H+ + 2e H2 e
e Fe Fe++ + 2e
Metal
Resistencia a la
corrosión
Electrolito
Ánodo
Flujo de
electrones
Cátodo
O2 + 2H2O+4e- 4OH- e
e Fe Fe++ + 2e-
Metal
NORMAS
BRITISH AND AMERICAN STANDARDS
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS ( ASTM)
WEST GERMAN STANDARDS (DIN)
INTERNATIONAL STANDARD ORGANISATION (ISO)
BRITISH GOVERMENT STANDARDS
NATIONAL ASSOCIATION OF CORROSION ENGINEERS (NACE)
EJEMPLOS REPRESENTATIVOS DE METALES Y ALEACIONES
MATERIAL APLICACIÓN PROPIEDADES
Cobre Alambre para conductores
eléctricos
Alta conductividad eléctrica y
aceptable conformabilidad
Acero Inoxidable Equipos de proceso
Instrumentos quirúrgicos
Excelentes propiedades de
resistencia química
Aleaciones
Cu-Ni
Equipos de proceso
Industria farmacéutica
Excelentes propiedades de
resistencia química (ácidos,
salmueras, aguas, productos
alimenticios); buena tenacidad,
resistencia a la fatiga y buen
comportamiento a altas
temperaturas
Aleaciones
Al-Cu
Industria aeronáutica Excelente resistencia mecánica y a
la corrosión atmosférica
Fundición
Gris
Bloques para motores de
automóviles
Moldeabilidad, maquinabilidad,
absorción de vibraciones
Buena resistencia química, una adecuada selección y buen programa de mantenimiento permite ahorrar dinero que se puede perder debido:
* material falla por corrosión, la planta para, se deja de producir
* es necesario reemplazar el equipo por otro nuevo
* contaminación de la producción con productos de corrosión
Material Costo
Acero al carbono 1
Acero inoxidable 5 - 8
Ni 15
Ni-Mo 34
Aspectos Económicos en los materiales
