SANTIAGO GEYWITZ INGENIERO INDUSTRIAL TECNOLOGIA DE MATERIALES PROFESOR: SANTIAGO GEYWITZ B....

SANTIAGO GEYWITZ INGENIERO INDUSTRIAL

TECNOLOGIA DEMATERIALES

PROFESOR:SANTIAGO GEYWITZ B.INGENIERO INDUSTRIAL

MATERIA

PROPIEDADES V/S

TAMAÑO DE MOLECULA

PROPIEDAD

N° de ATOMOS DE “C” en la MOLECULA3 26

SOLIDOS

LIQUIDOS

CUBICA CENTRADA

W ;Mo ;Fe-α ;Fe-δ

CUBICA DE CARAS CENTRADAS

Cu;Ag;Ni;Pb;Al;Au;Fe-γ

HEXAGONAL COMPACTA

Mg ;Zn ;Cd

METALES• CONDUCTIBILIDAD T° y Elec.

• MONOATOMICA

• BRILLO METALICO

• NO COMBINA CON “H”

• CON “O” FORMAN OXIDOS

• DUCTILES y MALEABLES

• PESADOS y LIGEROS

CARACTERISTICAS DE LAS ALEACIONES

• > DUREZA Y RESISTENCIA• Pto DE FUSION INFERIOR• > FACILIDAD DE COLADA• > RESISTENCIA QCA. y AL ROCE• SEMEJANTE A LOS NOBLES• < COSTO• < TENACIDAD• < DUCTILIDAD y MALEABILIDAD• < CONDUCTIBILIDAD T° y ELEC

ENFRIAMIENTO DEALEACIONES Y METALES PUROS

Tpo. Tpo.

PROPIEDADES MECANICAS

• DEFORMACIONES• ELASTICO/PLASTICAS

• SOLICITACIONES• ESTATICA/DINAMICA/FATIGA

• DUREZA• HB / Rc / V / Sh

PROPIEDADES TECNOLOGICAS

• MALEABILIDAD

• DUCTILIDAD

• FUSIBILIDAD

• COLABILIDAD

• SOLDABILIDAD

• TEMPLABILIDAD

• MECANIZABILIDAD

DIAGRAMA DELENSAYO DE TRACCION

ACEROALEACION “Fe+C”

• HIERRO C / 0.008 %

• ACERO C / 0.008-2 %

• FUNDICION C / 2-6 %

CLASIFICACION BASICA

• ACERO SUAVE <10 %C

• DULCE 10-0,25 %C

• SEMIDURO 0,25-0,75 %C

• DURO 0,75-1,35 %C

• DURISIMO < 1,35 %C

ACEROS ESPECIALES

• ACEROS AL CARBONO

• ACEROS ALEADOS

• ACEROS PARA HERRAMIENTAS

• INOXIDABLES

• REFRACTARIOS

• ETC.

ELEMENTOS DE ALEACION

• COBALTO• CROMO• MANGANESO• NIQUEL• SILICIO• WOLFRAMIO• ALUMINIO• BERILIO

• COBRE• MOLIBDENO• PLOMO• VANADIO• AZUFRE• CARBONO• FORFORO • NITROGENO

DESIGNACION DE ACEROS

• NCh :

• DIN :

• SAE:

• AISI :

• ISO :

TRATAMIENTOS TERMICOS

D.H.C.

RECOCIDO

• DE ABLANDAMIENTO

• DE NORMALIZACION

• DE ELIMINACION DE TENSIONES

TEMPLE

• CALENTAMIENTO

• ENFRIAMIENTO

• REVENIDO

ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL

• CEMENTACION ESPOLVOREADO

• CEMENTACION EN CAJA

• BAÑO CEMENTACION

• CEMENTACION GASEOSA

NITRURACION

• NITRURACION GASEOSA

• NITRURACION CON SALES

TEMPLE SUPERFICIAL

• FLAMEADO

• INDUCCION

• BONIFICADO

METALES Y ALEACIONES NO FERROSAS

• Cu y SUS ALEACIONES

• Al y SUS ALEACIONES

• Ni y SUS ALEACIONES

• Pb y SUS ALEACIONES

• Sn y SUS ALEACIONES

• Zn y SUS ALEACIONES

• OTRAS ALEACIONES

ALEACIONES A BASEDE COBRE

• LATONES

• BRONCES

• ALEACION • Cu ~ 70 % Sn ~ 30 %

• SON LOS LLAMADOS:

LATONES

LATONES• ALEACION

• Cu 57 % Sn 40 % Pb 3%

• MECANIZADO;TORNILLOS

• Cu 57 % Sn 40 % AL 2% Mn 1%

• ALTA RESISTENCIA

• ALEACION • Cu Sn ~ 92 % ~ 2 a 8 %

• SON LOS LLAMADOS:

BRONCES

BRONCES:

• BRONCE AL PLOMO:

• Sn 4 Zn 4 Pb 4 Cu %

– TIENEN +2,5% Pb

• USO BUJES ( 660 )

BRONCES:

• PLATA ALEMANA:

• Cu 57 Ni 12 Pb 2,5 Zn %

• MECANICA FINA; EMBUTICION

BRONCES:

• BRONCE FOSFORICO:

• Sn 8% P +1% Cu %

• ANTIFRICCION,ENGRANES

BRONCES:

• BRONCE DE CAÑON:

• Sn 6 Zn 6 Cu %

• MANUFACTURA DE ACUÑADOS

ALEACIONES DE PLOMO

• PLOMO DURO:• Sb 12 Cu 0,9 Ni< 0,3 As<1,5 Pb %

• ANTIFRICCION,CARGAS MEDIANAS

ALEACIONES DE PLOMO

• METAL BLANCO:• Sn 5 a 80 Cu 1 a 6 Sb 12 a 15,5 (Pb2)

• FRICCION Y CARGAS

ALEACIONES DE PLOMO

• SOLDADURAS:• Sn 20 a 63 Sb 0,2 a 1,2 Pb %

• SOLDADURAS PLOMOESTAÑO• BLANDAS PARA MAT. PESADOS

ALEACIONES DE ALUMINIO

• MALEABLES:• Cu 4 a 4,5 Mg Mn Si Al %

• TUBOS,PERFILES, FORJA(Si)

• FUNDICION:• Si 10 a 12% Mg 0,3 Al %

• ARENA,CARCASAS, CARTER,etc

• PISTONES:• Si 18 a 25% Cu 1% Ni 1% Mg 1% Al %

• NO NORMALIZADAS

ALEACIONES DE MAGNESIO

• LIVIANAS:• Mn 0,3 a 2% Al 6% Zn 1 a 3 % Mg %

• FUNDICIONES

ALEACIONES DE PLATA

• SOLDADURAS:• Ag 12 a 72% Cu 16 a 48% Zn 22 a 40%

• MATERIALES BLANDOS• CON: Mn 8% Ni 5% P 5%

• METALES DUROS SOBRE ACERO

PROCESOS DE CONFORMACION

• FUNDICION

• MODELADO EN FRIO

• MODELADO EN CALIENTE

FUNDICION

• EN ARENA

• EN CASCARA

• COQUILLA

• MICROFUSION

• A PRESION

LAMINACION

• DE CHAPAS

• DE PERFILES

• FABRICACION DE TUBOS

CONFORMADO EN CALIENTE

• FORJA

• ESTAMPADO

• RECALCADO

• EXTRUSION

• SINTERIZADO

CONFORMACION EN FRIO

• CORTE y PUNZONADO

• EMBUTICION

• DOBLADO

• ACUÑADO

• EXTRUSION

• REPUJADO

• TREFILADO

PLASTICOS DE

INGENIERIA

ABREVIACIONES• ABS:

• EP:

• EVA:

• HMWPE:

• HDPE:

• LDPE:

• PA:

• PC:

• PE :

• PEC:

• PET:

• PF :

• POM:

• PP:

• PS:

• PTFE:

• PUR:

• PVC:

• PVDF:

• SAN:

• GRP/FRP/GFK:

• BR:

• EPM:

• EU:

NOCIONES FUNDAMENTALES

MONOMERO

POLIMEROS

POLIMERIZACION

FUERZAS COHESIVA ó UNIONES

ENLACES QUIMICOS

etileno CH2

acrilonitrilo

POLIETILENOPE

ESTE MATERIAL PRESENTA DIFERENTESCARACTERISTICAS DEPENDIENDO DE SU

ESTRUCTURA MOLECULAR.SE CONOCEN LOS DE ALTA,MEDIA Y

BAJA DENSIDAD. SIENDO PEAD (HDPE)EL DE MAYOR APLICACIÓN.

POSEE EXCELENTES CARACTERISTICASQUIMICAS Y MECANICAS, BUENA RESISTENCIA

A LA ABRASION Y LOS RAYOS UV

POLITETETRAFLUORITILENOPTFE

ES EL PLASTICO FLUORADO DE MAYOR PRODUCCION. ES RESISTENTE A

PRACTICAMENTE TODOS LOS QUIMICOS Y SOLVENTES Y A CASI CUALQUIER TEMERATURA.

TIENE UN ALTO PESO MOLECULAR Y ES FABRICADO EN BARRAS , TUBOS Y OTRAS FORMAS. TIENE ALTA RESISTENCIA AL

IMPACTO Y COEF. DE FRICCION BAJO.

POLIPROPILENOPP

ES UN POLIMEROCRISTALINO MUY RESISTENTE AL CALOR,RIGIDO Y PRESENTA INTERESANTES CUALIDADES EN RELACION A SU RESISTENCIA

QUIMICA. ES EL TERMOPLASTICO MAS LIVIANO.

A PESAR DE SUS BUENAS CUALIDADES NO ES RECOMENDABLE UTILIZARLO CON ACIDOS

OXIDADOS, DETERGENTES, HIDROCARBUROS Y ALGUNOS MATERIALES ORGANICOS CLORADOS.

POLIFLURORURO DE VIDILENOPVDF

ES UN TERMOPLASTICO FLUORADO CON UN PTRO. DE FUSION DE 178 °C, SUS ESTRUCTURA

QUIMICA ES SIMILAR AL DEL PTFE CON LA DIFERENCIA DE QUE NO ES COMPLETAMENTE

FLUORADO. POSEE ALTA RESISTENCIA AL ESTIRAMIENTO, MUY MOLDEABLE Y CON UNA

ALTA PERMEABILIDAD A LOS GASES.NO ES RECOMENDABLE SU EXPOSICION A

AGENTES FUERTEMENTE ALCALINOS, ACIDOS Y SOLVENTES.

FENOPLASTICOS

LOS MATERIALES DE PARTIDA SON EL FENOL Y EL FORMALDEHIDO. AL CALENTAR AMBOS EN PRESENCIA DE UN CATALIZADOR SE PRODUCE

RESINA FENOLICA PURA.EL ENDURECIMIENTO TOTAL SE REALIZA DURANTE EL MOLDEO POR PRENSADO Y

SIMULTANEO CALENTAMIENTO. LA RESINA ENDURECIDA ES INSOLUBLE Y YA NO FUNDE.

AMINOPLASTICOS

LOS MATERIALES DE PARTIDA SON EL EL FORMALDEHIDO Y LAS AMINAS. LA

ELABORACION DE LAS RESINAS SE REALIZA POR CONDENSACION DE LAS AMINAS POR SI MISMAS

O EN MEZCLAS. A 140°C SE PRENSA EN CALIENTE, EL PROCESO DE ENDURECIMIENTO

PUEDE SER ACELERADO Y REGULADO MEDIANTE CATALIZADORES.

POLIESTERES NO SATURADOS

LOS ESTERES SON COMPUESTOS QUIMICOS DE ACIDOS Y ALCOHOLES, DISUELTOS EN UN COMPUESTO VINILICO POLIMERIZABLE,

GENERALMENTE ESTIRENO.LAS T° DE REACCION SON DE 80 a 100 °C, AÑADIENDO UN ENDURECEDOR PUEDEN

ENDURECER A 20 °C, LOS TIEMPOS DE ENDURECIMIENTO VARIAN ENTRE LO 2 min.

Y VARIAS HORAS.LA RESINA DE POLIESTER Y ESTIRENO, PUEDE ALCANZAR UNA RESISTENCIA MUY ALTA CON

FIBRAS Y CARGAS, DADA SU EXCELENTE ADHERENCIA.

POLIBUTADIENO

EL BUTADIENO SE POLIMERIZA EN PRESENCIA DEL SODIO, DE AHÍ EL NOMBRE DE “BUNA”.

LAS MOLECULAS QUE APARECEN POR POLIMERIZACION SON REDUCIDAS POR

DESINTEGRACION Y TRAS EL MOLDEO, SON VULCANIZADAS. ASI SE RETICULAN,CON LO QUE EL

MATERIAL ADQUIERE PROPIEDADES ELASTICAS COMO LA GOMA.

ESPUMAS DE POLIURETANOPUR

ESTAS FORMAN PARTE DE LA FAMILIA DE LOS PLASTICOS ESPUMADOS, LLAMADOS TAMBIEN

EXPANDIDOS O CELULARES. SON DE BAJA DENSIDAD Y ESTRUCTURA CELULAR Y SE FABRICAN POR

DISTINTOS PROCESOS.SON POLIMEROS TERMOPLASTICOS QUE PUEDEN SER TERMOESTABLES, PRODUCIDOS POR LA REACCION DE

CONDENSACION DE UN POLIISOCIANATO Y UN COMPUESTO CONTENIENDO GRUPOS HIDROXILOS,

TAL COMO UN POLIOL.LOS PLASTICOS ESPUMADOS SE PRESENTAN EN UNA

AMPLIA GAMA DE CONSISTENCIAS, DESDE EL ALGODÓN A LA MADERA DURA.

PROPIEDADES DE LOS PLASTICOS

• OPTICAS• TERMICAS• ELECTRICAS• MECANICAS• QUIMICAS

• Color, Transparencia• Resistencia al calor• Resistencia Dieléctrica• Fuerza• Reacción

PLASTICOSTECNICOS

PROPIEDADESMECANICAS

PROPIEDADESFISICAS

PROPIEDADESQUIMICAS

•DUREZA•IMPACTO•TRACCION•ROCE

•T° USO•HIGROSCOPIA•ESTABILIDAD

•CORROSION•ASEPSIA

PE HMWPE PP PTFE PVDF PVC

DENSIDAD G/cm3 0.95. 0.94 0.91 2.18 1.78 1.4

FLUENCIA N/mm2 22 27 18 90

RUPTURA N/mm2 28 40 35 25 55 30

ALARGAMIENTO % 600 >350 800 500 50 20

DUREZA N/mm2 57 40 80 30 100 130

IMPACTO KJ/m2 18 65 25 16 6 4

FUSION °C 130 140 165 327 175 160

TEMPERATURAS °C 90/125 80/120 90/140 260/300 110/150 60/70

CONDUCT. T° W/(K°m) 0.4 0.42 0.22 0.25 0.13 0.14

DILATACION mm/m°C 0.17

RESISTENCIAS Ohm 16>10

ESTRUCTURA CH2-CH2 CH2-CHCH3 CF2-CF2 CH2-CF2

IDENTIFICACION BASICA

• APROXIMACION PRELIMINAR: ASPECTO

• SOLUBILIDAD: COMPORTAMIENTO ANTE DISOLVENTES

• DENSIDAD APARENTE: ρ = MASA/VOLUMEN (g/cm3)

• PIROMETRIA:

• PIROLISIS

• LLAMA

• FUNDIDO

COMPORTAMIENTO EN LA LLAMA

ADITIVOS

• ESTABILIZADORES

• RELLENOS

• PLASTIFICANTES

•Luz y calor

•Volumen

•Rigidez o fragilidad

TRANSFORMACION

CO IN Y E C C ION

OU R S E T

IN Y E C C ION

T ERMOFORMA DO

R EC U P ER A C ION

R EV E S T IM IE N T O

COEX T R U S ION

SOP L A DO

EX T R U S ION

M EC A N IZA DO

COL A DA

P U L T R U S ION

L E C HO -F L U ID IZA DO

ROT A C ION A L

OT R OS

P LAST ICOS

INYECCION

COMPRESION

EXTRUSION

SOPLADO

VACIADO o COLADA

LECHO FLUIDIZADO

TERMOFORMADO

ROTOMOLDEO

R.T.M.

PULTRUSION

MATERIASPRIMAS

MATERIALESY

ADITIVOS

•RESINAS

•REFUERZOS

•OTROS

•INHIBIDORES•ESTABILIZANTES•TIXOTROPICOS•DESMOLDANTES

•GEL COAT•PASTAS•MASILLAS

•VINILISTER•POLIESTER•EPOXICAS•OTRAS

•FIBRA DE VIDRI•FIBRA DE CARBONO•OTRAS

•SOLVENTES•CATALIZADORES•ACELERANTES

PLASTICOS CARGADOSCARGA + LIGANTE = CONCRETO

ARIDO + CEMENTO = CONCRETO TRADICIONAL

CARGA + RESINA

MARMOL CULTIVADOMARMOLINAMARMOL SINTETICO

CONCRETO POLIMERICOHORMIGON POLIMERICO

POLIMEROSCELULARES

EXPANDIDOS

ESPUMADOS

INTEGRALES

FLEXIBLES>% CELDA ABIERTA

SEMIRIGIDOSOELASTICOS

RIGIDOS>% CELDA CERRADA

UNIONDE

PLASTICOS

METODO

MATERIALES

•PEGAR

•ANCLAR

•SOLDAR

COMPATIBLES = SOLDAR

INCOMPATIBLES= ANCLAR

ENSAYOS

•DIN

•ISO

•ASTM

•NCh

PRINCIPALES ENSAYOS

• COMPRESION/TRACCION

• FLEXION

• IMPACTO

• DUREZA

RELACION DE COSTO

• LDPE 1

• HDPE-HMW 1,4

• PE-UHMW 3,2

• PA 4

• PC 4,1

• PET 1,5

• POLIESTER 1,4

• PP 1

• PS 1,2

• PTFE 10

• PUR 2,3-5,3

• PVC 0,9

• PVDC 2,5

• PVDF 14,3

• ABS 2,6

PRECIO US$ / Kg

REGLAS BASICAS DE SEGURIDAD

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