Metalurgia
Física y Mecánica
Lilian Navea Dantagnan
Departamento de Metalurgia
Universidad de Atacama
[email protected]
Importancia de los materiales
A través de la historia es posible observar la importancia que los
materiales han tenido en la vida del hombre.
Tal ha sido el impacto de los materiales que algunas etapas de la
civilización han sido denominadas por el tipo de material que el
hombre utilizó:
 Edad de Piedra
(hasta 2000 AC)
 Edad del Bronce (2000 – 700 AC)
 Edad del Hierro (700 AC – 100 DC)
Edad de Piedra o El Paleolítico
(del griego paleo, ‘antiguo’, y lithos, ‘piedra’)
Inferior
Se inicia con los
primeros útiles
líticos
reconocibles
hallados en
Etiopia,
fechados hace
2.5 millones de
años atrás.
Medio
Es un periodo
que se extendió
desde hace
180.000 hasta
40.000 años, y
coincidió
ampliamente con
la presencia del
hombre de
Neandertal
Superior
Corresponde con la
presencia del
hombre moderno
Homo Sapiens, y
tuvo su final hace
10.500 años
Venus de
Willendorf
Edad del Cobre, Edad del Bronce.
La Edad del Cobre o
La Edad del Bronce,
Calcolítico tuvo su fin
descubrimientos
cuando se logro
datados del año 4.500
sustituirse las
a.C., en Bang Chien
aleaciones de cobre-
en Tailandia, tuvo su
arsénico por nuevas
fin en el 1.200 a.C.
aleaciones de cobre
estaño, originando el
bronce.
Edad del Hierro.
Periodo histórico durante el cual el hierro reemplazo al bronce,
como material de fabricación de armas y herramientas
La
edad
del
hierro
comenzó en China en el
600 a.C., en el África
Sbsahariana entre el 500400 a.C.,
Los primeros en utilizar el hierro fueron los
Hititas entre el 2.00 y el 1.500 a.C.,
Uso del bronce en la actualidad
Bujes
Engranajes
Siempre se ha utilizado materiales naturales, actualmente
los mejora, inventa y diseña materiales nuevos.
La metalurgia ha sido y seguirá
siendo
una
de
las
ciencias
predominantes en el desarrollo de
la humanidad…..
Física
Ciencia de los materiales
(Metalurgia Física)
Ingeniería mecánica
Química
Ingeniería de los materiales
(Metalurgia Mecánica)
Ciencia e Ingeniería de Materiales
Procesamiento
Producto
Final
Estructura
Propiedades
OBJETIVO GENERAL:
Identificar los elementos básicos que relacionan las propiedades y estructuras
del comportamiento de la materia y relacionar lo anterior al uso y selección de
materiales en aplicaciones de ingeniería.
CONTENIDOS:
UNIDAD 1 INTRODUCCION
Objetivo: Reconocer los diferentes hitos históricos de la metalurgia física y
mecánica asociados al desarrollo del hombre.
1. Arqueometalurgia
2. Desarrollo de la metalurgia física
3. Desarrollo de la metalurgia mecánica
UNIDAD 2: DEFECTOS CRISTALINOS
Objetivo: Distinguir y explicar los diferentes defectos cristalinos existentes
en la materia.
2.1
Introducción
2.2
Resistencia de metales perfectos
2.3
Elementos y clasificación de dislocaciones
2.4
Energía de dislocación
2.5
Interacción entre dislocaciones
2.6
Fallas de apilamiento
2.7
Deslizamiento de dislocaciones
2.8
Vacancias
2.9
Límites de granos
UNIDAD 3. DIFUSION
Objetivo: Explicar los diferentes fenómenos relacionados con la difusión en
materiales.
3.1
Introducción
3.2
Ecuación de flujo
3.3
Sistemas en estado estacionario
3.4
Ecuaciones sistemas estado estacionario y no-estacionario
3.5
Mecanismos de difusión atómica
3.6
Difusión en sistemas binarios
3.7
Movilidad atómica
3.8
Difusión en sistemas ternarios
3.9
Difusión en defectos cristalinos
UNIDAD 4. RECUPERACION Y RECRISTALIZACION
Objetivo: Explicar los diferentes fenómenos
recristalización que suceden en materiales.
de
recuperación
4.1
Introducción
4.2
Energía almacenada en trabajo en frío
4.3
Determinación de energía de deformación
4.4
Relajación de energía almacenada
4.5
Fenómeno de recuperación
4.6
Poligonización y movimiento de dislocaciones
4.7
Transformaciones de nucleación y crecimiento
4.8
Fenómeno de recristalización
4.9
Desplazamiento de borde de grano y rotación de grano
4.10
Efectos de impurezas en recocido
4.11
Microestructuras de equilibrio
y
UNIDAD 5 TRANSFORMACIONES DE FASE
Objetivo: Aplicar y analizar las transformaciones de fase para obtener las
propiedades específicas de los materiales requeridos en aplicaciones de
ingeniería.
.
5.1
Nucleación en sólidos.
5.2
Cinética de crecimiento.
5.3
Diagramas TTT para aceros.
5.4
Transformaciones durante enfriamiento continuo.
5.5
Transformaciones masivas.
5.6
Transformación orden-desorden
5.7
Transformación martensítica
5.8
Precipitación discontinua.
UNIDAD 6
FENOMENOS DE ENDURECIMIENTO
Objetivo: Explicar los fenómenos de endurecimiento y relacionar estos
con las propiedades de los materiales usado en ingeniería.
6.1
Introducción
6.2
Tipos de defectos cristalinos
6.3
Mecanismos de deformación
6.4
Mecanismos de endurecimiento
UNIDAD 7
ENSAYOS MECÁNICOS
Objetivo: Distinguir y explicar los diferentes ensayos mecánicos usados
en ingeniería para la determinación de propiedades mecánicas
7.1
Ensayo de tensión
7.2
Ensayo de torsión
7.3
Ensayo de dureza
7.4
Ensayo de fatiga
7.5
Ensayo de Creep y de ruptura
7.6
Ensayo de temperatura de transición dúctil frágil
UNIDAD 8 RELACIONES DE ESFURZO Y DEFORMACION PARA EL
COPORTAMIENTO ELASTICO
Objetivo: Distinguir y explicar las relaciones existentes entre el esfuerzo y
deformación y relacionar lo anterior al comportamiento mecánico de la
materia
8.1
Introducción
8.2
Descripción del esfuerzo en un punto
8.3
Estado de esfuerzo en dos y tres dimensiones
8.4
Circulo de Mohr en 2D y 3D
8.5
Descripción de deformación en un punto
8.6
Relaciones de esfuerzo-deformación
8.7
Relaciones generalizadas de esfuerzos y deformaciones
UNIDAD 9
ELEMENTOS DE PLASTICIDAD
Objetivo: Distinguir y explicar las relaciones básicas existentes entre el
esfuerzo y deformación plástica de materiales.
9.1
Curva de flujo
9.2
Deformación verdadera
9.3
Criterio de falla en materiales dúctiles
9.4
Criterio de falla en materiales frágiles
BIBLIOGRAFÍA:
• P Shewmon. Transformation In Metals. Mc Graw-Hill. (1969).
• Reed-Hill, Robert E. Introducción a la Metalurgia Física. México, Continental,
1972.
• Avner Sidney H. Introducción a la metalurgia física.
Editorial Madrid Del
Castillo. 2ª edición.1983.
• Askeland Donald R, La ciencia e ingeniería de los materiales. University of
Missouri-Rolla. Editorial Chapman and Hall 2004.
• Smith, William F., Fundamentos de la ciencia e ingenieria de materiales,
Editorial Madrid:McGraw-Hill, 3a.ed, 1998
• Dieter, George. Mechanical Metallurgy. New York, Mc. Graw Hill. 3ª edición.
1986.
•Gere, James M Mecánica de materiales. México, grupo Editorial
Iberoamérica,1998
Descargar

Diapositiva 1