Identificación de los materiales de componentes de equipos y instalaciones

Introducción a los Materiales de Equipos e Instalaciones

IDENTIFICACIÓN DE LOS MATERIALES DE COMPONENTES DE EQUIPOS Y INSTALACIONES UNIDAD DE TRABAJO 01Introducción · El mantenimiento de los equipos e instalaciones de la industria de proceso comporta el conocimiento de los materiales que los componen. . Durante el funcionamiento habitual de las máquinas, sus componentes están sometidos a fuerzas y momentos de giro que hacen que sufran deformaciones. Si estas superan el límite admisible del material, pueden provocar la rotura de los materiales y parada del proceso. · ¿ Qué hacemos? o Diseño de las máquinas se maximiza hasta los límites de rotura de los materiales, estimados y ensayados en el laboratorio de materiales, bajo condiciones que simulan las condiciones normales en el lugar de trabajo

Propiedades Generales de los Materiales

Propiedades de los materiales PROPIEDADES MECÁNICAS FÍSICAS QUÍMICAS Tenacidad Densidad Corrosión Fragilidad Conductividad calorífica Oxidación de los materiales Elasticidad Dilatación térmica Plasticidad Conductividad eléctrica Maleabilidad Capacidades magnéticas Dureza Ópticas y de reflexión de la luz Resistencia Fatiga

Propiedades Mecánicas de los Materiales

Definición de Propiedades Mecánicas

Propiedades de los materiales: MECÁNICAS · Las propiedades mecánicas son aquellas que posee un material relacionadas con sus posibilidades de transmitir y resistir fuerzas o deformaciones. · Un material será resistente si es capaz de soportar los diferentes esfuerzos sin llegar a deformarse de forma permanente o romperse. . Las propiedades mecánicas de los materiales son determinadas por la composición química y estructura interna; para establecerlas se utilizan ensayos. · Según se apliquen las cargas o fuerzas en las diferentes secciones del material en estudio, los esfuerzos generados serán de tracción y de compresión, así como esfuerzos combinados de flexión, cizalladura o corte y torsión

Tipos de Esfuerzos Mecánicos

Propiedades de los materiales: MECÁNICAS · La tracción se entiende como la resistencia que opone un material sólido, que está sometido a la acción de fuerzas externas tendentes a alargarlo. · La compresión es la resistencia que opone un material sólido cuando las fuerzas externas, a las cuales esta sometido, tienden a comprimirlo. · La flexión de un cuerpo sólido se ejerce cuando un par de fuerzas actúa perpendicularmente a su eje y lo tuercen, llegando a pandearlo. Se trata de una combinación de esfuerzos de compresión y de tracción. · El esfuerzo de cizalladura o de corte se ejerce sobre la sección del cuerpo sólido, en el momento en el que actúan dos fuerzas iguales y de sentido contrario, de forma perpendicular a dicha sección. · La torsión es la resistencia ofrecida por el cuerpo sólido ante la aplicación de un par de fuerzas que retuercen el material y lo hacen girar, por lo que aparece un momento de giro

Representación Gráfica de Esfuerzos

Propiedades de los materiales: MECÁNICAS 1

Propiedades de los materiales: MECÁNICAS ESFUERZO DE TRACCIÓN ESFUERZO DE TORSIÓN 1 ESFUERZO DE FLEXIÓN ESFUERZO DE CIZALLADURA ESFUERZO DE COMPRESIÓN

Propiedades de los materiales: MECÁNICAS BCDE 1 23

Propiedades de los materiales: MECÁNICAS 12 11 2008

Propiedades de los materiales: MECÁNICAS

Propiedades Mecánicas Específicas

Propiedades de los materiales: MECÁNICAS MECÁNICAS Tenacidad Fragilidad Elasticidad Plasticidad Maleabilidad Dureza Resistencia Fatiga · TENACIDAD: Es la capacidad de un material para absorber la energía y deformarse plásticamente sin fracturarse. Depende de las fuerzas de cohesión interna de los átomos que lo componen. Si las fuerzas exteriores, aplicadas sobre el cuerpo sólido, son superiores a las fuerzas de cohesión, el material experimenta la rotura. Ejemplo, acero · FRAGILIDAD: Indica la facilidad con la que se fractura un material cuando se somete a una fuerza o carga. Se rompen sin experimentar prácticamente ninguna deformación previa. Los esfuerzos instantáneos o esfuerzos de choque no son fácil mente soportados cuando los materiales tienen fragilidad. Ejemplo, vidrio.

Elasticidad y Plasticidad

Propiedades de los materiales: MECÁNICAS MECÁNICAS Tenacidad Fragilidad Elasticidad Plasticidad Maleabilidad Dureza Resistencia Fatiga · ELASTICIDAD: la capacidad que tienen los materiales de recuperar la forma después de haberse aplicado fuerzas externas. Cuando las fuerzas que actúan sobre el material cesan y la deformación queda permanente, se llega al limite elastico del material. Ejemplo, globo . PLASTICIDAD: Cualidad opuesta a la elasticidad. Indica la capacidad que tiene un material de mantener la forma que adquiere al estar sometido a un esfuerzo que lo deformó. Ejemplo, envase de plástico

Maleabilidad y Dureza

Propiedades de los materiales: MECÁNICAS MECÁNICAS Tenacidad Fragilidad Elasticidad Plasticidad Maleabilidad Dureza Resistencia Fatiga · MALEABILIDAD: La facilidad con la que un material se deforma bajo tensión de compresión en forma de lámina delgada sin romperse. Ejemplo Aluminio. Cuando la deformación es bajo tensión de tracción de un material tenemos la ductilidad son aquellos que pueden ser estirados y conformados en hilos finos o alambre. Por ejemplo, el cobre. · DUREZA: Resistencia que opone un cuerpo a ser penetrado o rayado por otro. Esta propiedad nos informa sobre la resistencia al desgaste contra los agentes abrasivos. Ejemplo, el diamante

Resistencia y Fatiga

Propiedades de los materiales: MECÁNICAS MECÁNICAS Tenacidad Fragilidad Elasticidad Plasticidad Maleabilidad Dureza Resistencia Fatiga · RESISTENCIA: Capacidad del material de absorber cierta tensión sin romperse. La resistencia que opone el material al choque o a esfuerzos de impacto, es la resiliencia. · FATIGA: La capacidad del material para resistir estos efectos de reiterados ciclos de trabajo. Los esfuerzos cíclicos provocan un debilitamiento de los materiales. Los diamantes NO SON TAN FUERTES como piensas Diamante VS Martillo - Un DIAMANTE se PUEDE ROMPER - Prueba Dureza Tenacidad

Ensayos de Propiedades Mecánicas

Propiedades de los materiales: MECÁNICAS ENSAYOS DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Son ensayos destructivos que simulan el comportamiento del material, en condiciones de trabajo, hasta la rotura del mismo · ENSAYOS DE TRACCIÓN · ENSAYO DE DUREZA · ENSAYO DE RESILIENCIA · ENSAYO DE FATIGA

Propiedades Físicas de los Materiales

Características de las Propiedades Físicas

Propiedades de los materiales: FÍSICAS · Las propiedades físicas de los materiales son aquellas que responden al comportamiento del material ante fenómenos físicos, ya sean de tipología térmica, eléctrica y magnética. . También están relacionadas con las características sensoriales del material, como el color, el peso y la densidad.

Densidad y Conductividad Térmica

Propiedades de los materiales: FÍSICAS FÍSICAS Densidad Conductividad calorífica Dilatación térmica Conductividad eléctrica Capacidades magnéticas Ópticas y de reflexión de la luz · DENSIDAD Y PESO ESPECÍFICO: o Densidad: relación existente entre la masa de una determinada cantidad de material y el volumen que ocupa. kg/m3 S.I La magnitud inversa de la densidad se conoce como volumen específico. Peso específico: relación existente entre el peso de una determinada cantidad de material y el volumen que ocupa. N/m2 S.I o · CONDUCTIVIDAD TÉRMICA/CALORÍFICA: Expresa el grado de transmisión de la energía calorífica a través del material. Se debe a los choques de los átomos y de las partículas subatómicas entre sí. T, > T2 J Τ, T L J = K . T1 - T2 L La densidad de flujo de calor (J) (W/m2):la energía térmica transmitida por unidad de tiempo y por unidad de superficie. La conductividad térmica (K) (W/m K). La conductividad térmica corresponde a la cantidad de calor que atraviesa una placa de 1 m2 de superficie del material, con espesor de 1 m, por unidad de tiempo (1 s) y en un diferencial de temperatura de 1 ºK

Tabla de Conductividades Térmicas

Propiedades de los materiales: FÍSICAS FÍSICAS • CONDUCTIVIDAD TÉRMICA /CALORÍFICA: CONDUCTIVIDADES TÉRMICAS DE ALGUNAS SUSTANCIAS Material K [W/ (m · K)] Aire (0 ℃ y 1atm) 0,024 Aire (25 ℃ y 1atm) 0,025 Aire (100 °C y 1atm) 0,031 Vapor de agua (100 ℃ y 1atm) 0,025 Vapor de agua (300 ℃ y 1atm) 0,040 Corcho 0,046 Acero a 20 ℃ 46,5 Acero a 300 °C 43,4 Hierro fundido 50 Cobre a 20 ℃ 372 Vidrio a 20 °C 1,16 Ladrillo 0,46 La conductividad térmica de los metales es alta, mientras que los plásticos, las cerámicas y los vidrios suelen ser poco conductores del calor. Densidad Conductividad calorífica Dilatación térmica Conductividad eléctrica Capacidades magnéticas Ópticas y de reflexión de la luz

Dilatación Térmica

Propiedades de los materiales: FÍSICAS FÍSICAS Densidad Conductividad calorífica Dilatación térmica Conductividad eléctrica Capacidades magnéticas Ópticas y de reflexión de la luz · DILATACIÓN TÉRMICA La mayoría de los materiales aumentan de tamaño (se dilatan) al aumentar su temperatura, siempre que no se produzcan cambios de fase. El origen de la dilatación térmica reside en que al aumentar la temperatura aumentan las vibraciones de las partículas del material, lo que da origen a una mayor separación entre ellas. X = X0 · (1 + K · At) X: valor final de una magnitud (longitud, superficie o volumen) de un material al aumentar su temperatura un cierto valor AT (C) X0 : valor inicial de la magnitud K: coeficiente de dilatación (C-1) · Para longitudes (dilatación lineal): L = Lo . (1 + a . At); (a = coeficiente de dilatación lineal). · Para superficies (dilatación superficial): S = So . (1 + B . At); (B = coeficiente de dilatación super- ficial). · Para volúmenes (dilatación cúbica): V = Vo . (1 + y . At); (y = coeficiente de dilatación cúbica). Los coeficientes de dilatación lineal, superficial y cúbica vienen relacio nados por las expresiones: ₿ = 2a Los tres se miden en K"1. Y= 3a

Coeficientes de Dilatación

Propiedades de los materiales: FÍSICAS FÍSICAS COEFICIENTES DE DILATACIÓN DE ALGUNAS SUSTANCIAS Sólidos: Sustancia α (Κ-1) Acero 11 . 10-6 Aluminio 23 . 10-6 Cinc 29 - 10-6 Cobre 19 - 10-6 Cuarzo 0,4 . 10-6 Estaño 21 -10-6 Hierro 12 - 10-6 Latón 19 - 10-6 Oro 14 - 10-6 Plata 20- 10-6 Platino 9- 10-6 Plomo 28 . 10-6 Vidrio ordinario 8- 10-6 Vidrio Pyrex 0,3- 10-6 Líquidos: Sustancia Y (K-1) Alcohol etílico 1,2 - 10-3 Glicerina 0,5 - 10-3 Mercurio 0,18 - 10-3 Especialmente en los metales, esta propiedad es importante, dado que la contracción y la dilatación térmica que experimentan las piezas en las máquinas y equipos han de diseñarse con un nivel de holgura, para evitar deformaciones permanentes y el posterior deterioro de las mismas. ar atomsun.com Ópticas y de reflexión de la luz • DILATACIÓN TÉRMICA Densidad Conductividad calorífica Dilatación térmica Conductividad eléctrica Capacidades magnéticas