Introducción metalurgia fisica y mecanica
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Metalurgia Metalurgia
Física y Física y MecánicaMecánicaLilian Navea Dantagnan
Departamento de MetalurgiaUniversidad de Atacama
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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)
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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
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Edad del Cobre, Edad del Bronce.
La Edad del Cobre o
Calcolítico tuvo su fin
cuando se logro
sustituirse las
aleaciones de cobre-
arsénico por nuevas
aleaciones de cobre
estaño, originando el
bronce.
La Edad del Bronce,
descubrimientos
datados del año 4.500
a.C., en Bang Chien
en Tailandia, tuvo su
fin en el 1.200 a.C.
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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 500-
400 a.C.,
Los primeros en utilizar el hierro fueron los
Hititas entre el 2.00 y el 1.500 a.C.,
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Bujes Engranajes
Uso del bronce en la actualidad
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Siempre se ha utilizado materiales naturales,
actualmente los mejora, inventa y diseña materiales
nuevos.
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La metalurgia ha sido y seguirá
siendo una de las ciencias
predominantes en el desarrollo de
la humanidad…..
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Química
Ciencia de los materiales(Metalurgia Física)
Ingeniería mecánica
Ingeniería de los materiales(Metalurgia Mecánica)
Física
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Ciencia e Ingeniería de Materiales
Procesamiento
Estructura Propiedades
ProductoFinal
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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
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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
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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
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UNIDAD 4. RECUPERACION Y RECRISTALIZACION
Objetivo: Explicar los diferentes fenómenos de recuperación y recristalización que suceden en materiales.
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
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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.
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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
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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
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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
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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
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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