Propiedades de Materiales y Conceptos Clave en Manufactura e Ingeniería
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Metales Ferrosos: Propiedades y Aplicaciones
Los metales ferrosos son aleaciones que contienen hierro como su componente principal, lo que les confiere propiedades específicas de resistencia y dureza.
Fundición Gris
La fundición gris es un material fácil de mecanizar y posee una alta resistencia a la compresión. Sin embargo, su resistencia a la tensión es baja y no es dúctil, lo que la hace frágil. Es uno de los materiales más económicos.
- Esfuerzo a la Tensión (ET): 2800
- Dureza Brinell (DB): 300
- Ductilidad (D): 0%
- Punto de Fusión (PF): 1232°C
Hierro Maleable
El hierro maleable es fácil de mecanizar y moldear. Ofrece una buena rigidez y resistencia al impacto, aunque su ductilidad es baja.
- Esfuerzo a la Tensión (ET): 3850
- Dureza Brinell (DB): 145
- Ductilidad (D): 20%
- Punto de Fusión (PF): 1332°C
Acero
El acero es un material versátil, fácil de mecanizar, moldear y forjar. Presenta una alta resistencia a los esfuerzos, es económico y permite una amplia variedad de acabados.
- Esfuerzo a la Tensión (ET): 8330
- Dureza Brinell (DB): 223
- Ductilidad (D): 15%
- Punto de Fusión (PF): 1454°C
Fundición Blanca
La fundición blanca es un material duro y frágil, lo que la hace difícil de mecanizar. Se utiliza principalmente para obtener hierro maleable y para superficies sometidas a un desgaste intenso.
- Esfuerzo a la Tensión (ET): 2100
- Dureza Brinell (DB): 534
- Ductilidad (D): 0%
- Punto de Fusión (PF): 1288°C
Metales No Ferrosos: Características y Usos
Los metales no ferrosos no contienen hierro en cantidades significativas y se valoran por sus propiedades únicas, como la conductividad, ligereza o resistencia a la corrosión.
Aluminio
El aluminio es un excelente conductor de calor y electricidad. Permite la creación de aleaciones resistentes y es altamente resistente a la corrosión. Su densidad es aproximadamente un tercio de la del acero.
- Esfuerzo a la Tensión (ET): 2940
- Dureza Brinell (DB): 65
- Ductilidad (D): 35%
- Punto de Fusión (PF): 643°C
Cobre
El cobre destaca por su alta conductividad térmica y eléctrica. Es un metal dúctil y maleable, fácil de soldar y ampliamente utilizado en diversas aleaciones.
- Esfuerzo a la Tensión (ET): 5600
- Dureza Brinell (DB): 50
- Ductilidad (D): 50%
- Punto de Fusión (PF): 1065°C
Magnesio
El magnesio es más ligero que el aluminio y posee una alta relación resistencia-peso. Es fácil de mecanizar, pero es importante tener en cuenta que es inflamable en estado fundido.
- Esfuerzo a la Tensión (ET): 3430
- Dureza Brinell (DB): 67
- Ductilidad (D): 12%
- Punto de Fusión (PF): 600°C
Níquel
El níquel es más resistente y duro que el hierro, además de ser altamente resistente a la corrosión y magnético.
- Esfuerzo a la Tensión (ET): 9100
- Dureza Brinell (DB): 100
- Ductilidad (D): 15%
- Punto de Fusión (PF): 1438°C
Plomo
El plomo se caracteriza por su bajo punto de fusión, siendo un metal suave y fácil de extruir. Es pesado y tiene una baja resistencia a los esfuerzos, pero es muy resistente a la corrosión.
- Esfuerzo a la Tensión (ET): 146
- Dureza Brinell (DB): 4.2
- Ductilidad (D): 32%
- Punto de Fusión (PF): 325°C
Conceptos Clave en Ingeniería y Manufactura
Diseño de Productos
El diseño de productos se enfoca en optimizar el costo asociado con el material, la manufactura y el almacenamiento, buscando la eficiencia máxima.
Materiales de Ingeniería
En el diseño y la manufactura de un producto, los materiales y procesos son aspectos fundamentales que deben ser comprendidos y seleccionados adecuadamente.
Selección de Máquina o Proceso
La fabricación de un producto requiere herramientas y máquinas que puedan producirse de forma económica y con precisión. La eficiencia económica depende directamente de la correcta selección de estos elementos.
Factores para la Selección del Mejor Proceso
- Volumen de producción
- Calidad del producto terminado
Manufactura: Definición y Actividades
La palabra "manufactura" proviene del latín manus (manos) y factus (hacer).
Definición Tecnológica de Manufactura
Desde el punto de vista tecnológico, la manufactura es la aplicación de procesos químicos y físicos que alteran la geometría, propiedades o el aspecto de un determinado material para elaborar partes o productos.
Actividades Clave en Manufactura
La manufactura es una actividad compleja que comprende una amplia variedad de recursos y actividades, tales como:
- Diseño del producto
- Maquinaria y herramientas
- Mantenimiento
- Planeación del proceso
Clasificación de Industrias
Industrias Primarias
Aquellas que cultivan y explotan los recursos naturales (agricultura, minería, etc.).
Industrias Secundarias
Adquieren los productos de las industrias primarias y los convierten en bienes de consumo.
Industrias Terciarias
Sector de servicios de la economía de un país (banca, bienes raíces, educación, hotelería).
Propiedades Mecánicas Fundamentales
Resistencia a la Tensión
Es la tensión máxima que puede soportar un material sometido a una carga de estiramiento sin romperse.
Resistencia a la Compresión
Es el esfuerzo máximo que puede soportar un material bajo una carga de aplastamiento.