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Propiedades de Materiales: Acero Inoxidable 301, Titanio y Llantas, Guías, Proyectos, Investigaciones de Ingeniería de Materiales

Información sobre diferentes tipos de materiales: acero inoxidable 301, titanio y llantas. Se detalla su funcionalidad, procesamiento, propiedades físicas y químicas, y tipos de aplicaciones. Además, se incluyen dibujos esquemáticos.

Qué aprenderás

  • ¿Cómo se procesa el acero inoxidable 301?
  • ¿Qué propiedades físicas y químicas presenta el titanio?
  • ¿Cómo se diferencian las fases alfa y beta del titanio?
  • ¿Cómo se fabrican las llantas?
  • ¿En qué se utiliza el acero inoxidable 301?

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2021/2022

Subido el 11/07/2022

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Universidad Tecnológica de
Coahuila
Materia: Física
Tema: Proyecto
Unidad: 1. Propiedades de los materiales
Profesor: Yessica Hernandez
Carrera: Ingeniería en Procesos y Operaciones
Industriales
Grupo y sección: 8 IPOI C
Integrantes del equipo:
Neira Rivera José Eduardo
Nuñez Pérez Jesús Arturo
Ramos Estrada Fernanda
Tovar Bautista Lizbeth Griselda
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¡Descarga Propiedades de Materiales: Acero Inoxidable 301, Titanio y Llantas y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Ingeniería de Materiales solo en Docsity!

Universidad Tecnológica de

Coahuila

Materia: Física

Tema: Proyecto

Unidad: 1. Propiedades de los materiales

Profesor: Yessica Hernandez

Carrera: Ingeniería en Procesos y Operaciones

Industriales

Grupo y sección: 8 IPOI C

Integrantes del equipo:

 Neira Rivera José Eduardo

 Nuñez Pérez Jesús Arturo

 Ramos Estrada Fernanda

 Tovar Bautista Lizbeth Griselda

Tipo de material: Ferroso

Lámina de Acero inoxidable aleación 301

 Dibujo o esquema  Funcionalidad Por su resistencia mecánica y excelente resistencia a la corrosión se utiliza para la fabricación de partes estructurales de aeronaves, revestimientos arquitectónicos y de automotores, tasas de ruedas, correas transportadoras. Otro de su funcionamiento es como parte de los aparatos domésticos, herraje, ornamentos de automóviles, en los herrajes para postes, fijadores como las horquillas, cierres, estuches. También se dispone para su participación en los conjuntos estructurales de alta resistencia que se requiere en los aviones, automóviles, camiones y carrocerías, vagones de ferrocarril. Otros de los usos comunes son para los resortes, partes estructurales, cuerpos de remolques, utensilios, recorte arquitectónico y automotriz, abrazaderas para mangueras, cubiertas para ruedas, productos para techos, utensilios de cocina.  Composición química Acero inoxidable aleación 301 se obtienen adicionando elementos formadores de austenita, como el níquel, manganeso y nitrógeno. En tanto, su contenido de

4  Procesamiento Fabricación primaria: El proceso empieza con la selección y acopio del material que posteriormente se va a fundir. Se utiliza la chatarra férrica a la que se le añade cierta cantidad de ferroaleaciones y otros minerales que han pasado por un riguroso proceso de control garantizando su seguridad y calidad. Aceración o acería: las chatarras se funden en hornos de arco eléctrico de más de 100 toneladas de capacidad gracias a los electrodos de grafito que permiten alcanzar altas temperaturas de fusión. El acero líquido se lleva a un convertidor donde se sopla con oxígeno y gas inerte y finaliza con el afino de la aleación, reduciendo el nivel de carbono de caldo, recuperando el metal presente en los óxidos metálicos y disminuyendo el contenido en azufre. Se solidifica a través de una máquina de colada continua. Laminación: En la laminación en caliente se reduce el espesor o diámetro aprovechando la mayor ductilidad del material a altas temperaturas, también puede realizarse la laminación en frío en la que se obtiene el espesor o diámetro final sin un calentamiento previo. Una vez terminado el proceso, se entrega a las líneas de corte.  Propiedades Por su parte, el cromo proporciona una resistencia a la oxidación en temperaturas aproximadas de 650 °C (1,200°F) en diferentes ambientes. La resistencia a la oxidación en caliente este acero inoxidable no se recomienda para su empleo a una temperatura mayor de 870 ° C debido a que la velocidad de oxidación puede estar altamente afectada por la atmósfera a la cual el inoxidable puede estar expuesto, por lo ciclos de calentamiento y enfriamiento.

5 La aleación 301 es un grado no magnético cuando está recocido; cuando se trabaja en frío se convierte levemente más magnético que otros aceros. Esta serie 301 tiene la habilidad de funcionar en temperaturas extremas, bajas temperaturas previniendo la fragilización, y altas temperaturas hasta 925 °C (1,697°F). Intervalo de fusión: 1399-1421° C (2250-2950°F), Densidad: 7.88g/cm3, Gravedad específica: 8.03 y Módulo de elasticidad en tensión: 28.106 psi (193 GPa)

resistencia a la deformación plástica (como el cobalto, manganeso, cinc, etc.), más incluso que los materiales que cristalizan en el sistema cúbico. Sin embargo, el Titanio presenta un cierto grado de ductilidad.  Síntesis Cuando el Titanio es calentado a más de 882 ºC sufre una transformación alotrópica y cambia su sistema de cristalización, de hexagonal a cúbico y de ahí a cuerpo centrado. La forma hexagonal recibe el nombre de Titanio alfa, mientras que la cúbica se denomina Titanio beta. es en las aleaciones donde el Titanio alfa y el Titanio beta cobran su importancia. aunque en la práctica se hable de Titanio puro (“comercialmente puro” o Ti c. p.), siempre acompañan al Titanio una serie de impurezas, tales como oxígeno, hidrógeno o nitrógeno, a concentraciones muy bajas. es por ello que el Titanio es el material que más se emplea en implantología actualmente, gracias en parte a sus propiedades mecánicas, bioquímicas y biocompatibilidad.  Procesamiento El Titanio comercialmente puro se presenta en cuatro grados, que se diferencian entre ellos por su contenido en Oxígeno (0.18 y 0.40% del peso) y de Hierro (0.20 y 0.50% de peso). estas diferencias, que a priori pudieran parecer pequeña se insignificantes, tienen consecuencias importantes sobre las propiedades físicas y mecánicas, a la temperatura ambiente, el Ti c. p. presenta una retícula cristalina HCP, denominada fase6 alfa. al calentarlo, se transforma en una fase alotrópica. a los883ºC se forma una fase cúbica centrada en el cuerpo (CCC), denominada fase beta. Un componente con una fase más predominantemente beta es más resistente pero más quebradizo que otro que tenga una microestructura de fase alfa. al igual que sucede con otros metales, la cantidad, proporción y la distribución de las fases;

la composición y las microestructuras generales y las propiedades generales, dependerán de la temperatura y del tiempo de procesado y tratamiento calórico. Por consiguiente, la temperatura de colada y el proceso de enfriamiento son factores críticos para poder obtener una colada satisfactoria.  Propiedades El Titanio puro pertenece al grupo de los elementos en transición. Tiene un número atómico de 22 y su peso atómico es de 47, 88. Presenta un aspecto plateado- grisáceo, brillante, aunque no tanto como otros materiales o aleaciones dentales, sino que es más apagado.  Densidad: 4,45 Kg/dm  Punto de fusión: 1800 o C  Resistividad: 0,8 Ω · mm2 /m  Resistencia a la tracción: 100 Kg/mm  Alargamiento: 5%

Las llantas están diseñados para soportar el peso del vehículo, absorber los impactos de la carretera, trasmitir la tracción, las fuerzas de par y de frenado a la superficie de la carretera y mantener y cambiar la dirección de la marcha. Para cumplir estas cuatro funciones básicas, las llantas se elaboran de un hule flexible y se rellenan con aire comprimido. La cámara de aire de una llanta sirve para mantener la presión de aire adecuada, aunque no es capaz de retener por sí sola el aire a presión lo suficientemente elevado como para soportar el peso del vehículo, ni es lo suficientemente resistente para soportar los daños o impactos.

 Composición química

Los neumáticos pueden incluir caucho natural, caucho sintético, acero, nylon, sílice (derivado de la arena), poliéster, negro de carbón, petróleo, entre otros. Debido a la combinación de ingredientes y procesos químicos conduce a diferentes características de rendimiento para cada llanta. Compuesto de Caucho La composición del caucho es como una receta de pastel en la que se mezclan diferentes ingredientes para producir compuestos con características específicas. Por ejemplo, el compuesto exterior de la banda de rodadura proporciona tracción y durabilidad, mientras que el caucho ubicado dentro del neumático se adhiere al sistema de la banda y proporciona estabilidad al área de la banda de rodadura. De esta forma, los compuestos de caucho pueden diferir debido a la variedad de materiales utilizados en el neumático.

 Clasificación y subclasificación

 Sintesís

 Caucho: tratamiento previo Un método de desvulcanización de caucho que comprende proporcionar un sustrato de caucho vulcanizado, exponer el sustrato de caucho vulcanizado a bacterias mycolata, y permitir que las bacterias mycolata degraden los enlaces C-S y S-S en el sustrato de caucho vulcanizado para producir un caucho desvulcanizado, comprendiendo las bacterias mycolata bacterias del género Gordonia desulfuricans o Rhodococcus erythropoli  Llanta: tratamiento previo  Comprobar la presión  Calentarlos para uso largo  Checar fecha de caducidad

 Procesamiento

Uno de los ingredientes esenciales de los que se compone el neumático es el caucho. Se obtiene de una sustancia lechosa llamada látex, que se extrae de unas plantas tropicales entre las que destaca la hevea brasiliensis, originaria del Amazonas. En realidad, la clave radica en una especie de sangre, que al igual que la que da la vida a todos los seres, es el ingrediente decisivo para que cumpla con su misión: el caucho. Esta sustancia natural – también la hay sintética– tiene unas propiedades determinantes: elasticidad, repelencia al agua y resistencia eléctrica. Cabe destacar que a esta planta también se la conoce por su acepción portuguesa, seringueira (“árbol que llora”), pues para su obtención se realiza un corte en el tronco por el que el árbol comienza a sangrar, a exudar el látex, que se recoge en un recipiente y, una vez coagulado, se recolecta para su posterior manipulación.

 Propiedades, físicas y químicas

Propiedades químicas del caucho Aproximadamente del 40 al 60 por ciento de un neumático es caucho. Un neumático generalmente consta de cuatro tipos diferentes de caucho: caucho natural, caucho de estireno-butadieno, caucho de polibutadieno y caucho de butilo. Aproximadamente el 55 por ciento del contenido de caucho de un neumático se encuentra en la pared lateral y la banda de rodadura, y las empresas utilizan cauchos naturales de estireno-butadieno y polibutadieno en estas áreas. El caucho butílico y el caucho butílico halogenado constituyen el revestimiento interior de un neumático. La mezcla de caucho en un neumático estándar de automóvil de pasajeros es 55 por ciento de caucho sintético y 45 por ciento de caucho natural. Rellenos químicos Los rellenos y aditivos agregan productos químicos a los neumáticos. Los agentes químicos reforzantes representan un alto porcentaje de las cargas químicas utilizadas; los más comunes son el negro de carbón, la sílice y la resina. Las empresas manufactureras utilizan anti-degradantes (antioxidantes, parafinas y ceras) así como promotores de adherencia (sales de cobalto, latón sobre alambre y resina sobre tejidos) en neumáticos. El azufre sirve como agente curativo. Los aceites, agentes de pegajosidad, peptizantes y suavizantes representan otros aditivos químicos. El algodón, la fibra de aramida, la tela de acero, el rayón, el poliéster y la fibra de vidrio también son aditivos comunes.

Tipo de material: Compuesto

Despachador de acrílico

 Dibujo o esquema  Funcionalidad El despachador de Cubrebocas de Sablón, está fabricado con lámina de acrílico de 3mm y puedes guardar hasta 100 cubrebocas (dependiendo del modelo) y administrarlos según los vayas necesitando. (No aplica para cubrebocas rígidos como el N-95) Se puede colocar sobre una mesa o mostrador, o también cuenta con adaptación para montar a pared. Diseño con ensambles para una mayor resistencia.  Composición química El ácido acrílico es un compuesto químico (fórmula C3, H4, O2). Se trata del ácido carboxílico insaturado más simple, con un enlace doble y un grupo carboxilo unido a su C3. En su estado puro, se trata de un líquido corrosivo, incoloro y de olor penetrante. Es miscible con agua, alcoholes, éteres y cloroformo. Se produce a partir del propileno, un subproducto gaseoso de la refinación del petróleo. Presenta una acentuada tendencia a la creación de polímeros, los cuales se utilizan comercialmente en su forma neutralizada (como el poliacrilato de sodio).

 Clasificación y subclasificación Los acrilatos son una familia de polímeros, que son un tipo de polímero de vinilo. Los acrilatos, están hechos de monómeros de acrilato. Los monómeros de acrilato son generalmente ésteres que contienen grupos vinilo, es decir dos átomos de carbono unidos por enlaces dobles, unidos directamente al carbono carbonilo del grupo éster.  Estructura cristalina  Sintesís Se debe utilizar un tratamiento de limpieza con compuestos básicos de pulido, antes de uso o montaje no es necesario un tratamiento especial.  Procesamiento

Resistencia Química La lámina de acrilico es excelentemente resistente a la mayoría de las substancias, incluyendo soluciones de álcalis y ácidos como el amonícaco y el ácido sulfúrico, e hidrocarbonos alifáticos como hexano, octano y nafta. Los hidrocarbconos aromáticos atacan al acrilico y los compuestos orgánicos como el acetona, el benceno y el tolueno lo disuelven. La resistencia química del material puede ser influenciada por una variedad de factores incluyendo las tensiones generadas durante el proceso de fabricación y durante el uso, por ejemplo por cambios de temperatura. El contacto con ciertos selladores y juntas puede causar el cuarteamiento de la lámina bajo ciertas condiciones. La resistencia al cuarteamiento depende de factores como a qué tensión se expone la lámina y durante cuánto tiempo, y la temperatura. Por todo lo anterior el es importante que el fabricante someta a una prueba concienzuda cualquier material que deseé utilizar junto con acrilico, replicando lo mejor posible las condiciones de utilización, para asegurarse de la compatibilidad de los materiales.

Tipo de Material: Cerámico

Cacerola de Arcilla

 Dibujo o esquema  Funcionalidad Funcionan igual de bien con alimentos secos, que con caldosos. En arcilla puedes hacer lo mismo un arroz rojo, que un mole o un caldo de pollo. No cualquier material es tan versátil como éste. Mantienen perfectamente el calor. De hecho, se recomienda que, si guisas algo en una olla de arcilla , lo retires del fuego un poco antes de que esté completamente cocido. Esto es para que quede listo a su tiempo, gradualmente y lejos de la fuente de calor. Como tienen superficies vidriadas, son fáciles de lavar y de vaciar de la comida remanente que quede en ellas. Para que esto suceda recuerda, antes de usarlas por primera vez, sumergirlas en agua a temperatura ambiente por 10 horas. Eso servirá para que se “curen”. Aguantan altas temperaturas. Y aplica igual si cocinas con ellas en un horno de pan, que, en uno eléctrico, de microondas o directamente sobre un fogón de leños secos. Por fortuna, actualmente la gran mayoría de utensilios fabricados con arcilla ya están libres de metales tóxicos agregados en sus esmaltados.  Composición química. Simplificando mucho podemos indicar que la arcilla es una mezcla de muy diversos minerales donde predominan los silicatos y los óxidos metálicos. En su composición, la sílice es el elemento químico más abundantes (en torno al 50%), seguido por