¿Estás interesado en aprender sobre los diferentes tipos de materiales y su clasificación? ¡Has llegado al lugar correcto! En este artículo, exploraremos el fascinante mundo de la clasificación de materiales técnicos. Descubre cómo se dividen los distintos materiales según sus propiedades y características, y cómo esta clasificación es fundamental para diferentes industrias y aplicaciones. ¡Prepárate para sumergirte en el apasionante universo de los materiales técnicos y descubrir todo lo que necesitas saber sobre su clasificación!
La ciencia de los materiales juega un papel importante en la ingeniería mecánica. Como diseñador, es necesario comprender la clasificación de materiales, las propiedades de los materiales y la selección de materiales con fines de ingeniería. Seleccionar una base de material adecuada según las condiciones de funcionamiento y la maquinabilidad y muchos otros factores también es una gran tarea.
vayamos al tema Clasificación de materiales y en base a los factores, sugerimos materiales de ingeniería para los diferentes tipos de elementos de la máquina.
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Clasificación de materiales/clasificación de materiales técnicos
En ciencia de materiales, los materiales se clasifican en las siguientes categorías.
- rieles
- no metales
- Cerámica
- Composicion
También hay subclasificaciones disponibles para estas categorías. Siga este diagrama de árbol para comprender la subclasificación de materiales.
Antes de profundizar en el tema, es necesario comprender la tabla periódica. La tabla periódica es una tabla de elementos químicos según su número atómico y configuración electrónica. En esta tabla periódica, todos los metales se enumeran en el lado izquierdo de la tabla y los no metales se enumeran en el lado derecho de la tabla. Leer más sobre la tabla periódica Aquí.
Volvamos al tema.
rieles
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Los metales tienen buena conductividad eléctrica y térmica y son maleables (Se puede martillar o presionar para darle forma sin romperse ni agrietarse.). En la tabla periódica, 90 de los 118 elementos son exclusivamente metales. Los metales se pueden encontrar en la tabla periódica.
Ejemplos de metales son el acero, el hierro, el cobre, el aluminio, el zinc, la plata, el plomo, etc. Todos ellos son aleaciones de metales.
Los metales se clasifican además en los siguientes grupos.
- metales de hierro
- Metales no ferrosos
metales de hierro
Los metales ferrosos son ricos en hierro. Hierros como el hierro fundido, el hierro forjado y el acero son los principales componentes de los metales ferrosos. Los metales ferrosos son magnéticos y también tienen baja resistencia a la corrosión.
Ejemplos de metales ferrosos incluyen hierro fundido, aceros al carbono, aceros aleados, aceros inoxidables, aceros para herramientas y aceros para matrices.
Metales no ferrosos
Estos metales se caracterizan por su bajo peso, alta conductividad, resistencia a la corrosión y propiedades no magnéticas y son las características especiales de los metales no ferrosos. Estos metales no tienen hierro como composición. A algunos metales no ferrosos se les añade cierta cantidad de hierro, pero no es una cantidad significativa.
Ejemplo: aluminio, cobre, plomo, níquel, estaño, titanio y zinc.
Algunas de las aleaciones no ferrosas como el latón, el oro, la plata y el platino.
Cobalto, mercurio, litio, tungsteno, indio, berilio, cadmio, niobio, telurio, galio, germanio, selenio, tantalio, vanadio y circonio son algunos de los raros metales no ferrosos.
Los metales no ferrosos se refinan mediante el proceso de electrólisis.
no metales
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Los no metales se refieren a elementos químicos que son volátiles, están aislados del calor y la electricidad y no tienen propiedades metálicas. La mayoría de los no metales son gases. En la tabla periódica están representados como “no metales poliatómicos”, “no metales diatómicos” y “gases nobles”. El carbono, el fósforo, el azufre, el selenio y el yodo son los no metales sólidos. Vea la tabla periódica a continuación.
Los no metales se clasifican además en los siguientes grupos.
- Termoplásticos
- termoestables
- Elastómeros
Termoplásticos
Un polímero que se vuelve maleable a cierta temperatura y se solidifica cuando se enfría se llama termoplástico. Estos termoplásticos se pueden remodelar o remodelar tantas veces como se desee. Se trata, por tanto, de polímeros reciclables.
termoestables
Se trata de polímeros que pueden soportar altas temperaturas. Una vez que los termoestables se curan, ya no se pueden remodelar ni remodelar. Entonces estos no se pueden reciclar. Resistente a altas temperaturas.
Elastómeros
El elastómero es un polímero que puede deformarse bajo carga y vuelve a su forma original cuando se retira la carga. Simplemente un polímero con una propiedad elástica llamado elastómero.
Cerámica
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Las cerámicas son compuestos inorgánicos y no metálicos. La cerámica tiene propiedades de alta resistencia y dureza. Los siguientes ejemplos proporcionan una descripción general rápida de los materiales cerámicos.
Ejemplos de cerámica son platos, azulejos, sanitarios. Se pueden utilizar no sólo en electrodomésticos sino también en muchas otras industrias, como la automovilística y la aeroespacial.
La cerámica se divide a su vez en dos grupos.
- Cerámica cristalina
- anteojos
Cerámica cristalina
Las cerámicas cristalinas son más frágiles y duras que los metales, pero en cuanto a la resistencia a la tracción de las cerámicas cristalinas, es significativamente menor. Suelen fallar con muy poca tensión.
anteojos
Los vidrios también son compuestos inorgánicos y no metálicos. Los vidrios no tienen estructura cristalina como la cerámica cristalina. Una propiedad especial de los vasos es su transparencia.
Materiales compuestos
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Un compuesto es un material formado a partir de dos o más materiales para lograr las propiedades requeridas, como alta resistencia con poco peso.
Un ejemplo de material compuesto es la madera contrachapada. El contrachapado es un material compuesto elaborado a partir de una combinación de diferentes materiales de madera. La fibra de vidrio es también un ejemplo de material compuesto de plásticos reforzados.
Los compuestos se dividen a su vez en tres grupos.
- matriz metálica
- Matriz cerámica
- matriz polimérica
Los grupos de materiales compuestos mencionados anteriormente son diferentes composiciones de materiales de metal, cerámica o polímeros.
Diploma
En la ingeniería mecánica sólo trabajamos con la mayoría de los metales. Después de clasificar los materiales, debemos centrarnos en seleccionar los materiales de ingeniería para los elementos de la máquina según el tipo de función y muchos otros factores.
En Ingeniería Mecánica, la ciencia de los materiales juega un papel significativo. Como Ingeniero de Diseño, es necesario comprender la clasificación de materiales, las propiedades de los materiales y la selección de materiales para fines de ingeniería. Seleccionar un material adecuado basándose en las condiciones de operación, la maquinabilidad y otros factores también es una tarea importante.
Vamos a adentrarnos en el tema de la clasificación de materiales y en qué factores sugerimos materiales de ingeniería para diferentes tipos de elementos de máquinas.
Clasificación de Materiales / Clasificación de Materiales de Ingeniería
En la ingeniería de ciencia de los materiales, los materiales se clasifican en las siguientes categorías:
MetalesNo metalesCerámicosCompuestos
También hay subclasificaciones disponibles para estas categorías. Siga este diagrama de árbol para comprender la subclasificación de los materiales.
Antes de entrar en el tema, es necesario comprender la tabla periódica. La tabla periódica es una tabulación de los elementos químicos según su número atómico y configuración electrónica. En esta tabla periódica, todos los metales están enumerados en el lado izquierdo y los no metales están enumerados en el lado derecho de la tabla. Lee más sobre la tabla periódica aquí.
Volviendo al tema.
Metales
Los metales tienen buena conductividad eléctrica y térmica y son capaces de ser maleables (capacidad de ser martillados o presionados sin romperse o agrietarse). En la tabla periódica, de 118 elementos, 90 son metales solamente. Consulte la tabla periódica para ver los metales.
Ejemplos de metales son el acero, el hierro, el cobre, el aluminio, el zinc, la plata, el plomo, etc. Todos estos son aleaciones de metales.
Los metales se clasifican en los siguientes grupos.
Metales ferrososMetales no ferrosos
Metales ferrosos
Los metales ferrosos son ricos en hierro. El hierro, como la fundición de hierro, el hierro forjado y el acero, es el principal constituyente de los metales ferrosos. Los metales ferrosos son magnéticos y también ofrecen poca resistencia a la corrosión.
Ejemplos de metales ferrosos son la fundición de hierro, los aceros al carbono, los aceros aleados, los aceros inoxidables, los aceros para herramientas y los aceros para matrices.
Metales no ferrosos
Estos metales tienen un peso ligero, alta conductividad, resistencia a la corrosión y propiedades no magnéticas. Estos metales no tienen hierro como composición. Se agrega una cierta cantidad de hierro en algunos de los metales no ferrosos, pero no es una cantidad considerable.
Ejemplo: aluminio, cobre, plomo, níquel, estaño, titanio y zinc. Algunas de las aleaciones no ferrosas como el latón, el oro, la plata y el platino.
Cobalto, mercurio, litio, tungsteno, indio, berilio, cadmio, niobio, telurio, galio, germanio, selenio, tantalio, vanadio y circonio son algunos de los metales no ferrosos raros.
Los metales no ferrosos se refinan a través del proceso de electrólisis.
No metales
Los no metales se refieren a los elementos químicos que son volátiles, aislantes al calor y la electricidad y carecen de atributos metálicos. La mayoría de los no metales son gases. En la tabla periódica, se representan como no metales poliatómicos, no metales diatómicos, gases nobles. El carbono, el fósforo, el azufre, el selenio y el yodo son no metales sólidos. Consulte la tabla periódica a continuación.
Los no metales se clasifican en los siguientes grupos.
TermoplásticosTermoestablesElastómeros
Termoplásticos
Un polímero que puede volverse moldeable a una temperatura específica y solidificarse al enfriarse se conoce como termoplástico. Estos termoplásticos se pueden reformar o remodelar muchas veces según sea necesario, por lo que son polímeros reciclables.
Termoestables
Estos son polímeros que son capaces de resistir altas temperaturas. Una vez que los termoestables se endurecen, no se pueden reformar o remodelar. Por lo tanto, no se pueden reciclar. Capaces de resistir altas temperaturas.
Elastómeros
El elastómero es un polímero que puede deformarse bajo estrés y recuperar su forma original cuando se elimina el estrés. Simplemente, un polímero que tiene una propiedad elástica se llama elastómero.
Cerámicos
Los cerámicos son compuestos inorgánicos y no metálicos. Los cerámicos tienen propiedades de alta resistencia y dureza. Los siguientes ejemplos dan una idea rápida de los materiales cerámicos.
Ejemplos de cerámicos son platos, azulejos, inodoros. No solo en electrodomésticos, también se pueden utilizar en muchas otras industrias como la industria automotriz, la industria aeroespacial.
Los cerámicos se clasifican en dos grupos.
Cerámicos cristalinosVidrios
Cerámicos cristalinos
Los cerámicos cristalinos son más frágiles y más duros que los metales, pero cuando se trata de la resistencia a la tracción de los cerámicos cristalinos, es muy baja. Tienden a fallar con muy poco estrés.
Vidrios
Los vidrios también son compuestos inorgánicos y no metálicos. Los vidrios no tienen la estructura cristalina como los cerámicos cristalinos sí tienen. Una propiedad especial de los vidrios es la transparencia.
Materiales compuestos
Un material compuesto es un material formado por dos o más materiales para obtener propiedades requeridas, como alta resistencia con poco peso.
Un ejemplo de material compuesto es el contrachapado. El contrachapado es un material compuesto de una mezcla de diferentes materiales de madera. El fibra de vidrio es otro ejemplo de material compuesto de plásticos reforzados.
Los materiales compuestos se clasifican en tres grupos.
Matriz metálicaMatriz cerámicaMatriz de polímero
Los grupos anteriores de materiales compuestos son diferentes composiciones de materiales en metal, cerámica y polímeros respectivamente.
Conclusión
En el diseño de máquinas, principalmente tratamos con metales. Después de la clasificación de los materiales, debemos centrarnos en la selección de materiales de ingeniería para los componentes de las máquinas según el tipo de función y muchos otros factores.