Libro de Seleccion de Materiales

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  • 5/27/2018 Libro de Seleccion de Materiales

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    SELECCION DE MATERIALES

    2011

    Universidad Politcnica de Puerto Cabello

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    Seleccin de materiales

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    Universidad Politecnica de PuertoCabello

    Ingenieria en materiales industriales

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    Seleccin de materiales

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    Realizado Por

    Henry LealCI 13352378

    Seccion 11-20

    Puerto Cabello junio 2011

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    Seleccin de materiales

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    SELECCIN DE MATERIALES

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    Seleccin de materiales

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    INTRODUCCIN

    La gran mayora de avances tecnolgicos logrados en la sociedad moderna, se

    han apoyado en el descubrimiento y desarrollo de materiales de ingeniera y

    proceso de fabricacin usados en su obtencin. Una adecuada seleccin demateriales y procesos, garantiza a los diseadores de partes mecnicas su

    correcto funcionamiento (performance) de los componentes diseados.

    Desde el punto de vista prctico, la posibilidad de usar varios mtodos y poderlos

    confrontar, garantiza una mayor eficiencia en la seleccin correcta del material e

    un fin especfico.

    La mayora de mtodos parten de la disponibilidad de una amplia gama de

    materiales, los cuales se debe entrar a analizar y refinar, ya sea con ayuda de:

    recomendaciones (mtodos tradicionales), mapas de materiales (mtodo grfico) o

    informacin escrita que se encuentran en fuentes bibliogrficas o en forma de

    software en bases de datos virtuales. En general, el refinamiento se hace de

    acuerdo con las propiedades exigidas por el componente a disear y sustentado

    con criterios como: disponibilidad, facilidad de obtencin, vida de servicio, factores

    ambientales y costos, entre otros. De esta forma, se llega a la seleccin de un

    nico tipo de material, el cual debe resultar en el ms apropiado para el fin

    pretendido.

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    Seleccin de materiales

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    Contenido. pg.

    IntroduccinCapitulo 1. Teora de Diseo y Seleccin de materiales.1.1 Ciclo de vida

    1.2 Grado de innovacin1.3 Caractersticas y propiedades de los materiales

    4

    6

    7

    7

    7

    Capitulo 22. 1 Procesos de fabricacin y seleccin de materiales

    2.2 Sustitucin de materiales

    10

    11

    Capitulo 3Seleccin de los materiales en funcin de sus propiedades mecnicas.3.1 Propiedades mecnicas de los materiales (aceros)3.2 Manejo de manuales de propiedades mecanizas de los aceros3.3 Fuentes de informacin de las propiedades mecnicas.

    3.4 Como establecer las propiedades mecnicas de los materiales3.5 Ensayos mecnicos3.6 Presentacin de los resultados de los ensayos anlisis estadsticos simples

    3.7 Alcance de los resultados de los ensayos mecnicos y su valor para la

    evaluacin y el diseo.

    12

    13

    13

    14

    15

    16

    17

    18

    Capitulo 4Los tratamientos trmicos y su papel en el proceso de la seleccin de unmaterial

    2O

    4.1 Importancia de los tratamientos trmicos en el comportamiento de los

    materiales metlicos.

    20

    4.2 Importancia del tratamiento termico en el proceso de seleccin de

    material.

    20

    Capitulo 5Proceso de seleccin de materiales.

    22

    5.1 Que se plantea al tratar de seleccionar un material. 22

    5.2 Inadecuado proceso de seleccin de materiales. 22

    5.3 Basamento del proceso de seleccin de materiales. 23

    5.4 Proceso integral de seleccin de materiales. 27

    5.5 Desarrollo del proceso de seleccin de materiales. 28

    5.6 Mtodos propuestos para desarrollar un proceso integral de seleccin de

    materiales.

    39

    Capitulo 6Criterios y herramientas convencionales para la seleccin de materiales.

    34

    6.1 Seleccin automatizada de aceros de Ingeniera 34

    6.2 Mtodo de solucin desarrollado 37

    Bibliografa 42

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    Capitulo 1

    Teora de Diseo y Seleccin de materiales.

    La seleccin del material para las distintas piezas o componentes de un conjuntomecnico es una de las decisiones centrales para el ingeniero en materiales, acontinuacin se establecen diversas consideraciones generales sobre estaactividad.

    1.1 Ciclo de vida.Respuesta a la funcin

    El material elegido debe responder a las exigencias de la funcin de la pieza ocomponente. Este aspecto est ntimamente relacionado con sus caractersticas

    fsicas (densidad, propiedades pticas, trmicas y elctricas) y mecnicas(resistencia mecnica, rigidez, propiedades deslizantes). debe tenerse en cuentael aspecto concurrente ya dentro de la misma funcin: por ejemplo, aun que seamuy caro, la seleccin de un material de propiedades elevadas para un elementomuy solicitado 8 un engranaje un rbol) puede repercutir favorablemente en elpeso y dimensiones del conjunto de la maquina.

    Conformacin y fabricacin

    La seleccin de materiales no puede desligarse del mtodo de conformado y del

    proceso de fabricacin de la pieza o componente. en efecto, aunque posea laspropiedades requeridas para realizar una funcin, debe prestarse el mtodo defabricacin deseado ( o disponible) con un costo razonable.

    Costo y suministro.

    El costo no es un requisito de servicio y hasta ahora no ha entrado enconsideracin porque se ha adoptado la teora de que, para ser considerado comoelegible, un material primero debe cumplir con las condiciones. pero el costo formaparte importante del proceso de seleccin tanto por el precio del material as como

    por el costo de su elaboracin. con frecuencia, la decisin ultima demandara uncompromiso entre costo, produccin y comportamiento en servicio o calidad.

    Otro factor que se debe considerar es la disponibilidad de los materiales, puedeocurrir que el material deseado no exista en las cantidades, medidas o formasnecesarias, o puede que no lo est en forma alguna, esto podra perfectamenteobligar a utilizar un sustituto menos aceptable.

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    Relacin con el usuario.

    Este aspecto adquiere cada da mayor mayor importancia en la seleccin demateriales: facilidad para dar formas, colores y texturas atractivas, tacto amigable,sensacin de solidez o de ligereza, deben considerarse los costos asociados a los

    procesos de acabado.

    Facilidad de reciclaje.

    Es el ltimo de los condicionantes de carcter concurrentes que hay queincorporar en la seleccin de material: debe ser reciclable, tanto por imposicinlegal como la creciente sensibilidad ciudadana. Este el motivo de muchasdecisiones de cambios de materiales y tambin en relacin a su tratamiento (porejemplo las mezclas suelen ser ms difciles de reciclar).

    1.2 Grado de innovacin.Antes de la seleccin de un material para determinado producto, el ingeniero debeorientarse, hacia soluciones experimentadas o soluciones innovadoras, lasrecomendaciones podran ser las siguientes:

    Soluciones experimentadas.

    En general conviene analizar los materiales usados en soluciones experimentadas(la seleccin de material exige la consideracin de un gran nmero de variables dedifcil evaluacin). As pues, una solucin prudente es basarse en aplicacionesexperimentadas y materiales usuales.

    Soluciones innovadoras.

    Cuando cambian las situaciones (nuevos requerimientos, nuevos materiales onuevas relaciones de precios), la seleccin de materiales adquiere toda sucapacidad transformadora. A menudo, una maquina o un producto devienecompetitivos gracias a la aplicacin innovadora de un material tradicional o a laintroduccin de un nueva material.

    1.3 Caractersticas y propiedades de los materiales.

    Dos de los aspectos ms importantes en la tarea de seleccin de materiales en eldiseo de maquinas son de disponer de una buena informacin de base sobre lascaractersticas y propiedades de los materiales, As como las herramientas paraprocesar e interpretar la informacin.

    Organizacin de los datos sobre propiedades de los materiales.

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    A pesar del gran volumen de informacin disponible sobre las propiedades de losmateriales, pocos textos las presentan en forma sistemtica y coherente, orientadaa la fase inicial de la seleccin, para ayudar con las comparaciones entremateriales, las propiedades cuantificables deben obtenerse mediantemetodologas y unidades coherentes, las caractersticas no cuantificables.

    Cuantificacin de la seleccin de materiales.

    Las clasificaciones de materiales segn una propiedad individual (resistencia a latraccin, conductividad elctrica) dan unos primeros criterios de seleccin. Sinembargo, cuando se cuantifica la influencia combinada de varias propiedades(resistencia por unidad de masa, conductividad por unidad de costo), se obtieneuna visin cuantitativa ms profunda y a la vez ms ajustada para una aplicacindeterminada.

    Acercndonos a la realidad de la seleccin de materiales, es evidente que, enmuchos casos, no habr ningn material que destaque como opcin indiscutible,es frecuente que varios cumplan, distintos grados, con las especificaciones. ladecisin ser el reflejo de una solucin de compromiso, pero es importante que,una lista con la calificacin de las propiedades contribuir mucho a asegurar quequien haya realizado la seleccin ha considerado todos los factores necesarios.De no existir ningn material que cumpla los requisitos, entonces ser necesarioredisear el producto.

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    Capitulo2

    Procesos de fabricacin y seleccin de materiales

    2.1 El objetivo de toda actividad relacionada con la fabricacin es producirartculos que se adapten aceptablemente a las funciones que se les hayaasignado. Esto comporta fabricar componentes a partir de materiales tecnolgicosseleccionados, provistos de la forma y precisin geomtrica necesaria y de lasestructuras fsicas asociadas optimizadas para la naturaleza del servicio que loscomponentes deben afrontar. El proyecto ideal sera aquel que cumplieraexactamente todos los requisitos. Si los rebasa, puede que se haya malgastadodinero y materiales, si se queda corto, es que el producto fabricado es insuficiente.

    En el proceso de seleccin de materiales aparece la consideracin de las posiblesoperaciones de fabricacin y la idoneidad de cada material (precribado) para cadauna de ellas. es imprescindible la familiaridad con las alternativas de fabricacin,adems de un conocimiento de los factores que las acompaan, tales comocondicionantes, rentabilidad, calidad, acabado superficial, precisin, etc.

    Se debe entender que no todos los procesos de fabricacin son compatibles contodos los materiales (p.e, es anti econmico moldear acero por inyeccin). Masaun un proyectista que implique la naturaleza del proceso de fabricacin en losdatos especficos del diseo (p.e, moldeo ante forja) pudiera muy bien estar

    eliminando la mejor combinacin.As pues el autentico es llegar a una combinacin de material y proceso defabricacin que sea la solucin ptica para el producto concreto, o sea un sistemade fabricacin. si bien estos aspectos se han presentado uno tras otro, todos ellosestn interrelacionados. Algunos condicionantes de la produccin tendern alimitar los materiales que podran utilizarse y, al revs, algunos materialestendern a limitar las posibilidades de la fabricacin. por otra parte, los mtodos defabricacin influyen en las propiedades de los materiales y adems, ciertasoperaciones destinadas a alterar determinadas propiedades puede que afecten

    negativamente a otras. La rentabilidad econmica, el ambiente, el reciclado, elgrado de duracin, la variacin el rendimiento energtico y otros aspectos aconsiderar influyen en las decisiones mediante el conocimiento del producto, elpersonal tcnico responsable de esta rea debe ser capaz de enjuiciaracertadamente los materiales, los procesos y todas sus interrelaciones. laaparicin de nuevos materiales, los procesos tcnicos en los mtodos de

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    fabricacin y la demanda de artculos de aptitudes cada vez mayores sonestmulos cada vez ms apremiantes.

    2.2 Sustitucin de materiales.

    Es frecuente que, en respuesta a los avances tecnolgicos o a las exigencias demercado, se introduzca un material nuevo sin alterar esencialmente el diseo. sibien el resultado suele ser una mejora de la calidad o una reduccin de los costos,es posible que se pasen por altos algunas cosas importantes y haya msperjuicios que beneficios.

    Se debe destacar la campaa desatada para producir automviles de menor pesoy menos consumo. La aparicin de las planchas de acero de baja aleacin y altaresistencia ofreci la posibilidad de alcanzar los niveles de resistencia existentescon chapas ms delgadas y, de ese modo, reducir los pesos. Una vez salvadas

    algunas dificultades de fabricacin, la sustitucin se presentaba como algo natural.Sin embargo, hay que darse cuenta de que existen otros factores. En efecto, sibien aumenta la resistencia mecnica, las condiciones de anticorrosividad y rigidezelsticas seguan prcticamente inalteradas. Pero una chapa ms delgada secorroe antes y la aparicin de vibraciones indeseadas pueden causar ms de unproblema. Es posible que deban modificarse los diseos.

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    Capitulo 3

    Seleccin de los materiales en funcin de sus

    propiedades mecnicas.

    Una adecuada seleccin de un material debe tener como punto inicial o de partida,

    la mejor definicin y el mximo conocimiento de las condiciones de servicios a las

    que estar sometido, parar posteriormente tratar de satisfacer los clculos

    establecidos en el diseo o en ensayos de pruebas. Desde el punto de vista

    tcnico, la seleccin de estar satisfecha al escoger el acero capaz de dar

    respuesta a todas las exigencias del servicio. Sin embargo, posteriormente

    estableceremos que hay una serie de elementos adicionales que se deben tomar

    en consideracin, de los que uno de los dems importantes es el costo que

    envuelve el material y el proceso en general.

    La seleccin del material (acero), busca obtener el mejor grado de acero para

    cada parte en particular, lo que no siempre se puede cumplir, al mezclar las

    restantes variables envueltas en el proceso.

    Cuando se seleccionan aceros al carbono, se entiende que las exigencias no son

    precisamente las ms elevadas del caso, ni desde el punto de vista de las

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    exigencias mecnicas ni del medio de trabajo. Una vez establecida la condicin

    mecnica. Se recurre a buscar el acero y establecer la necesidad de tratamientos

    trmicos o no, para seleccionar aceros al carbono en base a sus propiedades

    mecnicas exclusivamente, puede recurrirse a las bases de datos disponibles en

    relacin a lo mismo.

    Cuando la exigencia aumenta desde el punto de vista mecnico, se puede intentar

    como opcin el caso de los aceros de baja y media aleacin, dentro de los que se

    escogern al definir el cuadro de servicios de las partes en cuestin

    3.1 Propiedades mecnicas de los materiales (aceros).

    En la vida diaria, el termino acero esta comnmente asociado a la palabraresistencia, la que se menciona normalmente para catalogar el comportamiento

    del acero. Aspecto que en esencia se ha originado en el hecho de que el acero, de

    una u otra forma, soporta una determinada carga bajo condiciones de servicio. sin

    embargo el termino resistencia puede resultar algo ambiguo y presentar distintos

    significados, por lo que se debe definir como resistencia a una propiedad

    mecnica de acero que mide su capacidad para soportar una carga.

    Las propiedades mecnicas de los aceros son el conjunto de valores masimportantes para representar su comportamiento. este conjunto esta integrado por

    diferentes propiedades, algunas de las cuales se pueden mencionar:

    Elasticidad, plasticidad, lmite elstico, resistencia a la cadencia, resistencia

    mxima, resistencia a la ruptura, tenacidad, resiliencia, ductilidad, entre otras

    propiedades.

    3.2 Manejo de manuales de propiedades mecanizas de losaceros.

    Antes de proceder a considerar las fuentes de informacin en relacin a las

    propiedades mecnicas de los diferentes materiales en particular de los aceros, es

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    necesario que tomemos en cuenta la manera en que las mismas se pueden

    encontrar y establecer.

    3.3 Fuentes de informacin de las propiedades mecnicas.

    Al respecto, se ha desarrollado una amplia cantidad de literatura, artculos

    tcnicos y reportes de compaas, al igual gran cantidad de corporaciones y

    organismos gubernamentales desarrollan compendios propios de informacin. En

    el manejo de tales informaciones hay que tener gran cuidado, pues los valores

    suministrados son tpicos o promedios, en los que no necesariamente se pone en

    manifiesto la probable dispersin y normalmente, cuando se hace, se expresa en

    trminos de un intervalo, indicando los valores mximos y mnimos o mostrando

    una banda de dispersin ( caso tpico de la templabilidad).

    Pero una presentacin estadstica de datos, por medio de un valor promedio y su

    desviacin, no es comn, salvo en aquellas situaciones de alto riesgo, que

    implican la obtencin de un modelo representativo para el clculo de datos de

    diseo, lo que es el caso particular de la mecnica de la fractura. Evidentemente,

    en aquellos donde la confiabilidad es vital, es necesario conocer las distribuciones

    de frecuencias correspondientes que arrojan los resultados (esto es importante

    porque por ejemplo puede haber alta dispersin bajo ciertas condiciones para los

    menores valores y los mayores, pero no para los intermedios).

    3.3.1 Manejo de normas.

    Para el ingeniero es muy importante conocer y saber interpretar las diferentes

    normas que existen a nivel nacional e internacional, dado que la informacin

    recopilada en estas normas le pueden ayudar de una manera directa y practica al

    momento de realizar o escoger un material para un determinado servicio, entreesas normas o cdigo se mencionan las siguientes:

    Norma API (American Petroleum Institute), edita normas para los equipos

    utilizados en la industria petrolera.

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    Normas DIN Estas normas son de origen alemn y bsicamente describen las

    diferentes especificaciones que deben cumplir los materiales en determinados

    usos y condiciones.

    Normas UNE. Este es el sistema utilizado en Espaa para presentar sus normas yespecificaciones, tienen una estructura muy similar a las normas DIN.

    Sistema UNS Este sistema utiliza un nmero internacional de designacin, permite

    identificar a los aceros de acuerdo a su designacin particular en los diferentes

    sistemas de especificaciones.

    Codigo ASME. (American Society for Mechanical Engineers) su propsito es

    desarrollar la tecnologa mecnica y al mismo tiempo, defender los intereses de

    sus asociados.

    Normas ASTM (American Society for testing metals), definen las propiedades de

    los materiales, especificaciones y mtodos de ensayos adecuados para la

    comprobacin.

    Normas COVENIN (Comisin Venezolana de normas industriales), estas son las

    normas o referencias reconocidas por el ejecutivo nacional, dichas normas

    abarcan desde los sectores metalmecnico hasta el sector de alimentos,seguridad industrial, control de calidad, etc.

    3.4 Como establecer las propiedades mecnicas de los

    materiales.

    Las propiedades mecnicas (y otras propiedades) de los materiales, son

    formalizadas a travs de especificaciones que en principio se pueden presentar de

    dos maneras: especificaciones para la produccin y de las del producto en si.

    Las especificaciones de produccin establecen el conjunto de lineamientos

    bsicos que se deben cumplir para desarrollar el diseo propuesto. las mismas

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    estn basadas en la necesidad que tienen el producto de satisfacer, as como una

    evaluacin del riesgo y la consecuente falla.

    Las especificaciones del producto definen las condiciones bajo las cuales las

    partes o componentes del diseo son compradas o manufacturadas. Aqu son muyimportantes las propiedades mecnicas del material.

    Una de las cuestiones ms importantes a la hora de someter a un acero a un test

    de seleccin, es conocer los posibles comportamientos que el mismo tendra bajo

    las probables condiciones de servicio previstas durante su uso. Uno de los

    mejores apoyos que el ingeniero obtiene al respecto son los diferentes sistemas

    de informacin que existen, que recogen un nmero limitado de experiencias, que

    demuestran el comportamiento promedio de los aceros bajo las condiciones enparticular que se establecieron.

    aqu es donde el ingeniero que va ha seleccionar o evaluar debe tener un mximo

    cuidado para interpretar y tomar los valores que le representen ayudas y estimar

    en la correcta proporcin las distintas limitaciones que tienen los citados valores.

    Las bases de datos de los materiales y en el caso particular de los aceros,

    presentan propiedades mecnicas en funcin del acero y su condicin, explicando

    en ocasiones bajo que condiciones se tomaron las medidas.

    3.5 Ensayos mecnicos.

    Como su nombre lo indica, los ensayos mecnicos sirven para evaluar las

    propiedades mecnicas de los materiales metlicos, bajo determinadas

    condiciones y buscan, de manera individual, representar lo que seria el

    comportamiento del material bajo una condicin determinada y un servicio en

    especifico, los ensayos estn normalizados, vale decir que la manera de

    efectuarlo, el tamao de las muestras, las condiciones de los ensayos, la forma de

    reportar los resultados, algunas condiciones de aplicacin, etc., vienen

    establecidas en una norma o especificacin al respecto, en los distintos sistemas

    internacionales.

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    Entre los ensayos mecnicos mas usados tenemos los siguientes:

    Ensayo de traccin.

    Ensayo de compresin.

    Ensayo de flexin.

    Ensayo de torsin.

    Ensayo de dureza.

    Ensayo de creep.

    Ensayo de fatiga.

    Ensayo de impacto.

    Ensayo de desgaste.

    3.6 Presentacin de los resultados de los ensayos. analisis

    estadsticos simples.

    La representacin de los resultados es uno de los puntos ms importantes a lahora de proceder al anlisis de los mismos. Naturalmente el resultado debe

    reportarse como un promedio de las medidas efectuadas para cada condicin,

    indicando a la vez la metodologa y normativa seguida para efectuar la prueba.

    Cada tipo de ensayo exige un determinado nmero de medidas para ser

    consideradas como valido y a la vez las medidas adicionales que se deben tomar

    en caso de existir cualquier duda. En todo caso, siempre es preferible referirse a la

    especificacin respectiva a la hora de reportar los valores.

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    3.7 Alcance de los resultados de los ensayos mecnicos y su

    valor para la evaluacin y el diseo.

    Lamentablemente, los ensayos mecnicos nicamente representan una condicin

    individual de servicio del material bajo ensayo, que tambin es determinada bajo

    algunas aproximaciones y limitaciones por parte del ensayo, un ejemplo simple de

    ello es que el ensayo de traccin representa la condicin de un material sometido

    a la accin de una carga esttica monoaxial, por lo que sus resultados solo

    podran representar una condicin de servicio similar.

    Es bastante difcil y hasta improbable el lograr representar con la suficiente

    seguridad, la condicin real de servicio a que estar sometido el material, sinembargo, el ensayo de simulacin de acuerdo a las caractersticas de servicio

    previstas, contribuye lo mas prximo posible a tal condicin.

    En el ensayo de simulacin es bastante improbable el poder ensayar el elemento

    estructural de servicio completo, por lo que se utiliza una parte del mismo. de la

    misma manera, las condiciones de carga y las ambientales tambin pueden ser

    objeto de una gran simplificacin e incluso de aceleracin respecto a la condicin

    real. Esto es lo que hace precisamente que las mediciones del ensayo solorepresenten un hecho aislado o en circunstancias mas simples respecto a la

    condicin real del servicio.

    Lo peor del caso, es que los resultados de laboratorio puedan no servir para evitar

    una seleccin errnea de un material que aparento ser apto para el servicio segn

    las pruebas de ensayo y de hecho, pocos datos de los ensayos convencionales,

    particularmente de los de resistencia, son aplicables directamente al diseo. sin

    embargo, el valor del ensayo se logra obtener si se entiende como el mecanismopara evaluar comparativamente el comportamiento de materiales bajo las mismas

    condiciones externas, de simulacin o servicio.

    Debe tenerse en cuenta que todos los ensayos son sensibles a la Geometra y

    alas condiciones ambientales, as como a elementos inherentes al material mismo,

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    tales como la composicin qumica y el tratamiento termico. Por otra parte, las

    propiedades pueden ser afectadas marcadamente por el proceso de fabricacin e

    incluso por el mtodo utilizado para el procesamiento de los datos.

    En todo caso, a los efectos de predecir comportamientos, el ingeniero se vale delos modelos disponibles y probados, utilizando los factores de seguridad mas

    adecuados en relacin al uso a que estar destinado el material.

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    Capitulo 4

    Los tratamientos trmicos y su papel en el

    proceso de la seleccin de un material

    Se considera a continuacin unos de los aspectos de mayor relevancia en cuanto

    a las propiedades mecnicas de los materiales metlicos y por ende, en el

    proceso de seleccin de materiales para modificar y mejorar las caractersticas de

    tales materiales.

    4.1 Importancia de los tratamientos trmicos en el

    comportamiento de los materiales metlicos.

    Dependiendo de la zona donde ocurra el calentamiento y de la manera de efectuar

    el enfriamiento, el metal adquirir determinadas propiedades, las que tambin

    sern funcin de la composicin qumica, as como de otras variables, cuyo tipo y

    nmero estar de acuerdo al tipo de tratamiento termico y, en consecuencia, de

    las propiedades que se desea obtener. As por ejemplo, el recocido, en una de sus

    variantes, ser capaz de suministrar al acero alta ductilidad y mnima dureza; elnormalizado puede proporcionarles dureza suficiente y eliminar efectos

    perjudiciales de previos procedimientos, mientras en el temple le proporcionara, al

    combinarse con un revenido, alta dureza, alta resistencia y una buena tenacidad.

    4.2 Importancia del tratamiento termico en el proceso de

    seleccin de materiales.

    En los aceros, as como en casi todos los sistemas de aleaciones, el tratamiento

    termico constituye el procedimiento especifico para obtener mejores propiedades

    mecnicas, por lo tanto el papel del tratamiento termico es vital al momento de

    disponer de materiales con las mejores propiedades para los diferentes procesos

    de uso bajo condiciones deservicio, por lo cual, dicho procedimiento forma parte

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    integral del proceso de seleccin de materiales, por brindar las posibilidades de

    obtener materiales de mejores caractersticas, respecto a su condicin normal de

    fabricacin o de trabajo. De la misma manera, el tratamiento termico abre un

    abanico de posibilidades dentro de los materiales, puesto que es capaz de

    suministrar, para un mismo material diferentes condiciones de servicio.

    Cada material tiene su condicin en particular de ser tratado trmicamente,

    siempre y cuando el mismo se le pueda realizar, por ejemplo los aceros

    inoxidables austenticos no presentan modificaciones apreciables al efectuarles un

    temple, por lo que el mismo no est indicado para tales aceros.

    Finalmente, es correcto afirmar que cuando se est efectuando un proceso de

    seleccin de materiales, debe tomarse en consideracin la manera en que se hasuministrado al material sus propiedades caractersticas, para ser tomado en

    cuenta en el proceso de evaluacin, bien ser por razones de ndole econmica o

    de costos.

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    Seleccin de materiales

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    Capitulo 5

    Proceso de seleccin de materiales.

    Hasta ahora sea planteado problemas muy sencillos de seleccin o sustitucin de

    materiales, en base a los niveles de propiedades mecnicas que se desea

    disponer en condiciones de servicios. Ahora bien, en reiteradas oportunidades se

    ha mencionado de una serie de elementos adicionales que se deben tomar en

    consideracin al momento de proporcionar una adecuada solucin en un area

    especfica.

    En este captulo se considerara el proceso que debe tener en cuenta el ingeniero

    al seleccionar un material en su carcter ms general, tomando en consideracin

    toda o la mayora de los elementos que estn envueltos en el proceso.

    5.1 Que se plantea al tratar de seleccionar un material.

    En la ingeniera, la satisfaccin de cualquier necesidad implica haber pasado

    inicialmente por un proceso de diseo. Cuando este proceso de diseo en un

    servicio tecnolgico, hay la necesidad de utilizar partes o componentes, para las

    que se ha previsto u determinado comportamiento. el proceso de seleccin de

    materiales constituye entonces a este nivel, el paso crucial para garantizar la

    satisfaccin de los clculos previstos en el diseo y por eso, de que el servicio se

    preste de manera satisfactoria.

    En algunos casos, el universo de seleccin puede estar previamente limitado, por

    anteriores experiencias de diseo pero, en lneas generales, un diseo se plantea

    en funcin de una necesidad y no del material .

    5.2 Inadecuado proceso de seleccin de materiales.

    Al realizar una inadecuada seleccin de un material para determinado trabajo,

    indudablemente que la primera situacin ser que no se prestara

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    satisfactoriamente el servicio, pudiendo incluso fallar la parte o componente de

    manera catastrfica. esto acarrea consigo efectos colaterales como costos de

    paradas de plantas no programadas, perdida de materia prima, daos al ambiente,

    incluso ocasionar prdidas de vidas humanas, estos elementos mencionados con

    anterioridad pertenecen en esencia al proceso de fabricacin de los componentes,

    lo que indica la existencia de un intimo compromiso entre las propiedades del

    material y el proceso de fabricacin. De hecho el proceso de fabricacin es una de

    las formas probables no solo de efectuar el diseo sino de modificar las

    propiedades mecnicas del material, por otro lado un material inadecuado puede

    en cierta forma, encarecer innecesariamente el proceso de fabricacin. Por

    ejemplo por requerir de tcnicas o esfuerzos especiales, esto se traduce en que el

    proceso de seleccin de materiales est basado en mayor cantidad de aspectosde los se pueden pensar al iniciar el proceso de seleccin.

    5.3Basamento del proceso de seleccin de materiales.

    El proceso tradicional del proceso de seleccin de materiales hasta no hace

    mucho tiempo en los conocimientos de previas experiencias al respecto, incluso la

    seleccin tuvo un papel secundario en el proceso de diseo, dndose por un

    proceso de menor importancia en la mayora de las situaciones. Realmente, en elmundo moderno de la ingeniera la seleccin de materiales constituye uno de los

    pasos esenciales para dar una respuesta satisfactoria a los problemas que se

    presenten, en el sector industrial, en el sector salud, sector de alimentos entre

    otros.

    En la solucin de problemas por experiencias previas, se recurre al uso de

    manuales con datos acerca de propiedades mecnicas y qumicas, en procesos

    similares desarrollados previamente, el nico requisito necesario para tal

    procedimiento, es tener claro cules son las condiciones de trabajo del servicio.

    Actualmente, la seleccin por bases de datos est limitada a casos simples, de

    poca complicacin o exigencias, en los que definitivamente la experiencia juega un

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    Seleccin de materiales

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    papel determinante. En los casos ms complejos, la experiencia es un factor muy

    importante pero no necesariamente es un factor determinante.

    En casos donde las propiedades mecnicas son el nico requisito a satisfacer,

    independientemente del costo o de otro aspecto colateral, el caso se simplifica asatisfacer tales requerimientos de propiedades, aun en casos de alta exigencia

    como los aeronuticos, donde el costo no es importante. caso contrario en la

    industria automotriz, donde continuamente se busca reducir costos energticos a

    travs de una disminucin del peso.

    El proceso de seleccionar el material adecuado puede ser vital en muchas

    aplicaciones, en las que por ejemplo, el costo del material representa ms del 50%

    del costo total de llevar a la prctica el diseo.

    De los que se ha planteado hasta ahora, se puede decir, que hay dos elementos

    fundamentales para la seleccin de un material, dichos elementos son, las

    propiedades del material y el proceso de fabricacin del mismo, de las partes y/o

    componentes.

    5.3.1 Caractersticas de los materiales.

    La forma de expresar las caractersticas de los materiales es a travs de sus

    propiedades, que pueden ser fsicas, qumicas, elctricas y mecnicas.

    Las propiedades son de suma importancia pues representan la relacin entre la

    estructura del material, su composicin y comportamiento para el servicio. La

    estructura del material es estudiada a travs de la ciencia de los materiales, que

    tiene por finalidad predecir cmo lograr modificar las propiedades, lo que se logra

    a travs de la composicin, el proceso de transformacin y los tratamientos

    trmicos. Por el contrario, quien se encarga de estudiar el comportamiento

    microscpico de los materiales, los elementos de diseo, y el comportamiento

    ingenieril de los materiales es la ingeniera en materiales, la ingeniera de

    materiales recurre normalmente al uso de propiedades de fcil medicin por

    tcnicas convencionales.

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    El comportamiento del material no se puede establecer en lneas generales a

    partir de una nica propiedad, sino que es la combinacin de dos o ms de ellas,

    por lo que para controlar su condicin de servicio, es mediante el control de un

    conjunto de propiedades, con el objetivo de evitar fallas en tal condicin. De

    hecho, resulta problemtico, tal como se dijo anteriormente, predecir el

    comportamiento de los materiales a travs de pruebas de ensayos simples, pues

    la condicin de servicio puede variar en funcin del tiempo o ser la combinacin de

    una serie de condiciones ambientales individuales. En tales casos, es necesario

    recurrir a procesos de simulacin especiales, ms complejos que los simples

    ensayos de pruebas establecidas normalmente.

    Una herramienta muy til a la hora de seleccionar un material son los mapas de

    propiedades desarrolladas por el profesor Ashby (Universidad de Cambridge).

    Estos mapas proporcionan una informacin de grficos de barras, mostrando el

    rango de valores de una propiedad (Ver la siguiente figura), tambin se pueden

    graficar una combinacin de propiedades, por ejemplo modulo de elasticidad

    frente a densidad, donde se muestra el rango de en forma area de influencia para

    un material dado.

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    5.3.2 Como considerar las propiedades para los efectos de

    seleccin de materiales.

    Para hablar de propiedades mecnicas en el proceso de seleccin de materiales

    se debe definir las condiciones de servicio, sin embargo, establecer las

    condiciones de servicio puede resultar un elemento de anlisis ms complejo, aqu

    el conocimiento y la experiencia juegan un papel muy importante. Por otro lado, en

    una determinada aplicacin, un material puede ser escogido para satisfacer

    diferentes propiedades, de las cuales unas pueden ser ms importantes que otras,

    para llevar a cabo el proceso de seleccin de materiales entre varios materiales,

    es imposible pretender considerar a todas las propiedades.

    Para proceder, se definen entonces las denominadas PROPIEDADES CRITICAS,

    que son simplemente las propiedades de estricto y obligatorio cumplimiento por

    parte del material, el que no cumple con los valores mximos o mnimos

    establecidos para las mismas no se debe tomar en en consideracin, una vez que

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    Seleccin de materiales

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    el material cumple con las propiedades restantes. Queda claro que en las

    propiedades criticas no hay ninguna tolerancia y en las restantes s.

    5.4 Proceso integral de seleccin de materiales.

    Consiste en escoger el material mas adecuado para una determinada aplicacin

    ingenieril, para lo mismo debe hacerse una correcta definicin de la funcin u

    objetivo a cumplir, por ejemplo un problema de seleccin de materiales puede ser.

    Sustituir una parte o componentes con materiales diferentes al original.

    escoger el material para un nuevo producto.

    escoger el material para mejor un diseo.

    escoger un material para satisfacer una necesidad planteada.

    Debe quedar claro, que el proceso debe cumplir con las diversas etapas de un

    proceso ingenieril, por lo que para obtener la solucin definitiva debe optimizarse

    la decisin, lo que puede envolver incluso un rediseo ingenieril, tambin debe

    entenderse que no necesariamente la solucin est dada al obtener el material

    que cumple con las propiedades necesarias, sino que hay otros elementos

    adicionales que considerar, de los que se han mencionado en algunas ocasiones

    al costo y al proceso de fabricacin. Pueden ser elementos a considerar.

    Disponibilidad del material.

    Las fuentes de la distribucin.

    Las formas y dimensiones disponibles.

    La variacin de las propiedades.

    El costo.

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    El costo es una variable generalmente vital, salvo en aquellos casos en que se

    debe cumplir un requerimiento mecnico a cualquier precio, tal como las industrias

    aeronuticas.

    5.5 Desarrollo del proceso de seleccin de materiales.

    Pudiera definirse en cuatro etapas generales:

    1. Anlisis de los requerimientos de materiales: en esta etapa se determinan las

    condiciones de servicio en funcin de las propiedades crticas.

    2. Sondeo sobre los materiales que probablemente pueden ser utilizados. en

    esta etapa se comparan las propiedades requeridas con una amplia base de

    datos de propiedades mecnicas, para escoger un grupo reducido de

    materiales que probablemente servirn.

    3. Proceso de seleccin de los probables materiales, ya en trminos de la calidad

    del producto, costo, facilidad de fabricacin, disponibilidad, etc, con objeto de

    determinar el material ms adecuado para la correspondiente aplicacin.

    4. Finalmente se desarrollan los datos de diseo, se establecen

    experimentalmente las propiedades fundamentales de los materiales, hastaobtener una media estadstica del comportamiento de los mismos, bajo las

    condiciones que se espera encontrar en el proceso de servicio.

    El objetivo de la segunda etapa es decidir si un material merece en definitiva

    sr evaluado o no para la aplicacin final.

    Los datos de propiedades de diseo corresponden a las propiedades del

    material en condicin de fabricacin como pieza o parte, las que deben ser

    conocidas con la suficiente precisin y confidencialidad. En muchos casos, las

    condiciones del problema no son muy complejas y se puede recurrir por

    ejemplo a una especificacin de la ASTM, por ejemplo, sin un amplio

    programa de ensayos, en otros casos como la aeronutica el programa de

    ensayos debe suministrar la mxima confiablidad posible.

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    5.6 Mtodos propuestos para desarrollar un proceso

    integral de seleccin de materiales.

    El primer mtodo, el ms elemental y simple, es por medio de las propiedades

    mecnicas, las cuales se han estado considerando anteriormente,

    adicionalmente hay otros procedimientos propuestos, ninguno de ellos con un

    perfecto desarrollo o infalibles, pero en todo caso representan ayuda para el

    ingeniero que selecciona, a menudo la comparacin de propiedades no es lo

    suficientemente clara como para permitir una decisin al respecto, por lo tanto

    se consideran otros factores en l proceso de seleccin de materiales.

    Costo Vs propiedades de los materiales.

    ndices ponderados de las propiedades.

    Anlisis de costos.

    Anlisis de fallas.

    En estos apuntes solo se tomaran en consideracin, con ejemplos, los tres

    primeros mtodos, es importante destacar, que cada uno de ellos puede ser

    objeto de un estudio en particular, dada su extensin y consideraciones que se

    deben efectuar.

    5.6.1 Costo Vs propiedades de los materiales.

    Normalmente, el costo terminara siendo el elemento decisivo en el proceso de

    seleccin de materiales y de hecho, se considera como una propiedad mas,

    con el objetivo de darle su debido peso en el conjunto de comportamiento del

    material. para que el costo sea un parmetro til, es necesario asociarlo a las

    tres propiedades criticas del material, que controlan el comportamiento del

    diseo. un ndice de costo Vs propiedades puede ser un parmetro til pero en

    condiciones geomtricas y de servicio simple, que se puede tomar intil a la

    hora de comportamiento mucho mas complejo.

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    Para que el costo del material tenga sentido como patrn de comparacin, es

    necesario expresarlo en unidades congruentes con el proceso que se esta

    considerando. as por ejemplo, para algunas consideraciones puede ser

    importante considerar el costo en Bs x kilogramo, pero para otros casos, como

    los en los plsticos, tiene ms sentido expresarlo en Bs x mts. De la misma

    manera, el costo puede representar solo a la materia prima, pero el ms

    representativo es aquel que representa el costo global, de materia prima,

    manufactura, instalaciones, operaciones, mantenimiento, tal costo es

    verdaderamente el que tiene la capacidad de descartar materiales.

    El anlisis de costos Vs propiedades busca establecer una relacin entre las

    propiedades mecnicas de los materiales y el costo detallado no es posible,

    pero si se puede escoger entre dos materiales estableciendo costo referencial,

    para escoger el menos costoso o descartar los que son excesivamente caros.

    5.6.2 ndices ponderados de propiedades.

    Este mtodo tiene aplicacin cuando busca satisfacer mltiples exigencias

    bajo condiciones de servicio, para lo que se analiza el problema a travs de

    una matriz de decisin, a travs de la que se consideran la importancia de los

    diferentes requerimientos, respecto al conjunto de propiedades significativas

    que controlan el comportamiento.

    En este caso, la decisin se plantea por medio de un compromiso entre las

    propiedades en cuestin, ponderndose el peso individual de cada una de

    ellas en el comportamiento global del material, para establecer un ndice

    promedio ponderado del comportamiento del material o materiales en

    consideracin.

    El mtodo procede de la siguiente manera:

    Cada propiedad es convenientemente acomodada en un factor de escala, de

    manera que sus valores acomodados estn entre 0 y 100. El factor de escala

    , se define segn.

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    = Valor de la propiedad/ mayor valor bajo consideracin.

    Para aquellas propiedades en las que es preferible tener el menor valor

    posible, como por ejemplo el costo, perdidas por corrosin, resistencia

    elctrica, se define de manera conveniente el factor de escala segn:

    = Menor valor bajo consideracin/ valor de la propiedad.

    Hay otras propiedades donde el valor numrico no tiene sentido, como por

    ejemplo la soldabilidad, la resistencia a la corrosin, etc, que se establecen,

    buenas regulares o malas, se disea un patrn de comparacin como sigue a

    continuacin.

    Excelente = 5

    Buena = 3.

    Regular = 1

    Mala = 0.

    Ejemplo:

    En el proceso de diseo de un recipiente a presin precalificaron cuatromateriales, dentro de los cuales se debe tomar una decisin para seleccionar

    uno de ellos en base a las siguientes propiedades.

    Tenacidad de fractura a bajas temperaturas (Ki).

    Resistencia a la fatiga ( f).

    Expansin trmica ( )

    Rigidez (R).

    Costo (C).

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    Seleccin de materiales

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    Solucin.

    Debe establecerse el factor de escala para cada propiedad y tambin los

    ndices de ponderacin

    Propiedad

    Factor de escala

    Material Ki f R C

    A 100 70 93 80 50

    B 85 100 97 100 83

    C 40 70 100 94 100

    D No hay en el mercado.

    Ntese en la tabla el factor de disponibilidad del material, en el caso del material

    D, el hecho de no estar disponible en el mercado industrial, lo que descarta para

    cualquier anlisis de propiedades. de igual forma, en el ejemplo no se consideran

    variables como corrosin, soldabilidad, etc, pues son satisfactorias para todos. En

    el caso de que existiesen diferencias, deberan ponderarse.

    5.6.3 Anlisis de costo.

    este debe ser probablemente uno de los mtodos ms utilizados y tal vez el ms

    comn en la ingeniera de diseo, para el proceso de seleccin de materiales y de

    la ejecucin del proyecto en general, en este mtodo la mejor propiedad

    mecnica, fsica o qumica no es precisamente el planteamiento central, sino que

    se puede limitar el anlisis a que el material sirva en primera instancia, sin que

    necesariamente, desde el punto de vista tcnico represente la solucin ms

    adecuada sino la menos costosa y que satisfaga la necesidad primaria que se ha

    planteado desde el punto de vista ingenieril. un ejemplo de tal anlisis es

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    Seleccin de materiales

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    considerar la posibilidad de utilizar acero galvanizado en lugar de aleacin cobre-

    nquel, como sistema de tubera en una embarcacin o bien analizar la posibilidad

    de utilizar un tubo de acero al carbono, en lugar de aleacin resistente a altas

    temperaturas, para una cmara de un horno rotatorio.

    En este tipo de planteamientos, el ingeniero se puede puede dejar llevar por una

    primera impresin, dada la diferencia de costos que puede existir entre los

    materiales y haciendo el anlisis nicamente en funcin de vida til de los

    componentes, pero puede suceder que a la hora de analizar todos los costos

    envueltos, tales como mantenimiento, paradas, etc, el costo total sea mayor para

    la hipottica solucin ms barata

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    Seleccin de materiales

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    Capitulo 6

    Criterios y herramientas convencionales para la

    seleccin de materiales.

    6.1 Seleccin automatizada de aceros de Ingeniera.

    Cuando se disea algn elemento de maquina o se elabora la tecnologa para la

    fabricacin y recuperacin, lo primero que realiza el diseador o el tecnlogo es

    seleccionar el material a utilizar en dependencia de las condiciones de trabajo del

    mismo. La existencia de diferentes normas Internacionales sobre materiales, la

    poca informacin bibliogrfica sobre el grado del material, propiedades fsico

    mecnicas, tratamiento termico, as como de la conversin de una a otra norma,

    propicia la elaboracin de una herramienta informtica o gestor de base de datos

    para los aceros de Ingeniera. Para facilitar el proceso de identificacin,

    conocimiento y seleccin de materiales desde la etapa de especificacin del

    proceso de diseo, se desarrollo una aplicacin informtica basada en un gestor

    de bases de datos, siguiendo el procedimiento heurstico que utiliza el diseador y

    el constructor de maquinas. En la Figura 2 se puede apreciar la morfologa del

    sistema.

    La aplicacin permite al ingeniero o especialista conocer los aspectos ms

    relevantes respecto a los materiales. Este software proporciona rpidamente la

    siguiente informacin:

    1. La composicin qumica de los grados contenidos en la base de datos.

    2. Los grados con la composicin qumica que especifique el usuario.3. Los grados equivalentes del grado seleccionado, es decir, aquellos aceros

    definidos en las normas de otras instituciones o naciones cuya composicin

    qumica sea aproximadamente igual a la del grado introducido.

    4. Las propiedades fsico mecnicas de los grados en estado de suministro.

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    5. Las propiedades fsico mecnicas de los grados despus de ser tratados

    trmicamente.

    6. Las conversiones entre la resistencia a la traccin y los ensayos de dureza que

    ms se emplean (Rockwell, Brinnell, Shore y Poldy) y los grados con la

    composicin qumica que especifique el usuario, donde la bsqueda apoyado en

    ciertas recomendaciones.

    Para conocer uno de los aspectos esenciales de los materiales a utilizar en un

    determinado producto, es decir, su composicin qumica, el software posee una

    representacin explicita que contiene la composicin qumica de cada grado de

    material correspondiente a su norma especfica (pas de procedencia) y las

    propiedades mecnicas segn el estado de suministro (normalizado, laminado enfrio, laminado en caliente, etc.). Como regla, en la composicin del acero se

    encuentran el Carbono, el Manganeso, el Silicio, el Azufre y el Fosforo.

    Para obtener un acero de propiedades especiales en el metal se introducen las

    adiciones de aleacin de Cromo, de Nquel, de Molibdeno, de Wolframio, de

    Cobre, de Niobio, de Vanadio, etc. El software permite la bsqueda al diseador,

    introduciendo la composicin del acero por elementos de aleacin.

    La tabla de composicin qumica contiene el grado del material con la composicin

    qumica correspondiente a la norma en especifico y las propiedades fsico

    mecnicas segn el estado de suministro (normalizado, laminado en frio, laminado

    en caliente, etc.). La tabla de composicin qumica posee las propiedades fsicas

    mecnicas de los grados en estado de suministro.

    Las mismas son la resistencia a la rotura por traccin, por flexin, limite elstico

    resiliencia (resistencia al impacto) y dureza; que definen los parmetros del

    rgimen de elaboracin, como son: el avance y la profundidad de corte durante el

    arranque de virutas, la seleccin del electrodo idneo para los casos en que sea

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    Seleccin de materiales

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    necesario unir las piezas por soldadura, la fuerza o la potencia consumida en la

    conformacin, etc.

    Figura 2. Tablas y elementos fundamentales del gestor de bases de datos de aceros de

    Ingeniera.

    La tabla de tratamiento termico contempla el grado del material, su composicin

    qumica, los tipos de tratamientos trmicos volumtricos o termoqumicos, ascomo las propiedades fsico mecnicas que definen estos tratamientos de acuerdo

    al tipo de norma seleccionada, entre ellas se encuentran: la resistencia a la

    fluencia (02); la resistencia a la flexin (f); la resistencia a la rotura (u); la

    temperatura de fusin (tf) y la resiliencia (kcu). Adems, posee la aplicacin y

    clasificacin por cada grado.

    La tabla correspondiente a la conversin de normas permite consultar la

    conversin de grados en cualquiera de las normas con que cuenta el software. La

    tabla de dimensiones del surtido, contiene el grado del material, las indicaciones

    de las formas geomtricas en que puede suministrarse con las dimensiones de las

    mismas y las exigencias tecnolgicas de estos materiales. La tabla

    correspondiente a la conversin de dureza posee la correspondencia existente

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    Seleccin de materiales

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    entre varios tipos de durezas, as como la relacin que guarda con sus

    propiedades mecnicas.

    La tabla de dimensiones del surtido, contiene el grado del material, las

    indicaciones de las formas geomtricas en que puede suministrarse (hexagonal,

    barras, planchas, etc.) con las dimensiones de las mismas, las exigencias

    tecnolgicas de estos materiales (rugosidad superficial, cantidad de impurezas,

    etc.).

    6.2 Mtodo de solucin desarrollado

    Cuando se necesita reparar o sustituir una pieza, la mayora de las veces se

    desconoce el tipo del material de la pieza a recuperar o sustituir. En estos casos,

    es necesario determinar en los laboratorios metalograficos algunos elementos de

    su composicin qumica, con estos datos, que algunas veces no son suficientes, el

    tecnlogo o usuario debe identificar el grado del material utilizando las normas

    nacionales e internacionales vigentes que se posean en ese momento (Figura 3).

    El sistema desarrollado constituye una herramienta de apoyo a la bsqueda de las

    soluciones al problema planteado, al proporcionar una fuente de consulta rpida

    de las diferentes normas existentes para el marcado de los aceros de Ingeniera,para la restauracin y fabricacin de piezas

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    Seleccin de materiales

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    Figura 3. Solucin del problema por el mtodo comn o tradicional.

    El sistema desarrollado permite dar solucin al problema planteado, a causa de la

    gran variedad de normas existentes para el marcado de materiales, y debido a la

    diversidad de formas presentes en la bsqueda de informacin respecto a los

    materiales de ingeniera, para la fabricacin o recuperacin de piezas. La

    informacin inicial que proviene del laboratorio metalografco, o de cualquier otra

    fuente de informacin, sirve como llave de entrada al sistema desarrollado, el

    mismo procesa esta informacin y brinda los resultados deseados (Figura 4).

    Figura 4. Solucin del problema por el mtodo automatizado.

    Otra variante que sirve como entrada al sistema, lo constituye el Grado del

    material en cualquiera de las normas mencionadas, obtenindose las

    informaciones antes descritas. La informacin inicial del sistema puede ser

    suministrada por diversas vas, una de ellas puede ser a travs de las condiciones

    de trabajo, introduciendo como datos algunas propiedades mecnicas que debe

    cumplir el material, como resistencia a la rotura, dureza, temperatura de trabajo,

    brindndose la informacin indicada en la Figura 4. Tambin se tiene acceso alsistema utilizando la clasificacin de los materiales, as como la utilizacin de ellos

    segn el campo de aplicacin.

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    Seleccin de materiales

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    A continuacin se expone un ejemplo (Tabla 2) de conversin de normas con el

    uso del sistema desarrollado, en este caso, se tomo como informacin inicial el

    Grado del material (20XHM y 38X2H2MA) en norma GOST, y el sistema ofrece

    entre otras informaciones el marcado de los materiales en otras normas

    internacionales.

    El dialogo principal (Figura 5) proporciona informacin al usuario sobre algunascaractersticas de la aplicacin. Del mismo modo vincula los restantes dilogos o

    ventanas (como expresa la Figura 2), posibilitando el rpido acceso a las mismas,

    con las seis posibles opciones u rdenes de trabajo:

    Bsqueda por composicin qumica

    Bsqueda por grado

    Bsqueda de equivalentes

    Bsqueda por la clasificacin

    Bsqueda por tratamientos trmicos

    Bsqueda por durezas.

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    Figura 5. Tablas de consulta del gestor de bases de datos de aceros de

    Ingeniera.

    En la figura 6 aparece una muestra del resultado de una bsqueda de aceros por

    clasificacin.

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    Seleccin de materiales

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    De esta forma, el Ingeniero o tecnlogo puede utilizar el sistema gestor de

    materiales de Ingeniera como una herramienta de apoyo a la toma de decisiones

    respecto al material, en las diferentes etapas del ciclo de vida de las piezas.

    En la Figura 7 se muestra el dialogo de bsqueda de aceros por composicin

    qumica, a partir de que el diseador o tecnlogo, disponga de este tipo de datos.

    Figura 7. Dialogo de bsqueda de aceros por composicin qumica

    La herramienta desarrollada permite al diseador, tanto en la etapa primaria del

    proceso de diseo, como en la etapa de diseo de detalle, disponer de una fuente

    de informacin que facilita la toma de decisiones relacionadas con el material delas piezas o componentes. A su vez, sirve al tecnlogo como una herramienta de

    consulta para la proyeccin tecnolgica.

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    Seleccin de materiales

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    Bibliografa.

    1. Materiales y procesos de fabricacin

    Escrito por E. Paul De Garmo, J. Temple Black, Ronald A. Kohser

    2. Seleccin de materiales en el diseo de maquina

    Escrito por Riba Romeva, Carles.

    3. Ciencia e ingeniera de los materiales.

    Donald R. Askeland.

    4. Tecnos ery ingenieros sa.

    5. Materiales para Ingenieria 1

    Introduccin a las propiedades, las aplicaciones y el diseo

    Michael F. Ashby \ David R. H. Jones