Desarrollo de Materiales Estructurales

Universidad de Oviedo
Los nuevos materiales:

• Composición (combinaciones) y técnicas de procesado: control microestructural
• Microestructura: optimización de propiedades
• Propiedades mecánicas
• Comportamiento en servcio: necesidades del mercado

Mat. para trabajos a temperatura ambiente:
Resistencia mecánica
Ductilidad y tenacidad

Casos

1. nuevos aceros de construcción
2. cerámicas técnicas
3. polímeros técnicos

Nuevos aceros: componentes más ligeros y mayor capacidad de desipación de la energía
Aceros Microaleados HSLA
Aceros de fase dual
Aceros trip: más elástico, mayor ductilidad y caoacidad de disipación de la energía

Ferrita
Ausenita
Martensita
Bainita
Oxenita
Cantidad de Carbono que contiene

Los elementos de aleación encarecen el producto
Tener en cuenta: Temp- fusión, densidad, módulo el´stico, resistencia flexión, tenacidad

CERÁMICAS TÉCNICAS
Cerámica típica: vidrio

Nuevos:

• Alúmina
• Nitrura de silicio
• Carburo de silicio
• Zircona

Propiedades mecánicas atractivas

Aguanta mucha compresión

Tienen dificultades de tensión

Ensayo de flexión

Resistencia mecánica variable: Dispersión muy elevada ... problema importante de fiabilidad?

La cerámica está llena de pequeñas grietas

Probabilidad de supervivencia: (1) todas aguantan, (0) todas las probetas se rompen

La resistencia mecánica y la varaibilidad dependen del proceso de fabricación

El tamaño y volumen es importante para la resistencia mecánica

POLÍMEROS

• muy baja densidad, por debajo de 1
• muy ligeros
• modo elástico es muy pequeño
• para aumentar la resistencia metaclica y modulo elástico de las partículas de polímeros se añade partículas de plástico (Ej arcilla, goma)

MATERIALES PARA TRABAJOS A ALTAS TEMPERATURAS

• FLUENCIA
• OXIDACIÓN
• CORROSIÓN EN CALIENTE
• MATERIALES PARA SERVCIOS A ALTA TEMPERATURA

FLUENCIA

Se puede modificar la calidad del material, la temperatura de trabajo y la tensión para mejorar la vida de un material, para afectar la velocidad de deformación, tiempo de rotura

La velocidad de deformación es constante cuando se activan los mecanismos de difusión a temperatura elevada

Los órganos se deforman por la difusión de los átomos. Interesa trabajar con grano grande para que la velocidad de deformación sea más pequeña

Mapas de micromecanismos de deformación: tensión aplicada o normalizada y temperatura; flujo difusivo y movimiento de las dislocaciones

OXIDACIÓN

• Casi todos los mteriales en presencia del oxígeno se oxidan a temperatura ambiente
• ej: un material sólido+un gas= óxido, sulfuro, cloruro, etc
• la oxidación es la suma de un material sólido+oxígeno
• lo importante es saber la velocidad a la que se oxida y qué ocurre con el material cuando se oxida

Acero inoxidable: hierro+cromo... generación de óxidos portectores

aleación ternaria: cromo, niquel , aluminio

CORROSIÓN EN CALIENTE

tener muy en cuenta pequeñas variaciones en la atmósfera donde va a operar el material

cuando se tienen más gases que el oxígeno: carbón, alógenos, sulfuro, depósitos de sal ceniza, otros componentes de baja corrosión, metales, nitrógeno

ejemplos:

• sulfuración
• carburación
• corrosión alógena

MATERIALES PARA SERVICIOS A A LTA TEMPERATURA

• alto punto de fusión
• bajo coeficiente de difución
• inoperatividad de los micromecanismos de fluencia
• alta resistencia a la oxidación y corrosión en caliente
• estabilidad microestructural
• resistencia al choque térmico y la fatiga térmica
• tenacidad
• baja densidad

ejemplos:

RESISTENCIA A LA FLUENCIA: acero de carbono, acero con molideno, aceros 2, 5 cromo y molidero, acero inoxidable, aleaciones de níquel

RESISTENCIA A LA OXIDACIÓN: en atmósfera normal, se calienta y luego se enfría