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TECNOLOGÍA DE MATERIALES

 

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TECNOLOGÍA DE MATERIALES José Antonio Puértolas Ráfales Ricardo Ríos Jordana Miguel Castro Corella José Manuel Casals Bustos (eds.)

 

© José Antonio Puértolas Ráfales Ricardo Ríos Jordana  Miguel Castro Corella   José Manuel Manuel Casals Bustos Bustos (eds.)

© EDITORIAL SÍNTESIS, S. A. Vallehermoso, 34 - 28015 Madrid Tel.: 91 593 20 98 http://www.sintesis.com Reservados todos los derechos. Está prohibido, bajo las sanciones penales y el resarcimiento civil previstos en las leyes, reproducir, registrar o transmitir esta publicación, íntegra o parcialmente, por cualquier sistema de recuperación y por cualquier medio, sea mecánico, electrónico, magnético, electroóptico, por fotocopia o por cualquier otro, sin la autorización previa por escrito de Editorial Síntesis, S. A. Depósito Legal: M. 34.041-2009 ISBN: 978-84-975665-3-7 Impreso en España - Printed in Spain

 

Relaci Rel ación ón De aUT aUTORe OReS S

aUTOReS/eDiTOReS José Antonio Puértolas Ráfales Catedrático del Área de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica Universidad de Zaragoza. Zaragoza

Ricardo Ríos Jordana

Profesor Titular del Área de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica Universidad de Zaragoza. Zaragoza

Miguel Castro Corella Profesor Titular del Área de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica Universidad de Zaragoza. Zaragoza

José Manuel Casals Bustos Profesor Asociado del Área de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica Universidad de Zaragoza. Zaragoza

aUTOReS/cOlaBORaDOReS Murali Annaredy Director de Productos de Diseño Molflow Corporation. EE UU

Luis Alberto Angurel Lambán Profesor Titular del Área de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica Universidad de Zaragoza. Zaragoza

Miguel Artigas Álava Profesor Titular del Área de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica Universidad de Zaragoza. Zaragoza

 

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Tecnología de materiales

Antonio H. de Aza Profesor de Investigación Instituto de cerámica y vidrio (ICV-CSIC). (ICV-CSIC). Madrid

Manuel Caballero Director de Investigación y Desarrollo Ecrimesa. Santander

Javier Castany Valeri

Catedrático de Universidad y Director del Taller de Ingeniería de Inyección de Plásticos T.I.I.P.-Universidad de Zaragoza. Zaragoza

Isabel Clavería Profesora Titular del Área de Ingeniería Mecánica T.I.I.P.-Universidad de Zaragoza. Zaragoza

Juan Cortiguera Director Gerente Ecrimesa. Santander

Jesús Cuartero Salafranca Profesor Titular del Área de Ingeniería e Infraestructura de Transportes Universidad de Zaragoza. Zaragoza

Juan Carlos Díez Moñux Profesor Titular del Área de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica Universidad de Zaragoza. Zaragoza

Jesús Fuentelsanz Gallego Profesor Titular del Área de Ingeniería Mecánica T.I.I.P.-Universidad de Zaragoza. Zaragoza

Luis Gracia Villa Catedrático del Área de Mecánica de los Medios Continuos y Teoría de Estructuras Universidad de Zaragoza. Zaragoza

Ramón Guridi Irizar Director Fundiciones Urbina. Villarreal de Álava. Álava

Angel Larrea Arbáizar Investigador del Área de Materiales Instituto Ciencia de Materiales de Aragón (CSIC-UZ). Zaragoza

Victor López Investigador Titular CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACI INVESTIGACIONES ONES CIENTÍFICAS (CENIM-CSIC). Madrid

José Manuel Marco Hernández Director de Desarrollo Ariño Duglass, S. A. Zaragoza

Antonio Marco e Infraestructura de los Transportes. CatedráticoMiravete del Área dede Ingeniería Transportes. Universidad de Zaragoza. Zaragoza

 

Relación de autores

José Ignacio Peña Torre Profesor Titular del Área de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica Universidad de Zaragoza. Zaragoza

Ernesto Pérez Junquera Director del Departamento de Metalurgia Instituto Técnico de la Construcción-ITC Aragón. Utebo. Zaragoza

Antonio Romero

Director de Calidad Mibasinter,, S. A. Ripollet, Barcelona Mibasinter

Javier Rubín LLera Profesor Titular del Área de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica Universidad de Zaragoza. Zaragoza

Juan Carlos Sánchez Catalán Profesor Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia. Zaragoza

Rafael Villasana Cunchillos Director de Calidad IGC. Zaragoza

Anselmo Villellas Malo Profesor Titular del Área de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica Universidad de Zaragoza. Zaragoza

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ÍnDice Prólogo ................................................................................................................. .................................................................................................................  

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Bloque I: CONFORMADO DE MATERIALES METÁLICOS Capítulo 1: Procesos de fundición. Aspectos básicos  J. M. Casals, R. Ríos, J. A. Puértolas, M. Castro 1.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 1.2. Clasifi Clasificación cación de los procesos de fundició fundición n ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........ .. 1.3. Moldeos tradic tradicionales ionales represen representativo tativoss ..... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........ .. 1.4. Tecnolog ecnología ía de colada ..... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ......... ... 1.5. El proceso de solidific solidificación ación ..... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... 1.6. Defecto Defectoss en las piezas moldeada moldeadass ..... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........ ..

23 23 24 31 33 36

Capítulo 2: Moldeos especiales  J. R. Guridi, J. M. Casals 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6.

Introducción........... Introducción...... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... Procesos con molde permanente .......................................... .................................................... .......... Mo ldeo en cáscara....................................... Moldeo cáscara........................................................................ ................................. Microfusión Microfu sión o moldeo a la cera perdida ..... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ....... Moldeo con poliestireno expandido ....................................... ................................................. .......... Métodos avan avanzados zados de moldeo.... moldeo......... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ...

41 41 45 46 50 51

Capítulo 3: Deformación plástica R. Ríos, A. Villellas 3.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 3.2. Conform Conformado ado en caliente ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... .......... .... 3.3. Lamina Laminación ción control controlada ada de aceros... aceros......... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... .......

57 58 63

 

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Tecnología de materiales

3.4. 3.5. 3.6. 3.7.

Forja controla controlada da de aceros microal microaleados eados ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... Conformado en frío ............................................. ...................................................................... ......................... Hidroconformado ........................................ ......................................................................... ................................. Conformado superplástico ........................................... ............................................................. ..................

66 67 71 72

Capítulo 4: Metalurgia de polvos  A. Romero, R. Ríos 4.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 4.2. Polvo Polvoss metálic metálicos os ..... ........... ............ ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 4.3. Aleació Aleación, n, mezcla y compact compactación ación de polvos ..... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 4.4. Sinteriz Sinterización ación en fase sólida ..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 4.5. Otras alterna alternativas tivas de la metalur metalurgia gia de polvos....... polvos............ .......... ........... ........... .......... ....... .. 4.6. Materia Materiales les y aplicac aplicaciones iones pulvimet pulvimetalúrgic alúrgicas as ..... ........... ........... .......... ........... ............ .......... ....

77 77 82 86 90 92

Capítulo 5: Moldeo por inyección de polvos metálicos M. Caballero, J. Cortiguera 5.1. Introducción...... Introducción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 97 5.2. Proceso ........... ................ ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 97 5.3. Diseño de product productos os y aplicac aplicaciones... iones........ ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 102 Capítulo 6: Simulación de procesos de conformación metálica L. Gracia Villa, J. M. Franco 6.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 6.2. Fundam Fundamentos entos y herram herramientas ientas de simulac simulación..... ión........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 6.3.. Simu 6.3 Simulac lación ión del con conform formado ado de meta metales les por def deforma ormació ción n plást plástica ica ... ...... ..... .. 6.4. Simulac Simulación ión en fusión y moldeo..... moldeo.......... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ....... ..

109 109 111 123

Bloque II: CONFORMADO DE MATERIALES NO METÁLICOS Capítulo 7: Extrusión de polímeros I. Clavería, J. A. Puértolas, J. Castany  7.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 7.2. Elementos del proceso ......................................... .................................................................. ......................... 7.3. Reologí Reologíaa del proceso. proceso...... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 7.4. Parámetros en el proceso de extrusión extrusión.......................................... ............................................ ..

127 128 134 137

7.5. Defectos en el producto final ....................................... ......................................................... .................. 138 7.6. Tendencias.................................................................................. 140

 

Índice

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Capítulo 8: Moldeo por por inyección inyección de plásticos plásticos  J. Fuentelsanz, J. Castany  8.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 143 8.2. Carac Característi terísticas cas y fases del proceso de inyecc inyección ión ...... ............ ........... .......... ........... ......... ... 144 8.3. Curva Curvass PvT... PvT......... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ......... ... 147 8.4. producto ......................................................... ........................................ ................. 8.5. Defectos Variantes Va riantesen delelproceso definal inyección inyec ción conve convencional.. ncional....... ........... ........... .......... ........... ........ .. 150 154 Capítulo 9: Simulación numérica del moldeo por inyección M. Annaredy, J. A. Puértolas 9.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 9.2. Ven Ventajas tajas del CAE en el moldeo por inyecc inyección... ión......... ........... .......... ........... ........... .......... ....... 9.3. Fundam Fundamentos entos ...... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. 9.4. Aplicac Aplicaciones iones del CAE.... CAE......... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... 9.5. Softwa Software re de simulac simulación ión de procesos ...... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ......... ... 9.6. Softwa Software re aplicad aplicado o en varia variantes ntes del moldeo por inyecc inyección ión ..... .......... ........... ......... ...

163 163 164 166 168 172

Capítulo 10: Soplado y otras técnicas de conformado de polímeros  J. A. Puértolas, M. Castro, R. Ríos, J. M. Casals 10.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 10.2. Soplado.......... Soplado............... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... 10.3. Caland Calandrado rado ..... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... 10.4. Termocon ermoconformado formado ..... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........ .. 10.5. Colada o fundici fundición.... ón......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ......... ... 10.6. Espumad Espumado........ o............. ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 10.7. Moldeos específi específicos cos para termoest termoestables ables ..... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 10.8. Conform Conformado ado de resinas termoplá termoplásticas sticas..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... .......

177 177 187 188 190 192 195 197

Capítulo 11: Procesado de cerámicas  J. I. Peña 11.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 11.2. Benefic Beneficiado iado ..... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ....... 11.3. Conform Conformado ado ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... .......... .... 11.4. Sinteriz Sinterización ación ...... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 11.5. Cara Caracterizac cterización ión del grado de sinteriz sinterización ación ..... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ....... .. 11.6. Cerámic Cerámicaa tradi tradicional........ cional............. ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... ..

199 200 202 204 211 213

 

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Tecnología de materiales

Capítulo 12: Conformado del vidrio  J. M. Marco 12.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 217 12.2. Materia Materiass primas y fusión ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ......... ... 217 12.3. Proceso Procesoss de conform conformado ado del vidrio.. vidrio........ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 218 12.4. ratamientos ratam ientos ........... ...... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 222 12.5. T Aplicaciones Aplicac iones ..... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 226 Capítulo 13: Procesado de fibras  J. A. Puértolas, M. Castro, R. Ríos, J. M. Casals 13.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 231 13.2. Procesa Procesado do de fibras reforza reforzantes ntes ..... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 231 13.3. Procesa Procesado do de fibras textiles ..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 239 Capítulo 14: Conformado de materiales compuestos de matriz polimérica  J. C. Sánchez, J. Cuartero, A. Miravete 14.1. 14.2. 14.3. 14.4.

Introducción........... Introducción...... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... Procesoss en molde abierto ..... Proceso ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... Procesoss en molde cerrad Proceso cerrado o ..... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... Tendenci endencias as..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... .......

247 248 256 263

Bloque III: TRATAMIENTOS TÉRMICOS EN ALEACIONES Capítulo 15: Normalizado y recocidos  J. M. Casals, R. Ríos, J. A. Puértolas, M. Castro 15.1. Introdu Introducción cción ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 267 15.2. Normaliz Normalizado......... ado............... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... 267 15.3. Recoci Recocidos dos ........... ................. ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ....... 269 Capítulo 16: Transformaciones martensíticas R. Ríos, J. M. Casals, J. A. Puértolas, M. Castro 16.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 16.2. Diagra Diagramas mas TT TTT T y CCT ..... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. 16.3. Temple de aceros y fundici fundiciones. ones. Templabil emplabilidad idad...... ........... .......... ........... ........... .......... ....... 16.4. Reven Revenido ido en aceros ...... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... .......... ....

277 277 278 288

16.5. Temple y revenido revenidoss de los aceros rápidos ...... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. 290 16.6. 16. 6. Otr Otras as transf transforma ormacion ciones es martens martensític íticas as ............................................. 293

 

Índice

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Capítulo 17: Tratamientos isotérmicos  J. M. Casals, R. Ríos, J. A. Puértolas, M. Castro 17.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 295 17.2 17 .2.. Au Aust stem empe peri riza zado do (Austempering) ................................................... 295 17.3 17 .3.. Ma Mart rtem empe peri riza zado do (Martempering) ................................................... 302 17.4. Recocido do isotérm isotérmico ico........... ............ ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ......... ... 304 17.5. Recoci Patentado Paten tado ............ ....... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 304 Capítulo 18: Trata Tratamientos mientos de endurecimiento endurecimiento por precipitación precipitación R. Ríos, C. Díez  18.1. Introdu Introducción cción ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 18.2. Descripc Descripción ión del proceso de precipit precipitación ación ..... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ......... ... 18.3. Carac Característi terísticas cas microest microestructur ructurales ales ........ .............. ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 18.4. Intera Interacciones cciones partícu partícula-dislo la-dislocación cación ........ .............. ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........ .. 18.5. Aleacio Aleaciones nes de aluminio .............. ................... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. 18.6. Aleacio Aleaciones nes de níquel ...... ............ ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. 18.7. Aleacio Aleaciones nes de magnesio........ magnesio.............. ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. 18.8. Otras aleacio aleaciones nes endurec endurecibles ibles por precipit precipitación ación ....... ............. ........... .......... ........... ........ ..

307 308 308 313 314 316 317 318

Bloque IV: CARACTERIZACIÓN Y ENSAYOS ENSAYOS Capítulo 19: Normalización y certificación  J. M. Casals, R. Ríos, J. A. Puértolas, M. Castro 19.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 19.2. Normaliz Normalización... ación........ ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 19.3. Certific Certificación ación ..... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 19.4. Infra Infraestruct estructura ura de la calida calidad d y segurida seguridad d industr industrial ial ..... .......... ........... ............ ........... ..... 19.5. Normaliz Normalización ación para la gestión de la calidad...... calidad............ ............ ........... .......... ........... .......... .... 19.6. Modelo europeo de la calidad (EFQM) ..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... .. 19.7. Normaliz Normalización ación y certific certificación ación en el campo de los materia materiales les ..... ........... .......... ....

323 323 325 328 329 332 333

Capítulo 20: Microscopía óptica y electrónica  A. Larrea 20.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... .......... .... 337 20.2. Microsc Microscopía opía óptica...... óptica........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ....... .. 338 20.3. Microsc Microscopía opía electrón electrónica ica de barrido.......... barrido................ ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... .. 342

 

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Tecnología de materiales

20.4. Microsco Microscopía pía electrón electrónica ica de trans transmisión...... misión........... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ....... 347 20.5. Tendenci endencias as..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... 352 Capítulo 21: Caracterización de materiales por difracción  J. Rubín, A. Larrea 21.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 21.2. Difrac Difracción ción en redes cristal cristalinas..... inas.......... ........... ............ ........... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. 21.3. Difrac Difracción ción de rayo rayoss X.......... X............... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 21.4. Difrac Difracción ción de neutron neutrones es ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 21.5. Difrac Difracción ción de electron electrones es...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 21.6. Compar Comparación ación de técnica técnicass de difrac difracción ción ..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... .......

355 356 359 368 372 374

Capítulo 22: Ensayos mecánicos E. Pérez, R. Ríos 22.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 375 22.2. Ensay Ensayo o de tracc tracción ión ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... 375 22.3. 22.4. 22.5. 22.6. 22.7. 22.8.

Ensayos de compresión................................................................. Ensayo Ensay o de torsión ..... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........ .. Ensayo Ensay o de dureza.. dureza........ ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ....... Ensayos Ensay os de tenacid tenacidad ad ..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........ .. Ensayos Ensay os de fatiga... fatiga......... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... Ensayo Ensay o de termofl termofluencia uencia...... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ...

381 382 383 384 394 403

Capítulo 23: Ensayos físicos y químicos de materiales L. A. Angurel, M. Castro 23.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 23.2. Densida Densidad d y porosid porosidad ad ..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. 23.3. Permea Permeabilidad... bilidad........ ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... .......... .... 23.4. Ensay Ensayos os reológico reológicoss ...... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ....... 23.5. Ensay Ensayos os térmicos......... térmicos............... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... .......... .... 23.6. Ensay Ensayos os eléctric eléctricos, os, magnétic magnéticos os y ópticos..... ópticos.......... .......... ........... ........... .......... ........... .......... .... 23.7. Técnica Técnicass espectr espectroscópica oscópicass ..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ....... .. 23.8. Ensay Ensayos os de comport comportamiento amiento en servicio ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... .......... ....

407 407 410 412 414 420 423 426

Capítulo 24: Ensayos no destructivos  J. M. Casals, J. A. Puértolas, R. Ríos, M. Castro 24.1. Introdu Introducción cción ...... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........ ... 429 24.2. Inspección Inspección visual ............. .................. .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... ..... 430 24.3. Líquidos penetrantes penetrantes ..... ........... ............ ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........ ... 430

 

24.4. 24.5. 24.6. 24.7. 24.8.

Índice

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Partículas magnétic Partículas magnéticas as ......... .............. .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... Corrientes Corrient es de Eddy ...... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... Ultrasonidos Ultras onidos ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... Emisión acústi acústica ca ........... ................. ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. Ensayos Ensay os radiog radiográficos ráficos y gammagr gammagráficos áficos ............... .................... .......... ........... ............ .......... ....

432 436 438 442 443

24.9. Holografía Hologra fía .......... ..... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ......... ... 446 24.10. Termogr ermografía afíaóptica infrarroja infra rroja .......... ..... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........ .. 447

Bloque V: TÉCNICAS DE UNIÓN DE MATERIALES Capítulo 25: Uniones metalúrgicas R. Ríos, J.M. Casals, J.A. Puértolas, M. Castro 25.1. Introdu Introducción cción ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 451 25.2. La soldadu soldadura ra por fusión ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 452 25.3. 25.4. 25.5. 25.6. 25.7. 25.8. 25.9. 25.10.

Soldadura débil y soldadu Soldadura soldadura ra fuerte ..... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... Soldadura Soldadu ra por resiste resistencia ncia...... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........ .. Soldadura Soldadu ra alumino aluminotérmica..... térmica........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........ .. Unión por difusión....... difusión............ .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... Soldadura Soldadu ra por fricció fricción......... n.............. .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... Soldadura Soldadu ra por explosió explosión....... n............ .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ......... ... Soldadura Soldadu ra por llama oxiace oxiacetilénica.. tilénica........ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... Soldadura Soldadu ra por láser y haz de electro electrones nes ..... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... ....

468 469 470 471 472 473 473 474

Capítulo 26: Uniones en materiales no metálicos  J. A. Puértolas, M. Castro, R. Ríos, J.M. Casals 26.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 477 26.2. Soldadu Soldadura ra de polímero polímeross ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 477 26.3. Uniones cerámic cerámica-meta a-metal....... l............ .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 483 Capítulo 27: Adhesivos M. Artigas 27.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 27.2. Mecanismos de la adhesión ......................................... ........................................................... .................. 27.3. El proceso de formac formación ión de una unión con adhesiv adhesivos os ...... ............ ........... .......... ....... .. 27.4. Formu Formulación lación y clasific clasificación ación de los adhesiv adhesivos os ..... .......... ........... ........... .......... ........... .......... ....

489 490 491 493

27.5. Aspecto Aspectoss industr industriales iales..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 495 27.6. Aplicac Aplicaciones iones y tendenc tendencias......... ias.............. ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... .......... .... 500

 

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Tecnología de materiales

Bloque VI: CORROSIÓN Y DEGRADACIÓN DE MATERIALES Capítulo 28: Oxidación en metales R. Ríos, J. A. Puértolas, J. M. Casals, M. Castro 28.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 505 28.2. 28.3. 28.4. 28.5.

Fuerza impulsor impulsoraa para la oxidac oxidación ión..... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... Cinética de la oxidac oxidación ión ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... Otros proceso procesoss de degrad degradación ación metálic metálica........ a............. .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. Protección Protecc ión frente a la oxidac oxidación...... ión............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... ....

506 508 514 516

Capítulo 29: Corr Corrosi osión ón elec electro troquí químic mica a R. Ríos, J. A. Puértolas, J. M. Casals, M. Castro 29.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 519 29.2. Fuerza impulsor impulsoraa para la corrosi corrosión ón húmeda ..... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 520 29.3. Tipos de corrosió corrosión......... n............... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ......... ... 524 29.4. Cinética de la corrosió corrosión n electroq electroquímica... uímica......... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 526 29.5. Otros tipos de corrosi corrosión ón en medios líquidos ..... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 535 29.6. Protecc Protección ión frente a la corrosió corrosión n ...... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 538 Capítulo 30: Degradación de polímeros  J. A. Puértolas, M. Castro, R. Ríos, J. M. Casals 30.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 30.2. Enveje Envejecimiento cimiento físico ..... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ......... ... 30.3. Oxidació Oxidación n ..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. 30.4. Biodegr Biodegradació adación n ..... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... .......

543 544 546 553

30.5. Políme Polímeros ros biocompa biocompatibles tibles erosiona erosionables.......... bles............... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. 555 Capítulo 31: Corrosi Corrosión ón y degrad degradación ación de materiales materiales cerámicos cerámicos  A.de Aza 31.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 31.2. Conside Consideracion raciones es genera generales les ..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ....... 31.3. Conside Consideracion raciones es termodin termodinámicas.... ámicas.......... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... .......... .... 31.4. Aplicac Aplicación ión de los diagrama diagramass de equilibrio de fases fases a los problemas de degradación y corrosión ......................................... ............................................ ... 31.5. Aspecto Aspectoss cinétic cinéticos os...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ....... ..

559 560 560 567 571

31.6. Aspectos Aspectos adicion adicionales: ales: mecanis mecanismos mos de corrosió corrosión n ..... ........... ........... .......... ........... .......... .... 573 31.7. Ensayos de corrosión corrosión.......................................... .................................................................... .......................... 574

 

Índice

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Bloque VII: COMPORTAMIENTO EN SERVICIO DE MATERIALES Capítulo 32: Análisis de fallos V. López, R. Ríos 32.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 579 32.2. 32.3. 32.4. 32.5. 32.6.

El proceso de análisi análisiss ..... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........ .. Clasificación Clasifi cación de los fallos en servicio.......... servicio............... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... Roturas Rotur as bajo carga monóton monótonaa crecient crecientee o estáti estática ca ..... ........... ............ ........... .......... ....... Roturas Rotur as de fatiga ..... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ......... ... Agrietamientos Agrieta mientos y rotura rotura por corrosión corrosión o procesos procesos que combinan combinan la corrosión y los esfuerzos mecánicos .......................................... ............................................ .. 32.7. Grietas y rotur roturas as asocia asociadas das a ciclos térmicos ..... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 32.8. Grietas y roturas roturas en en componentes componentes para traba trabajo jo a tempera temperatura tura elevada .............................................. ...................................................................................... ........................................ Capítulo 33: Técnicas predictivas R. Ríos, R. Villasana 33.1. Introdu Introducción...... cción........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 33.2. Tipos de manten mantenimiento... imiento........ ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. 33.3. Vida consum consumida ida y vida remanen remanente. te. Extensi Extensión ón de vida.... vida......... .......... ........... .......... .... 33.4. Predicci Predicciones ones en condicio condiciones nes de termoflu termofluencia encia ..... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. 33.5. Predicci Predicciones ones en fatiga........ fatiga............. ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... .... 33.6. Control del desgast desgaste........ e............. ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ....... .. 33.7. Control de la corrosió corrosión....... n............ ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ .......... ....

580 583 583 586 587 593 594

601 602 604 606 613 615 616