Este documento presenta una introducción a los materiales para estudiantes de ingeniería mecánica. Explica que los materiales son sustancias que se unen para formar objetos y estructuras. Detalla la perspectiva histórica del uso y desarrollo de materiales, así como sus usos principales como alimentos, vestimenta, comunicaciones y transporte. Finalmente, describe la estructura, propiedades y procesamiento de los materiales, y la relación entre la microestructura, procesamiento y desempeño.

1. UNIVERSIDAD DE IBAGUÉ
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
MATERIALES II
Ing. Jorge Fredy Llano M

2. MATERIALES DE
INGENIERÍA

3. Ing. Jorge Fredy Llano M 3
¿Qué son los materiales?

4. Ing. Jorge Fredy Llano M 4
Los materiales están a nuestro alrededor

5. Ing. Jorge Fredy Llano M 5
Los materiales se unen para ser parte de un todo

6. Ing. Jorge Fredy Llano M 6
PERSPECTIVA HISTÓRICA
 Inicialmente se utilizaron solamente materiales
naturales: piedra, madera, arcilla, pieles.
 Descubrimiento de técnicas para la producción de
materiales: porcelana, algunos metales.
 Descubrimiento de procesos que permitieron
modificar las propiedades de los materiales:
mezcla de diferentes materiales, tratamiento
térmico y termomecánico.
 A mediados del siglo XX se inició el estudio
sistemático de la relación estructura-propiedades.

7. Ing. Jorge Fredy Llano M 7
¿PARA QUÉ NECESITAMOS LOS
MATERIALES?
Alimentación
Vestido
Comunicaciones
Transporte
Resguardo
Empaquetamiento
Necesidad Producto Servicio
Materiales

8. INFLUENCIA DE LOS
Ing. Jorge Fredy Llano M 8
MATERIALES
Original Desarrollo Variante
Toma una idea
Involucra una nueva Involucra un cambio
existente y mejora
idea o un nuevo en la escala sin
el funcionamiento
principio alterar la función
a través de un
•Calderas de pequeña
refinamiento del
dimensión son hechas
principio
en cobre, calderas
•La tecnología espacial industriales se hacen
estimuló el desarrollo •Los polímeros
en acero
de los compuestos sustituyen a los
•Los aviones de
metales en
aeromodelismo se
aplicaciones
hacen en madera,
domésticas
•El vidrio de alta pureza los aviones de
viabilizó la fibra óptica pasajeros se hacen
•Los compuestos de
en aleaciones
carbono sustituyen la
metálicas y
madera en artículos
compuestos
deportivos

9. Ing. Jorge Fredy Llano M 9

10. Ing. Jorge Fredy Llano M 10
ESTRUCTURA DE LOS
MATERIALES
Asociada al arreglo de los componentes
del material en escala:
Atómica (átomos o moléculas)
Microscópica (microestructura)
Macroscópica (macroestructura)

11. Ing. Jorge Fredy Llano M 11
Micrografia óptica de una capa
cementada.
Acero AISI 9310. 320X
Micrografia de uma unión soldada.
Aleación Nb-10%Hf-10%W. 15X
Micrografia de uma fundición gris
500X

12. Ing. Jorge Fredy Llano M 12
PROPIEDADES DE LOS
MATERIALES
Las propiedades de los materiales sólidos
pueden ser agrupadas en:
Mecánicas
Eléctricas
Térmicas
Magnéticas
Ópticas
De degradación
Tecnológicas

13. Ing. Jorge Fredy Llano M 13
PROCESAMIENTO Y DESEMPEÑO
Procesamiento: conjunto de técnicas para la obtención
de materiales con formas y propiedades específicas.
Desempeño: respuesta del material a un estímulo
externo.
Tres muestras de alúmina (Al2O3) processadas por
diferentes métodos. De esquierda a derecha: (i)
monocristal (transparente), (ii) policristal denso
(translúcido) e (iii) policristal poroso (opaco).

14. Ing. Jorge Fredy Llano M 14
RELACIÓN ENTRE MICROESTRUCTURA,
PROCESAMIENTO, PROPIEDADES Y
DESEMPEÑO

15. Ing. Jorge Fredy Llano M 15
CIENCIA DE LOS MATERIALES E
INGENIERÍA DE MATERIALES
Ciencia de los Materiales: estudio de la
relación entre estructura y propiedades de
los materiales.
Ingeniería de Materiales: desarrollo o
perfeccionamiento de técnicas de
fabricación y procesamiento de materiales
con base en la relación estructura-
propiedades.

16. BIBLIOGRAFÍA
SMITH, William F. Fundamentos de la ciencia e ingeniería de
materiales, 3 Ed. Mc Graw –Hill, 1998.
ASKELAND, Donald R. Ciencia e ingeniería de los
materiales. 3 Ed. International Thomson, 1998.
CALLISTER, William D, Jr. Introducción a la Ciencia e
Ingeniería de los materiales, Mc Graw Hill.