TEMA 5:

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TEMA 5

• MATERIALES INDUSTRIALES Y SUS PROPIEDADES

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TEMA 5 MATERIALES INDUSTRIALES Y SUS PROPIEDADES
1. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS MATERIALES

• EDAD DE PIEDRA, (4.000.000 a.C.- 4.000 a.C.)
  MATERIALES PIEDRA, MADERA, BARRO, HUESOS.
• EDAD DE BRONCE, elaboración de bronce 4.000 a.C.
  en Armenia, y en Egipto y Mesopotamia en 3.500
  a.C. La aleación de estaño y cobre se funde con
  facilidad y es más resistente que los metales
  por separado, es más fácil de forjar (filo
  cortante).
• EDAD DE HIERRO, aparecen productos que combinan
  hierro con carbono en distintas proporciones. La
  fundición de hierro surge en 1.500 a. C. en
  Anatolia (Asia Menor).
• DURANTE MUCHOS AÑOS, progreso lento y demanda
  baja se utilizan otros materiales. En s.XVII con
  la Revolución Industrial crece la demanda de
  hierro colado y acero.
• ERA ESPACIAL Y DEL SILICIO, la etapa en la que
  vivimos dominada por la microelectrónica, y el
  uso de nuevos materiales de uso en ingeniería
  espacial, más ligeros y resistentes.

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2. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES INDUSTRIALES
METÁLICOS
NO METÁLICOS
FERROSOS
NO FERROSOS
PLÁSTICOS
HIERRO ACERO FUNDICIONES FERROALEACIONES CONGLOMER
ADOS FÉRREOS
PESADOS COBRE BRONCE LATÓN ESTAÑO PLOMO CINC CROM
O NIQUEL
LIGEROS ALUMINIO TITANIO
ULTRALIGEROS MAGNESIO BERILIO
MADERA
TEXTILES
PÉTREOS Y CERÁMICOS
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3. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Se puede definir como un conjunto de
características diferentes para cada cuerpo o
grupo de cuerpos, que ponen de manifiesto
cualidades intrínsecas de los mismos o su forma
de responder a determinados agentes exteriores.
TIPOS DE PROPIEDADES

• PROPIEDADES MECÁNICAS, la resistencia que
  ofrecen los materiales al ser sometidos a
  determinados esfuerzos exteriores.
• PROPIEDADES TECNOLÓGICAS, indican la mayor o
  menor disposición de un material para poder ser
  trabajado de determinada forma.
• PROPIEDADES QUÍMICAS, oxidación y corrosión.
• PROPIEDADES FÍSICAS, aquellas que no afectan a
  la estructura y composición de los cuerpos.

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3.1. PROPIEDADES MECÁNICAS

• COHESIÓN, fuerza de atracción entre los átomos
  de un material.
• ELASTICIDAD, capacidad que presentan ciertos
  materiales de deformarse por acción de fuerzas
  externas y recobrar su forma primitiva al cesar
  estas fuerzas.
• PLASTICIDAD, capacidad de los materiales para
  adquirir deformaciones permanentes sin llegar a
  la rotura, según los esfuerzos se llama
  ductilidad o maleabilidad.
• DUREZA, resistencia que oponen los cuerpos a
  dejarse rayar o penetrar por otros. Es
  directamente proporcional a la cohesión atómica.
  Es el resultado de un ensayo
• Dureza al rayado, resistencia a dejarse rayar
  por otros. Escala de Mohs.
• Dureza de penetración, ensayos Brinell, Vickers
  y Rockwell.
• Dureza al rebote, ensayo Shore.

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3.1. PROPIEDADES MECÁNICAS (II)

• RESISTENCIA A LA ROTURA, resultado de un ensayo
  carga específica (por unidad de sección) que es
  necesario aplicar a un material para producir su
  rotura. Según el esfuerzo puede ser tracción,
  compresión, flexión, torsión y cortadura.
• TENACIDAD, propiedad que tienen los materiales
  de soportar, sin deformarse ni romperse, la
  acción de fuerzas externas.
• FRAGILIDAD, cuando se rompe fácilmente una vez
  alcanzado el límite elástico, sin adquirir
  deformaciones plásticas.
• RESILIENCIA, resultado de un ensayo que consiste
  en romper una probeta del material de un
  esfuerzo instantáneo. Energía absorbida por el
  material al ser roto de un solo golpe.

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TEMA 5 MATERIALES INDUSTRIALES Y SUS PROPIEDADES
3.1. PROPIEDADES MECÁNICAS (III)

• FLUENCIA, fenómeno por el cual los cuerpos que
  se cargan por encima de su límite elástico
  adquieren deformaciones plásticas en las que
  influye el transcurso del tiempo.
• FATIGA, al someter un material a esfuerzos
  variables y repetidos con una determinada
  frecuencia, se rompe al transcurrir un cierto
  número de ciclos aunque el valor máximo de los
  esfuerzos sea inferior a su límite elástico.

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3.2. PROPIEDADES TECNOLÓGICAS (I)

• MALEABILIDAD, capacidad que presenta un cuerpo
  de ser deformado mediante esfuerzos de
  compresión, transformándose en láminas pudiéndose
  realizar en frío o en caliente.
• maleabilidad ? tenacidad
  ? resistencia y dureza ?
• Más maleables oro, plata, estaño, cobre, cinc,
  plomo, aluminio, latón.
• DUCTILIDAD, capacidad que presenta un material
  para ser deformado mediante esfuerzos de
  tracción, transformándose en hilos.
• ductilidad ? tenacidad ? resistencia
  y dureza ?
• Más dúctiles plata, cobre, hierro, plomo y
  alumnio.
• ACRITUD, deformación plástica en frío acompañada
  de un cambio de otras propiedades. Aumenta la
  dureza, la fragilidad y la resistencia de ciertos
  materiales al ser deformados en frío.

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TEMA 5 MATERIALES INDUSTRIALES Y SUS PROPIEDADES
3.2. PROPIEDADES TECNOLÓGICAS (II)

• FUSIBILIDAD, propiedad que permite transformar
  un material en un objeto determinado por medio de
  la fusión. Todos son fusibles, pero con pocos se
  pueden hacer piezas sanas (sin sopladuras o
  inclusiones de ácidos).
• Mejor fusibilidad bronce, latón, fundición y
  aleaciones ligeras
• COLABILIDAD, facultad de un material fundido de
  producir objetos completos y sanos cuando se
  cuela en un molde. Debe tener gran fluidez o
  fusibilidad bronce, latón, fundición.
• FORJABILIDAD, propiedad de deformación mediante
  golpes cuando el material se encuentra a una
  temperatura relativamente elevada.
• SOLDABILIDAD, propiedad de poderse unir unos a
  otros por una sección o superficie determinada,
  llevando las secciones a la temperatura de fusión
  o a una temperatura próxima a ella, o bien con
  otro material intermedio.
• Poseen esta propiedad los materiales férricos de
  bajo contenido en carbono (aceros) por presentar
  un amplio periodo plástico. Los metales y
  aleaciones que pasan bruscamente de sólido a
  líquido y carecen de periodo plástico no son
  soldables (fundición y bronce).

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3.2. PROPIEDADES TECNOLÓGICAS (III)

• TEMPLABILIDAD, propiedad que tiene un material
  metálico de sufrir transformaciones en su
  estructura cristalina como consecuencia de
  calentamientos y enfriamientos bruscos. Aumenta
  la dureza, alargamiento, resiliencia, resistencia
  a la tracción y la resistencia a la fatiga.
• MAQUINABILIDAD o facilidad de mecanizado, es la
  propiedad que indica la facilidad o dificultad
  que presenta éste para ser trabajado con
  herramientas cortantes arrancando pequeñas
  porciones (virutas).

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3.3. PROPIEDADES QUÍMICAS

• OXIDACIÓN, fenómeno producido en la superficie
  de un material por el oxígeno, como consecuencia
  de la elevación de la temperatura o humedad.
• CORROSIÓN METÁLICA, ligada a la oxidación,
  acción destructora que tiene su origen en las
  superficies metálicas, a expensas del oxígeno del
  aire y en presencia de agentes electroquímicos.

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3.4. PROPIEDADES FÍSICAS (I)

• PESO ESPECÍFICO ABSOLUTO, el peso de la unidad
  de volumen de un cuerpo. Para cuerpos homogéneos,
  relación entre peso y volumen del cuerpo (kg/dm3)
• PESO ESPECÍFICO RELATIVO, es la relación entre
  el peso de un cuerpo y el peso de igual volumen
  de una sustancia tomada como referencia (para
  sólidos y líquidos agua destilada a 4 ºC).
• CALOR ESPECÍFICO (Ce), cantidad de calor
  necesaria para elevar 1 ºC la temperatura de 1 kg
  de determinada sustancia.

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3.4. PROPIEDADES FÍSICAS (II)

• CONDUCTIVIDAD CALORÍFICA, expresa la mayor o
  menor dificultad con los cuerpos transmiten la
  energía calorífica.
• COEFICIENTE DE DILATACIÓN LINEAL, es la
  propiedad de los cuerpos de aumentar su volumen
  al elevar la temperatura
• TEMPERATURA O PUNTO DE FUSIÓN, temperatura a la
  que un material pasa del estado sólido al
  líquido.
• PUNTO DE SOLIDIFICACIÓN, temperatura a la que un
  material pasa del estado líquido al sólido. En
  general coinciden los puntos de fusión y
  solidificación.

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3.4. PROPIEDADES FÍSICAS (III)

• CALOR DE FUSIÓN, la cantidad de calor (Q)
  necesaria para pasar 1kg de material de sólido a
  líquido viene dado por
• Donde Tf es la temperatura final, Ti la
  temperatura inicial, y q el calor latente de
  fusión.
• CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA, representa la mayor o
  menor facilidad que tienen los cuerpos para
  transportar la energía eléctrica.