Propiedades de los Materiales copia

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

MATERIA

PROPIEDADES GENERALES DE LA MATERIA

PROPIEDADES QUÍMICAS

PROPIEDADES FÍSICAS

PROPIEDADES TECNOLÓGICAS

OTRAS PROPIEDADES

PROPIEDADES FÍSICAS - MECÁNICAS

Jorge A. Sarmiento O´M / D.I

MATERIA

Todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. Física: cualquier tipo de entidad física que es observable, tiene energía asociada, es medible y tiene una localización espaciotemporal compatible con las leyes de la física. 3 propiedades que las caracterizan: Masa / Espacio / Duración de tiempo

PROPIEDADES DE LA MATERIA

PROPIEDADES GENERALES DE LA MATERIA

Son las propias de la materia, de que está formadas o constituida. -EXTENSIVAS: defienden de la cantidad de materia existente (pesovolumen). -INTENSIVAS: independientes de la cantidad de materia de que se trata. - QUIMICAS: Se observan cuando reacciona la materia, rompe los enlaces entre los átomos.

PROPIEDADES DE LA MATERIA

PROPIEDADES EXTENSIVAS DE LA MATERIA

Son las cualidades que nos permiten reconocer a la materia, como la extensión, o la inercia. Son aditivas debido a que dependen de la cantidad de la muestra tomada. Para medirlas definimos magnitudes: - masa (para medir la inercia) - volumen, para medir la extensión (no es realmente una propiedad aditiva exacta de la materia en general, sino para cada sustancia en particular)

PROPIEDADES DE LA MATERIA

PROPIEDADES INTENSIVAS DE LA MATERIA

Son las cualidades de la materia independientes de la cantidad que se trate, es decir no dependen de la masa. No son aditivas y por lo general resultan de la composición de 2 propiedades extensivas. Ejemplos: Densidad relaciona la masa y el volumen Punto de Fusión Punto de ebullición Coeficiente de solubilidad Índice de refracción Módulo de Young

PROPIEDADES DE LA MATERIA

PROPIEDADES DE LA MATERIA

PROPIEDADES QUÍMICAS

Son las propiedades distintivas de las sustancias que se observan cuando reaccionan entre sí. Es decir cuando se rompen los enlaces o se forman enlaces químicos entre los átomos. Se forman de la misma materia sustancias nuevas distintas de la original Ejemplos: Corrosividad de ácidos Poder calorífico ó Energía calorífica Acidez Reactividad

PROPIEDADES DE LA MATERIA

COMPOSICION : Corresponde al porcentaje o fracción de cada uno de los elementos que integran un material. COMBUSTIBILIDAD: La capacidad de un material para quemarse en presencia de oxigeno y fuego. SOLUBILIDAD : La capacidad de un material para dejarse disolver en otro o disolver a otro. RESISTENCIA A LA CORROSION: La capacidad de un material para no dejarse corroer o destruir por otro o el medio ambiente.

La propiedad química mas importante de los metales es su elevada capacidad de oxidación

PROPIEDADES QUÍMICAS

PROPIEDADES DE LA MATERIA

OXIDACIÓN

REACCIÓN QUÍMICA DONDE UN METAL CEDE ELECTRONES y por lo tanto aumenta su estado de oxidación y hay liberación de energía, esta puede ser liberada de manera lenta, como es el caso de la oxidación o corrosión de los metales o puede ser liberada de forma muy rápida y explosiva como es el caso de la combustión. El principal agente oxidante es el oxigeno, la transferencia de electrones se lleva a cabo adquiriendo átomos de oxígeno. Tipos de oxidación - Oxidación lenta se da en los metales a causa del agua o aire, causando su corrosión y pérdida de brillo y otras propiedades, desprendiendo cantidades de calor inapreciables; al fundir un metal se acelera la oxidación, pero el calor proviene principalmente de la fuente que derritió el metal y no del proceso químico (una excepción sería el aluminio en la soldadura autógena). - Oxidación rápida ocurre durante la combustión, desprendiendo cantidades apreciables de calor en forma de fuego y ocurre principalmente en substancias que contienen carbono e hidrógeno, (Hidrocarburos)

PROPIEDADES DE LA MATERIA

TOXICIDAD

Grado de efectividad de una sustancia tóxica Incluyen sustancias inorgánicas como órganicas. Entre estas se encuentra el metanol, los metales pesados, el plomo que son considerados venenos de origen animal. Los metales pesados tóxicos más conocidos son el mercurio, el cadmio y el talio, semimetales como es el arsénico y, en raras ocasiones, algún no metal como el selenio. También se habla de contaminación por metales pesados y otros elementos tóxicos más ligeros, como el berilio. El plomo afecta a las personas, pinturas de plomo, de la gasolina, de las estaciones de servicio, del polvo del suelo, de los alimento y del agua.

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PROPIEDADES FÍSICAS

Definen el comportamiento de los materiales en respuesta a fuerzas física. Mantienen las propiedades originales de la sustancia, ya que sus moléculas no se modifican. Clasifican: Volumétricas y de Fusión, Térmicas, Difusión de masa, Propiedades eléctricas, Procesos electroquímicos

PROPIEDADES DE LA MATERIA

las propiedades físicas se ponen de manifiesto ante estímulos como la aplicación de fuerzas, la electricidad, el calor o la luz Propiedades mecánicas: Son las relativas a la aplicación de fuerzas. Cabe destacar las siguientes: Dureza, tenacidad, plasticidad, maleabilidad, ductilidad Propiedades térmicas: Las propiedades térmicas son las relativas de calor: Conductividad térmica: dilatación, fusibilidad, soldabilidad Propiedades eléctricas: Son aquellas que tienen que ver con la conducción de la corriente eléctrica. Los metales son buenos conductores y algunos tienen un comportamiento magnético Magnéticas / Acústicas / Ópticas

PROPIEDADES FÍSICAS

PROPIEDADES DE LA MATERIA

MASA: La cantidad de materia que posee un cuerpo.PESO: La atracción que ejerce la tierra sobre la masa de un cuerpo. DENSIDAD: La relación que existe entre la masa y el volumen de un cuerpo. ESTADO DE AGREGACION: El estado como se encuentra el material a temperatura ambiente. OPTICAS: Aquellas relacionadas con el color, brillo y transparencia de un material.

PROPIEDADES FÍSICAS

PROPIEDADES DE LA MATERIA

EXTENSIÓN

Es la propiedad que tienen los materiales de ocupar un espacio, que no puede ocupar ningún otro. Capacidad para ocupar una parte de espacio. (superficie, volumen, longitud)

PROPIEDADES FÍSICAS

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COMPRESIBILIDAD

Capacidad de la materia de disminuir su volumen al ser sometido a una fuerza de compresión o presión, manteniendo constantes otros parámetros. Se presenta comúnmente en gases. Sólidos-Líquidos, son más difíciles de comprimir

PROPIEDADES FÍSICAS

PROPIEDADES DE LA MATERIA

IMPENETRABILIDAD

Cuando un cuerpo ocupa un lugar y este no puede ser ocupado por otro.

PROPIEDADES FÍSICAS

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DIVISIBILIDAD

Propiedad que tiene la materia de reducir el material en porciones o partículas más pequeñas propiedad en virtud de la cual los cuerpos sólidos pueden fraccionarse hasta el límite molecular.

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FLUENCIA

Es el punto a partir del cual el material se deforma plásticamente. Hasta esa tensión el material se comporta elásticamenente. Deformación que se produce en un período cuando un material está sometido a un esfuerzo constante y a temperatura constante. En los metales, la fluencia suele producirse únicamente a elevadas temperaturas.

PROPIEDADES FÍSICAS

La fluencia a temperatura ambiente es más común en los materiales plásticos y se conoce como flujo frío o deformación bajo carga.

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INNERCIA

La inercia es la resistencia que opone la materia a modificar su estado de reposo o de movimiento. A Mayor masa, mayor inercia. Propiedad que tiene un objeto de resistir posibles cambios de estado físico del mismo.

INERCIA MECANICA: dificultad para cambiar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo. Esta depende de la cantidad de masa y del tensor de energía.INERCIA TERMICA: dificultad con la que un cuerpo cambia su temperatura al estar en contacto con otros cuerpos o ser calentado. Esta depende de la cantidad de masa y de la capacidad calorífica. La medida de la inercia se llama masa.

PROPIEDADES FÍSICAS

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. La cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpoEn el agua la fuerza de cohesión es elevada por causa de los puentes de hidrogeno que mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas.

COHESIÓN

La cohesión se caracteriza así según el estado de las sustancias

PROPIEDADES FÍSICAS

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Es la capacidad de un líquido de fluir por tubos de capilaridad. Depende de la cohesión entre sus partículas.En los líquidos es la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar de radio determinado. Depende de su tensión superficial (la cual a su vez, depende de la cohesión o fuerza intermolecular del líquido)

CAPILARIDAD

Entre mas ancho sea el tubos tubo, menos sube el líquido.

PROPIEDADES FÍSICAS

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Es la Resistencia al deslizamiento entre dos cuerpos que se encuentran en contacto y hace que dos cuerpos se mantengan unidos por la interacción de fuerzas moleculares.

ADHERENCIA

PROPIEDADES FÍSICAS

Unión física que resulta de haberse pegado una cosa con otra

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Son los vacios o espacios que hay en medio de las moléculas que conforman un objeto. Los cuerpos de mantener espacio entre sus moléculas. La porosidad específica es la capacidad de un material de absorber líquidos o gases y esta se capacidad de absorción se puede medir con una fórmula matemática

POROSIDAD

Masa de una porción cualquiera del material (en seco)

Masa de la porción después de haber sido sumergido en agua

porosidad másica del objeto expresado (en tanto por ciento)

PROPIEDADES FÍSICAS

Espacios de aire

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Los materiales y su capacidad para absorber ondas sonoras. Absorción sonora: que se define como la capacidad para transformar la energía sonora en otros tipos de energía. Esta propiedad de los materiales se aprovecha tanto para el aislamiento acústico de los recintos como para su acondicionamiento. Coeficiente de absorción acústica: relación entre la energía incidente sobre la superficie y la energía absorbida por el mismo. Una superficie totalmente reflectante tendría un coeficiente de absorción sonora igual a 0 y una superficie totalmente absorbente igual a 1.

ACÚSTICA

PROPIEDADES FÍSICAS

PROPIEDADES DE LA MATERIA

tipos de materiales de acuerdo a su absorción: Materiales resonantes: presentan su máxima absorción a una frecuenciadeterminada (frecuencia propia del material). Materiales porosos: presentan un mayor coeficiente de absorción conforme aumenta la frecuencia, es decir, absorben mejor los sonidos agudos que los graves. Absorbentes en forma de membrana o panel: convierten la energía sonora en mecánica al deformarse ondulatoriamente al ser excitados por el sonido. Las absorciones máximas son para bajas frecuencias. Absorbente Helmholtz: disipan sólo unas determinadas frecuencias para las que han sido diseñados.

ACÚSTICA

PROPIEDADES FÍSICAS

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerza de atracción o repulsión entre ellos. Hay algunos materiales han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influenciados, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético

MAGNETISMO

PROPIEDADES FÍSICAS

PROPIEDADES DE LA MATERIA

- Maquinabilidad. Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta - Soldabilidad: Es la capacidad que tiene material para dejarse unir a otro por procesos de soldadura. - Ductibilidad: Es la capacidad de un material para dejarse estirar hasta convertirse en finos hilos. - Colabilidad: Es la capacidad que tiene un material para copiar o llenar moldes.

- Maleabilidad: Es la capacidad de un material para dejarse laminar hasta convertirse en finas hojas. - Templabilidad: Es la capacidad de una material para dejarse endurecer por procesos de tratamiento térmico.

PROPIEDADES TECNOLÓGICAS

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Propiedad que tienen algunos materiales para ser mecanizados con procedimientos de arranque de viruta. MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTA Procesos de conformación mediante arranque o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La maquinabilidad o capacidad de mecanizado se define como: 1. El arranque fácil y económico del metal. 2. Capacidad para lograr un acabado satisfactorio del metal en condiciones económicas viables.

MECANIBILIDAD

PROPIEDADES TECNOLÓGICAS

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

SOLDABILIDAD

Propiedad de unión de dos metales Hasta construir una sola unidad.

PROPIEDADES TECNOLÓGICAS

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

ALEABILIDAD

Propiedad que tienen los materiales para formar aleaciones que dan lugar a nuevos materiales mejorando sus prestaciones. En todas las aleaciones un componente como mínimo tiene que ser un metal

PROPIEDADES TECNOLÓGICAS

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Las aleaciones más comunes utilizadas en la industria son: Acero: es la aleación de hierro y carbono Alnico: aleación formada principalmente de cobalto, aluminio y níquel, aunque también puede contener hierro, cobre y en ocasiones titanio Alpaca: plata alemana o metal blanco es una aleación ternaria compuesta por zinc (8 a 45 por ciento), cobre (45 a 70 por ciento) y níquel (8 a 20 por ciento), con un color y brillo parecido al de la plata

ALEABILIDAD

Bronce: cobre y estaño en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción de entre el 3 y el 20%. Constantán generalmente formada por un 55% de cobre y un 45% de níquel (Cu55Ni45). Cuproníquel aleación de cobre, níquel y las impurezas de la consolidación, tales como hierro y manganeso.

PROPIEDADES TECNOLÓGICAS

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Magal aleación de magnesio, al que se añade aluminio (8 ó 9%) zinc (1%) y manganeso (0'2%). Magnam aleación de Magnesio (mg) que se le añade Manganeso (mn), Aluminio (al) y Zinc (zn). Nicrom es un material obtenido de una aleación de níquel, cromo y hierro. Nitinol aleación de níquel (Ni) y titanio (Ti) Zamak aleación de zinc con aluminio, magnesio y cobre. Latón o Cuzin es una aleación que se realiza en crisoles o en un horno de reverbero o de cubilote

ALEABILIDAD

Oro blanco (electro) aleación de oro y algún otro metal blanco, como la plata, el platino, paladio, o níquel, muchas veces recubierta de rodio de alto brillo (acabado espejo) Peltre aleación de zinc, plomo, estaño y antimonio, maleable, blando y de color blanco con alguna similitud a la plata, poco reactivo y funde a 320 ºC por lo que su utilización para adornos es muy común.

PROPIEDADES TECNOLÓGICAS

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

ESFUERZO Y DEFORMACIONES TÉRMICAS

Cuando la temperatura de un cuerpo que no tiene ninguna restricción aumenta uniformemente, este se Dilata y se produce un aumento de volumen Estos esfuerzos ocurren durante el proceso de soldadura ya que la piezas a soldar deben sujetarse a presión antes de que inicie el proceso COEFICIENTE DE DILATACIÓN TÉRMICA

ESFUERZO

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

- Ecológicas: Mide el impacto medioambiental de los materiales tecnológicos pueden llegar a ser muy grave. Cabe destacar una importante característica ecológica - Reciclabilidad: Proceso fisicoquímico o mecánico que consiste en someter a una materia o un producto ya utilizado a un ciclo de tratamiento total o parcial para obtener una materia prima o un nuevo producto - Biodegradabilidad: producto o sustancia que puede descomponerse en elementos químicos naturales por la acción de agentes biológicos, como el sol, el agua, las bacterias, las plantas o los animales y crear otras sustancias como aminoácidos, nuevos tejidos y nuevos organismos.

- Permeabilidad: Los metales son impermeables es decir no deja pasar el agua - Táctiles: Al tacto, los materiales metálicos son duros, no adherentes, fríos y muy suaves si su superficie ha sido pulida o tallada

OTRAS PROPIEDADES

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

PROPIEDADES FÍSICAS - MECÁNICAS

Dependen de: 1 - TIPO DE ENLACE. 2.- DISPOSICIÓN ESTRUCTURAL DE LOS ÁTOMOS O MOLÉCULAS. 3.-TIPO Y NÚMERO DE IMPERFECCIONES, QUE ESTÁN SIEMPRE PRESENTES EN LOS SÓLIDOS, EXCEPTO EN RARAS CIRCUNSTANCIAS.

Determinan el comportamiento de un material cuando se le sujeta a esfuerzos mecánicos y el rendimiento y funcionamiento de un producto. (capacidad para resistir deformación y esfuerzos) Diseño: resistir los esfuerzos sin que cambie la geometría Manufactura: el objetivo es opuesto, aplicar esfuerzos que excedan la resistencia del material a fin de alterar su forma

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CURVA ESFUERZO - DEFORMACIÓN

Se llama esfuerzo a la tensión interna que experimentan todos los cuerpos sometidos a la acción de una o varias fuerzas Tipos de esfuerzo estático TENSIÓN (TRACCIÓN) COMPRESIÓN CORTANTE FLEXIÓN TORSIÓN

ESFUERZO

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El esfuerzo se define como la intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas queresisten un cambio en la forma de un cuerpo. El esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de área TIPOS DE ESFUERZOS - Esfuerzo Mormal - Esfuerzo Cortante - Esfuerzos de Apoyo

ESFUERZO

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

- RESISTENCIA TRACCION: Someter el material a estiramiento. EL CABLE DE UN ASENSOR. - RESISTENCIA COMPRESION: Someter el material a aplastamiento. UNA COLUMNA. - RESISTENCIA CORTE: Someter el material a cizalladura. UNA TIJERA. - RESISTENCIA FLEXION: Someter el material a doblez. UN PUENTE. - RESISTENCIA TORSION: Someter el material a giro. UN EJE EN TRANSMISION DE POTENCIA.

- DUREZA: La resistencia que ofrece un material a ser penetrado o rayado por otro. - TENACIDAD: La capacidad de un material para absorber energía durante un choque. - ELASTICIDAD Y PLASTICIDAD: Es una medida de la rigidez del material. La relación de esfuerzo – deformación, presenta dos regiones - FATIGA: La carga repetidamente aplicada a un material e inferior a su resistencia, puede causar la rotura, esta se denomina fractura por fatiga.

PROPIEDADES MECÁNICAS

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

- RESISTENCIA TRACCION: Someter el material a estiramiento. EL CABLE DE UN ASENSOR. - RESISTENCIA COMPRESION: Someter el material a aplastamiento. UNA COLUMNA. - RESISTENCIA CORTE: Someter el material a cizalladura. UNA TIJERA. - RESISTENCIA FLEXION: Someter el material a doblez. UN PUENTE. - RESISTENCIA TORSION: Someter el material a giro. UN EJE EN TRANSMISION DE POTENCIA.

- DUREZA: La resistencia que ofrece un material a ser penetrado o rayado por otro. - TENACIDAD: La capacidad de un material para absorber energía durante un choque. - ELASTICIDAD Y PLASTICIDAD: Es una medida de la rigidez del material. La relación de esfuerzo – deformación, presenta dos regiones - FATIGA: La carga repetidamente aplicada a un material e inferior a su resistencia, puede causar la rotura, esta se denomina fractura por fatiga.

PROPIEDADES MECÁNICAS

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

La fuerza de compresión tiende a aplastar loselementos sobre los que se ejerce. Dichos elementos suelen ser soportes, como los pilares de una casa o las patas de una silla.

La fuerza de tracción tiende a estirar los elementos sobre los que ejerce. Dichos elementos suelen ser tensores o tirantes

ESFUERZO A COMPRESIÓN

ESFUERZO TRACCIÓN

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La fuerza de torsión actúa sobre elementos que giran y tiende a retorcer las estructuras. La punta de un destornillador se puede deformar por la acción de esta fuerza

La fuerza de cortadura o cizallamiento actúa en elementos sobre los que se ejercen fuerzas opuestas en planos muy cercanos y tienden a desgarrar los materiales

ESFUERZO CORTANTE

ESFUERZO DE TORSIÓN

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La fuerza de flexión tiende a doblar las estructuras. Ocurre en elementos apoyados envarios puntos y que soportan peso a lo largo de toda su longitud. Los elementos sobre los que se ejerce son vigas o barras

El pandeo consiste en una flexión vertical que ocurre en piezas estrechas y de gran longitud cuando son sometidas a compresión.

FLEXIÓN

PANDEO

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ESFUERZO MÚLTIPLES

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ESFUERZO MÚLTIPLES

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ESFUERZO MÚLTIPLES

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ENSAYOS DE TENSIÓN

TRACCIÓN: materiales Dúctiles con cierto grado de Plasticidad, materiales metálicos ferrosos y no ferrosos, polímeros, gomas, fibras, etc.COMPRESION Y FLEXION: materiales Frágiles como refractarios, hormigón, cerámicos. Ya que estos poseen baja resistencia a la tracción comprada ilustra una probeta al inicio del ensayo indicando las medidas iníciales necesarias con la compresión

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PROPIEDADES ANTE LA TENSIÓN

CURVA TENSIÓN – DEFORMACIÓN Se obtienen mediantes ensayos de Laboratorio, basados en Normas Estandarizadas , utilizando probetas estandarizadas. Se fija la Velocidad de la carga y la temperatura. Los ensayos se pueden realizar con cargas de COMPRESIÓN, TRACCIÓN, FLEXIÓN Y CORTADURA; pueden ser con cargas Estáticas ó Dinámicas.

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ENSAYOS DE TENSIÓN

Importante para el diseñador, porque espera que las tensiones – Deformaciones de ningún componente Del producto cambie su forma.

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GRÁFICA ESFUERZO - DEFORMACIÓN

Esfuerzo = Mpa (lb/in2)Fuerza = N (lb) Área = mm (in)

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CURVA DE TENSIÓN - DEFORMACIÓN

MATERIALES DÚCTILES: Se rompen después de experimentar unaDEFORMACIÓN apreciableMATERIALES FRÁGILES: se rompen después de pequeñas DEFORMACIONES. 1.- RESISTENCIA 2.- RIGIDEZ 3.- DUCTILIDAD. 4.- RESILIENCIA. 5.- TENACIDAD.

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GRÁFICA ESFUERZO - DEFORMACIÓN

Esfuerzo = Mpa (lb/in2)Fuerza = N (lb) Área = mm (in)

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GRÁFICA ESFUERZO - DEFORMACIÓN

Los materiales sometidos a cargas se pueden clasificar de acuerdo a la Deformación que ocurre bajo la fuerza aplicada: (I).- MATERIALES ELASTICOS (POR EJEMPLO, LOS CRISTALES IÓNICOS Y COVALENTES). (II).- MATERIALES ELASTOPLASTICOS (POR EJEMPLO, LOS METALES ESTRUCTURALES). (III).- MATERIALES VISCOELASTICOS (POR EJEMPLO, LOS PLÁSTICOS, LOS VIDRIOS). Los tipos de deformación de los materiales de acuerdo a la Fuerza Aplicada sin: 1.- ELASTICO. 2.- PLASTICO. 3.- VISCOSO

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DEFORMACIÓN ELÁSTICA

Se produce cuando los átomos del material son desplazados de sus posiciones originales mientras dura la deformación (cuando se somete a la fuerza). Pero no se llega el extremo de tomar nuevas posiciones de forma permanente, de tal manera, que cuando dejamos de aplicar la fuerza de deformación, vuelven a sus posiciones originales. Este tipo de deformación implica el estiramiento o flexión de los enlace. El material solo ha sufrido un cambio de dimensiones temporales. La deformación elástica es reversible y no permanente.

la distancia entre las moléculas de un material no sometido a ninguna fuerza depende de un equilibrio entre las fuerzas moleculares de atracción y repulsión.

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DEFORMACIÓN PLÁSTICA

Si el material se deforma hasta el extremo de no poder recuperar sus dimensiones originales, diremos que ha sufrido una deformación plástica. En la deformación plástica los cambios son irreversibles. Los materiales, en función de su deformación cuando se les aplica una fuerza, pueden ser: - Rígidos: No se deforman por la acción de una fuerza. Por ejemplo un bolígrafo. - Elásticos: Se deforma por la acción de una fuerza pero recupera su forma inicial. Por ejemplo una goma del pelo. - Plásticos: Se deforma por la acción de una fuerza pero no recupera su forma inicial. Por ejemplo la plastilina.

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LIMITES ELÁSTICO Y PLÁSTICO

Casi todos los materiales pueden sufrir una pequeña deformación elástica, pero hay un punto a partir del cual ya no hay retorno a sus dimensiones iniciales. Ese punto se llama su límite elástico o de elasticidad. Se llama límite de plasticidad cuando el material u objeto acaba rompiendo debido a la fuerza que se le aplica. La deformación plástica se produce cuando la carga o peso es mayor que el límite elástico y algunos átomos se mueven a una nueva ubicación y nunca vuelven a su posición inicial. El objeto ha cambiado ahora de forma y dimensiones.

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ELÁSTICIDAD

La energía potencial elástica es la energía potencial almacenada como resultado de la deformación de un objeto elástico, por ejemplo el estiramiento de un resorte. En la deformación elástica el sólido aumenta su energía interna en forma de energía potencial elástica, que se libera posteriormente para recuperar su estado original. La Elasticidad estudia la relación entre las fuerzas y las deformaciones, sobre todo en los cuerpos elásticos. Hay una ley muy importante y estudiada en elasticidad, la llamada ley de Hooke.

“Las deformaciones producidas en un elemento resistente son proporcionales a las fuerzas que lo producen”.Fuerza / Deformación = Constante = K.

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LÍMITE ELÁSTICO

El límite elástico del material. Debido a que en los gráficos por ensayo la recta del límite elástico es difícil de determinar, a veces es una franja y no un punto concreto, es muy usual en el estudio de las propiedades de los materiales considerar el límite elástico como la tensión a la cual el material tiene una deformación plástica del 0.2%. De hecho no hay una fórmula para el límite elástico. Para calcular la elasticidad y deformación elástica de un material en ingeniería se realizan ensayos sobre los materiales

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MÓDULO DE YOUNG

Para determinar la resistencia a la tracción, compresión y otros esfuerzos mecánicos en los materiales, se utiliza el llamado modulo de Young o módulo de elasticidad. Un módulo es un valor numérico, que representa una propiedad física de un material. El módulo de Young es el módulo de elasticidad. Esto significa que es un número que representa lo fácil que es o no, deformar un material (estirar un material). Matemáticamente es la relación entre la tensión y la deformación en la zona de comportamiento proporcional (zona de la recta de la curva anterior).

Es una constante porque solo se calcula en la pendiente de la recta de la curva del ensayo del material.

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MATERIALES ELÁSTICOS

Son materiales que son elásticos fácilmente, como una cuerda de una guitarra o la hoja de un cuchillo, en otros sin embargo, su elasticidad se manifiesta poco, como en el vidrio o en la porcelana. Los materiales con un alto limite elástico se consideran materiales elásticos, mientras que los que lo poseen un valor menor se les conoce como materiales plásticos o frágiles. Se consideran por ejemplo materiales elásticos los siguientes: el Poliestireno, la Fibra de Vidrio, el PVC, el grafeno, el nylon, el Aluminio, el Cobre, el Acero y el Estaño entre otros muchos, estos últimos materiales llega un momento que dejan de comportarse como elástico y se vuelven plástico.

Los polímeros sintéticos (plásticos), madera, y el tejido humano, así como los metales a alta temperatura, muestran efectos viscoelásticos significativos.

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MATERIALES VISCOELÁSTICOS

Cuando un material elástico que contiene fluido se deforma el retorno del material a su forma original se retrasa en el tiempo y es más lento para restaurar a su posición original. Materiales viscoelásticos exhiben tanto amortiguamiento viscoso y una respuesta elástica durante la deformación. Un ejemplo sencillo de amortiguamiento viscoso puede ser visto cuando dejando caer una pelota de baloncesto y la observación de las alturas de rebotes sucesivos de la pelota. Cada vez que la pelota impacta con el suelo absorbe parte de la energía que se traduce en una disminución progresiva de la altura de rebote.

Otro ejemplo es el de los famoso colchones viscoelásticos, deja la huella de nuestro cuerpo pero la recupera, no deforma instantánea, sino con el paso del tiempo.Los polímeros sintéticos (plásticos), madera, y el tejido humano, así como los metales a alta temperatura, muestran efectos viscoelásticos significativos.

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PLASTICIDAD

Propiedad mecánica de un material de deformarse permanente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico. La plasticidad es aquella propiedad que permite almaterial sobrellevar deformación permanente sin queocurra la ruptura de los materiales para conservar su formaal deformarlos

PROPIEDADES MECÁNICAS

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RESILENCIA

- Resiliencia es la propiedad de un material que permite que recupere su forma o posición original después de ser sometido a una fuerza de doblado, estiramiento o compresión. Para calcularla se hacen ensayos y curvas, la máxima resiliencia será cuando llega a romperse o deformarse permanentemente. La resiliencia es la capacidad de un material de absorber energía elástica cuando es deformado y de cederla cuando se deja de aplicar la carga.

Un material de alta resiliencia (resiliente) se deforma de manera importante antes de romperse, mientras que un material con baja resiliencia será un material frágil y apenas experimenta deformación alguna antes de romperse. La goma tiene alta resiliencia y el vidrio muy baja.

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PROPIEDADES MECÁNICAS

- Fragilidad se define como la negación de la ductilidad. Un material poco dúctil es frágil - Ductilidad del material es la capacidad para fluir, es decir, la capacidad para alcanzar grandes deformaciones sin romperse; formar hilos ó alambres, platino, oro y cobre Tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto). El área bajo la curva fuerza desplazamiento (F versus L), representa la energía disipada durante el ensayo, es decir la cantidad de energía que la probeta alcanzó a resistir. A mayor energía, el material es más tenaz.

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DIFERENCIA ENTRE TENACIDAD Y RESILENCIA

La tenacidad es la cantidad de energía absorbida por el material justo antes de romperse (cuando rompe). La resiliencia nos dice la energía almacenada durante la deformación elástica. Un material puede sobrepasar su límite de resiliencia y seguir deformándose (ahora permanentemente) sin romperse. Una vez llega a la rotura, esa será su tenacidad. Normalmente un material tenaz (mucha fuerza para romperlo) suele tener mucha resiliencia. Tenacidad: Una medida de la habilidad de un material para absorber energía sin fractura. Resiliencia: Una medida de la habilidad de un material para absorber energía sin deformación plástica o permanente.

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PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

La dureza es una propiedad mecánica que consistente en la dificultad que existe para rayar o crear marcas en la superficie mediante micro penetración de una punta (penetrabilidad). Resistencia a la indentación permanente; material es resistente a rayaduras y al usos ESCALAS DE DUREZA - Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero templado o carburo de W. Para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar. Estima resistencia a tracción. - Dureza Knoop: Mide la dureza en valores de escala absolutas y se valoran con la profundidad de señales grabadas sobre un mineral mediante un utensilio con una punta de diamante al que se le ejerce una fuerza standard.

DUREZA

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ESCALAS DE DUREZA - Dureza Rockwell: Se utiliza como punta un cono de diamante (en algunos casos bola de acero). Es la más extendida, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales. Se suele considerar un ensayo no destructivo por el pequeño tamaño de la huella. - Rockwell superficial: Existe una variante del ensayo, llamada Rockwell superficial, para la caracterización de piezas muy delgadas, como cuchillas de afeitar o capas de materiales que han recibido algún tratamiento de endurecimiento superficial.

DUREZA

ESCALAS DE DUREZA - Dureza Vickers: Emplea como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular. Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la escala Brinell. Mejora del ensayo Brinell para efectuar ensayos de dureza con chapas de hasta 2mm de espesor.

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DUREZA

ESCALAS DE DUREZA - Dureza Shore: Emplea un escleroscopio. Se deja caer un indentador en la superficie del material y se ve el rebote. Es adimensional, pero consta de varias escalas. A mayor rebote -> mayor dureza. Aplicable para control de calidad superficial. Es un método elástico, no de penetración como los otros.

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DUREZA

Los diamantes son la substancia natural más dura, más rara y más densa conocida por el hombre. La formación cristalina del diamante le proporciona cuatro puntos de corte. Un golpe seco y preciso en uno de esos puntos partirá el diamante.

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MALEABILIDAD

Permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa. El elemento conocido más maleable hasta la fecha es el oro, que se puede malear hasta láminas de diezmilésima de milímetro de espesor El Aluminio, el papel de aluminio como envoltorio conservante para alimentos así como en la fabricación de tetra-brick. Todo aquello que se puede reducir a láminas.

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RESISTENCIA AL DESGASTE

Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en contacto de fricción con otro material.

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VIDEOS ENSAYOS

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VIDEOGRAFÍA

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