PROPIEDADES FISICAS DE LOS MATERIALES

MECANICASOPTICAS

ACUSTICAS ELECTRICASTERMICAS

MEGNETICAS

PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MATERIALES

• son las características inherentes que permiten diferenciar un material de otros, desde el punto de vista del comportamiento mecánico de los materiales en ingeniería, también hay que tener en cuenta el comportamiento que puede tener un material en los diferentes procesos de mecanizados que pueda tener. Entre estas características mecánicas y tecnológicas.

PROPIEDADES MECANICAS• Resistencia a esfuerzos de tracción, compresión,

flexión y torsión, así como desgaste y fatiga, dureza, resiliencia, elasticidad, tenacidad, fragilidad, cohesión, plasticidad, ductilidad, maleabilidad, porosidad, magnetismo, las facilidades que tenga el material para soldadura, mecanizado, tratamiento térmico así como la resistencia que tenga a los procesos de oxidación, corrosión. Asimismo es interesante conocer el grado de conductividad eléctrica y la conductividad térmica que tenga y las facilidades que tenga para formar aleaciones.

PROPIEDADES MECANICAS• Aparte de estas propiedades y tecnológicas cabe

destacar cuando se elige un material para un componente determinado, la densidad de ese material, el color, el punto de fusión la disponibilidad y el precio que tenga.

• Debido a que cada material se comporta diferente, es necesario analizar su comportamiento mediante pruebas experimentales..

• Entre las propiedades mecánicas más comunes que se mide en los materiales están la resistencia a tracción, a compresión, la deformación, el coeficiente de Poisson y el módulo de elasticidad o módulo de Young.

PROPIEDADES MECANICAS

• En ingeniería estructural, los esfuerzos internos son magnitudes físicas con unidades de fuerza sobre área utilizadas en el cálculo de piezas prismáticas como vigas o pilares y también en el cálculo de placas y láminas.

• TENSION, COMPRESION, CORTANTES

• En el cálculo de estructuras e ingeniería se denomina tracción al esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.

• Como valor comparativo de la resistencia característica de muchos materiales, como el acero o la madera, se utiliza el valor de la tensión de fallo, o agotamiento por tracción, esto es, el cociente entre la carga máxima que ha provocado el fallo elástico del material por tracción y la superficie de la sección transversal inicial del mismo.

• Son muchos los materiales que se ven sometidos a tracción en los diversos procesos mecánicos. Especial interés tienen los que se utilizan en obras de arquitectura o de ingeniería, tales como las rocas, la madera, el hormigón, el acero, varios metales, etc.

• Cada material posee cualidades propias que definen su comportamiento ante la tracción. Algunas de ellas son:

• elasticidad (módulo de elasticidad)• plasticidad• ductilidad• fragilidad

• elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.

• plasticidad es la propiedad mecánica de un material anelástico, natural, artificial, biológico o de otro tipo, de deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico.

• La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse,[1] permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material(cobre, hierro, aluminio)los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo se produce tras producirse grandes deformaciones.

• un material es dúctil cuando la relación entre el alargamiento longitudinal producido por una tracción y la disminución de la sección transversal es muy elevada. DUCTIL - FRAJIL

• La fragilidad intuitivamente se relaciona con la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad se define más propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación, a diferencia de los materiales dúctiles que se rompen tras sufrir acusadas deformaciones plásticas.

• Existen otros términos frecuentemente confundidos con la fragilidad que deben ser aclarados:

• Lo opuesto a un material muy frágil es un material dúctil.• Por otra parte la dureza no es opuesto a la fragilidad, ya

que la dureza es la propiedad de alterar solo la superficie de un material, que es algo totalmente independiente de si ese material cuando se fractura tiene o no deformaciones grandes o pequeñas. Como ejemplo podemos citar el diamante que es el material más duro que existe, pero es extremadamente frágil.

• La tenacidad puede estar relacionada con la fragilidad según el módulo de elasticidad, pero en principio un material puede ser tenaz y poco frágil (como ciertos aceros) y puede ser frágil y nada tenaz (como el barro cocido).

COMPRESION

• El esfuerzo de compresión es la resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen o un acortamiento en determinada dirección.

FLEXION

• En ingeniería se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que están diseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.

TORSION

• En ingeniería, torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.

• La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por las dos curvas. En lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de él (ver torsión geométrica).

DESGASTE• erosión de material sufrida por una superficie sólida

por acción de otra superficie. Esta relacionado con las interacciones entre superficies y más específicamente con la eliminación de material de una superficie cEtapa Primaria o temprana, donde la velocidad de cambio puede ser alta.

• Fase secundaria o de mediana-edad donde la velocidad de desgaste se mantiene relativamente constante. La mayoría de de la vidas útiles de componentes se miden en esta fase.

• Fase Terciaria o de edad-avanzada, donde un alto grado de envejecimiento deriva en un rápido fallo.

• omo resultado de una acción mecánica.[

• En ingeniería de los materiales se denomina fatiga a la disminución de la resistencia mecánica de los materiales al someterlos a esfuerzos repetidos.

• La resistencia a la fatiga es también una propiedad que poseen los materiales que se caracteriza por la capacidad de soportar esfuerzos periódicos, aplicados un número elevado de veces.

• Fatiga es un fenómeno general del fallo del material tras varios ciclos de aplicación de una tensión menor a la rotura.

RESILENCIA

• En ingeniería, resiliencia (ingeniería) es una magnitud que cuantifica la cantidad de energía por unidad de volumen que almacena un material al deformarse elásticamente debido a una tensión aplicada.

COHESION

• A la fuerza de cohesión que es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. – En particular tratándose de terrenos, ver:

Cohesión del terreno.

MALEABILIDAD• La maleabilidad es la propiedad de la materia, que junto a

la ductilidad presentan los cuerpos al ser elaborados por deformación. Se diferencia de aquella en que mientras la ductilidad se refiere a la obtención de hilos, la maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa. Es una cualidad que se encuentra opuesta a la ductilidad puesto que en la mayoría de los casos no se encuentran ambas cualidades en un mismo material.

•La maleabilidad es la capacidad que tiene un material de deformarse permanentemente bajo cargas compresivas.

• La ductilidad es la capacidad que tiene un material de deformarse permanentemente bajo cargas traccionales.

POROSIDAD

• La porosidad es la capacidad de un material de absorber líquidos o gases.

MAGNETISMO

• fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influídos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.

SOLDADURA• es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión

de dos materiales, (generalmente metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son soldadas fundiendo ambas y agregando un material de relleno fundido (metal o plástico), el cual tiene un punto de fusión menor al de la pieza a soldar, para conseguir un baño de material fundido (el baño de soldadura) que, al enfriarse, se convierte en una unión fija. A veces la presión es usada conjuntamente con el calor, o por sí misma, para producir la soldadura. Esto está en contraste con la soldadura blanda (en inglés soldering) y la soldadura fuerte (en inglés brazing), que implican el derretimiento de un material de bajo punto de fusión entre piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundir las piezas de trabajo.

OXIDACION• La oxidación es una reacción química muy poderosa

donde un compuesto cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación.[2] Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significa necesariamente un intercambio de electrones. Suponer esto -que es un error común- implica que todos los compuestos formados mediante un proceso redox son iónicos, puesto que es en éstos compuestos donde sí se da un enlace iónico, producto de la transferencia de electrones.

CORROSION• La corrosión se define como el deterioro de un material a

consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general, puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con el metal y de las propiedades de los metales en cuestión. Otros materiales no metálicos también sufren corrosión mediante otros mecanismos.

• La corrosión puede ser mediante una reacción química (oxidorreducción) en la que intervienen tres factores:

• La pieza manufacturada• El ambiente• El agua

DENSIDAD

• En física, la densidad de una sustancia, simbolizada habitualmente por la letra griega ro (), es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.

COLOR

• El color es una percepción visual que se genera en el cerebro al interpretar las señales nerviosas que le envían los fotorreceptores de la retina del ojo y que a su vez interpretan y distinguen las distintas longitudes de onda que captan de la parte visible del espectro electromagnético.

FUSION

• El punto de fusión es la temperatura a la cual la materia pasa de estado sólido a estado líquido, es decir, se funde.

• Al efecto de fundir un metal se le llama fusión (no podemos confundirlo con el punto de fusión). También se suele denominar fusión al efecto de licuar o derretir una sustancia sólida, congelada o pastosa, en líquida.

• En la mayoría de las sustancias, el punto de fusión y de congelación, son iguales.

PROPIEDADES MECANICAS• Describen la forma en que un material soporta fuerzas aplicadas,

incluyendo fuerzas de tensión, compresión, impacto, cíclicas o de fatiga, o fuerzas a altas temperaturas. A continuación, se definen las que mencionaremos más adelante:

• - Tenacidad: Es la propiedad que tienen ciertos materiales de soportar, sin deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que se les apliquen.

• - Elasticidad: Consiste en la capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que había determinado su deformación.

• - Dureza: Es la resistencia que un material opone a la penetración.• - Fragilidad: Un material es frágil cuando se rompe fácilmente por la

acción de un choque.• - Plasticidad: Aptitud de algunos materiales sólidos de adquirir

deformaciones permanentes, bajo la acción de una presión o fuerza exterior, sin que se produzca rotura.

• - Ductibilidad: Considerada una variante de la plasticidad, es la propiedad que poseen ciertos metales para poder estirarse en forma de hilos finos.

• - Maleabilidad: Otra variante de la plasticidad, consiste en la posibilidad de transformar algunos metales en láminas delgadas.

PROPIEDADES MECANICAS• Las anteriores propiedades mecánicas se valoran

con exactitud mediante ensayos mecánicos:- Ensayo de tracción: Ofrece una idea aproximada de la tenacidad y elasticidad de un material.- Ensayos de dureza: Permiten conocer el grado de dureza del material.- Ensayos al choque: Su práctica permite conocer la fragilidad y tenacidad de un material.- Ensayos tecnológicos: Ponen de manifiesto las características de plasticidad que posee un material para proceder a su forja, doblado, embutido, etc.

PROPIEDADES FISICAS• Propiedades físicas: Dependen de la estructura y

procesamiento del material. Describen características como color, conductividad eléctrica o térmica, magnetismo y comportamiento óptico, generalmente no se alteran por fuerza que actúan sobre el material. Pueden dividirse en : eléctricas, magnéticas y ópticas.

• En capítulos posteriores estudiaremos por separado estos grupos y las definiciones de las distintas propiedades que los confoman.