PRACTICA 5 - PROPIEDADES FÍSICAS-MECÁNICAS DE LOS MATERIALES

 Se define como la resistencia de un material a las fuerzas aplicadas como són la compresion o las fuerzas que se presentan a altas temperaturas.

Elasticidad:

• Propiedad de recuperar la forma original tras una deformacion al cesar la causa que la producia. Es reseñable el caso del Al, por su carencia de elasticidad

• Para medir la resistencia elástica, se han utilizado varios criterios:
• Límite elástico
• Se define como el mayor esfuerzo que un material es capaz de desarrollar sin que ocurra la deformación permanente al retirar el esfuerzo.
• Límite proporcional
• Se define cómo el mayor esfuerzo que un material es capaz de desarrollar sin desviarse de la proporcionalidad rectilínea entre el esfuerzo y la deformación
• Se ha observado que la mayoría de los materiales exhiben esta relación lineal entre el esfuerzo y la deformación dentro del rango elástico. El concepto de proporcionalidad entre el esfuerzo y la deformación es conocido como Ley de Hooke, debido a la histórica generalización por Robert Hooke de los resultados de sus observaciones sobre el comportamiento de los resortes.

Plasticidad:

• Capacidad que tienen los metales de adquirir deformaciones permanentes.
• Maleabilidad:
• Capacidad para reducirse en laminas mediante esfuerzos de compresión
• Son especialmente maleables (Al, Sn, Pb y Cu)

•  Ductilidad:
• Propiedad de dejarse estirar mediante esfuerzos de tracción.
• Base de trabajo para los trefilados
• Acero, cobre y plomo son los metales mas ductiles.

Dureza:

• Es la resistencia a la penetracion ante la accion de una fuerza. Tambien se entiende como dureza la resistencia de un material a ser roto por otro, Mosh es una referencia de esta dureza.
• Esta propieedad la poseen en alto grado muchos metales:
• Acero
• Tungteno
• Titanio
• Nikel
• Cobalto
• Vanaclio
• Cromo
• ...
• En metalurgia la dureza se mide utilizando un durómetro para el ensayo de penetración.
• Dependiendo del tipo de punta empleada y del rango de cargas aplicadas, existen diferentes escalas, adecuadas para distintos rangos de dureza.
• Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero templado o carburo de wolframio. Para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar. Poco precisa con chapas de menos de 6 mm de espesor. 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 estándar.
• 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 Rosiwal: Mide en escalas absoluta de durezas, se expresa como la resistencia a la abrasión medias en pruebas de laboratorio y tomando como base el corindón con un valor de 1000.
• 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.
• 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 2 mm de espesor.
• Dureza Webster: Emplea máquinas manuales en la medición, siendo apto para piezas de difícil manejo como perfiles largos extruidos. El valor obtenido se suele convertir a valores Rockwell.

• Los ensayos de dureza se realizan mediante una maquina llamada durometro, que mide la superficie de un material mediante la huella que deja un elemento de dimensiones conocidas al ser comprimido contra su superfcicie.
• Son ensayos no destructivos, es decir echos a traves de pruevas por compresion: 
• Dureza Brinell
• Dureza Rockwell
• Rockwell Superficial
• Dureza Vickers 

• Escala en mineralogía
  
  
  

Prueba de Dureza Rockwell

 Prueba de dureza Brinell

Fragilidad:

• Propiedad de los materiales de romper bajo la accion de un impacto. Rotura al superar el limite elastico sin apenas deformacion plastica.

Resistencia:

• Es la resistencia a la rotura ante esfuerzos bruscos o choques (opuestos a fragilidad). 
• Destacan el Acero y Titanio, aunque tienen aproximadamente la misma, el Ti, la mantiene a mas temperatura.

• (Libro 1, Libro 2 y Libro 3 sobre resistencia de Materiales )

• La resistencia de materiales estudia a los sólidos como cuerpos deformables que ofrecen gran resistencia a la deformación y desea hallar:
• El estado de tensión del sólido
• Determinar cuales son las fuerzas internas con el objeto de analizar si el sólido puede o no resistir las cargas externas, o conocidas las cargas externas determinar las dimensiones que debe tener el cuerpo para resistirlas.
• El estado de deformación infinitesimal para determinar los desplazamientos de los cuerpos para saber si son balanceados y para resolver problemas hiperestáticos.

Resiliencia:

• Resistencia que opone un cuerpo a la rotura por choque o percusion. Es una propiedad completamente opuesta a la fragilidad.

Fatiga:

• Es cuando un elemento metalico es sometido a esfuerzos de magnitud y sentido variables puede sufrir rotura ante cargas mucho mas pequeñas a su resistencia normal para un esfuerzo de tension constante.

Conductividad electrica

• Capacidad para trasmitir la corriente electrica. Es la caracteristica del cobre.

Conductividad termica

•  Capacidad para trasmitir el calor. Se trata de una propiedad general de los metales.

Links:
Los materiales y sus propiedades
Ensayos con materiales
http://es.scribd.com/doc/16026334/Propiedades-mecanicas-y-fisicas-de-loas-materiales
http://www.slideshare.net/vakita88/propiedades-fisicas-y-mecanicas-de-los-materiales
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/palmira/5000155/lecciones/lec2/2_5.htm
Ensayo de traccion
http://roble.pntic.mec.es/~lventeo/Temas/Propiedades/Propiedades.html

 Otros

Propiedades ópticas

• Las propiedades ópticas hacen referencia al comportamiento de los materiales con respecto a la luz.

Transparencia

• Un material es transparente cuando deja atravesar la luz y no cambia la trayectoria de los rayos luminosos, por lo tanto, podemos ver a través de él. La transparencia es una propiedad necesaria en los cristales de las ventanas, los parabrisas de los coches, etc.

Opacidad

• La opacidad es la propiedad opuesta a la transparencia. Un material es opaco cuando no deja pasar los rayo de luz. La opacidad es importante en los equipos fotográficos y en los envases de material fotosensibles. También emplearemos materiales opacos para fabricar piezas que tapan u ocultan algo, como las carcasas de los electrodomésticos o la ropa.

Translucidez

• Los materiales translucidos dejan pasar parte de la luz pero alteran la trayectoria de los rayos luminosos, por lo tanto no nos permiten ver. Se emplean en mamparas y difusores de luz, o en ventanales que deben iluminar pero al mismo tiempo mantener nuestra privacidad.

Reflexión

• Cuando un rayo de luz incide sobre un material, este refleja parte de la luz y absorbe otra parte. Un material es mas reflectante cuando mas luz refleja. Los triángulos de averías y las pantallas de cine, son ejemplos de objetos a fabricar de material reflectante.

Radiación y absorción

• Esta propiedad está muy relacionada con la anterior, ya que cuando un objeto no refleja la luz, la absorbe y la transforma en calor. Por eso en verano empleamos ropas claras que al reflejar la radiación son mas frescas, mientras que en invierno vestimos ropas mas oscura para absorber el calor del sol. También se construyen con materiales oscuros las placas solares.

Propiedades estéticas

• La estética es muy importante cuando realizamos un diseño, ya que no solo elegimos las cosas por su funcionalidad, si no que también consideramos su aspecto. Hay artículos en los que el aspecto es muy importante como en la ropa, y otros en los que es menos importante, como el motor de un coche.

Textura

• La textura, es el acabado superficial de un material, esta propiedad se puede detectar con la vista y con el tacto, por lo tanto se puede ver y tocar.

• El acabado de un material, dependerá tanto del propio material, como del proceso de fabricación y del tratamiento superficial que se le de.

• La textura la podemos ver por la forma de las sombras que proyectan los rayos de luz y por el grado de reflexión de la luz incidente.

• Con el tacto podemos detectar si un objeto es áspero o suave, cálido o frío.

• La textura, no solamente es una propiedad estética, también define la funcionalidad del objeto. Por ejemplo, la encimera de una cocina debe de ser poco rugosa, para que sea fácil de limpiar y por lo tanto higiénica. Sin embargo el suelo de una acera, deberá de ser áspero para evitar resbalones.

Color

• Los colores hacen que un objeto sea o no agradable a la vista, tanto los colores aislados, como las combinaciones de colores. Los colores nos transmiten sensaciones, así el azul, lo asociamos al frío y el rojo al calor.

• También empleamos los colores para resaltar un objeto o una zona en un diseño, ya se por motivos estéticos o de seguridad. Por ejemplo los botones de desconexión por razones de seguridad suelen ser rojos. Y la ropa de los trabajadores de carreteras y vías amarilla para que puedan ser vistos fácilmente.