Hola buenas!! Hoy les explicare las características de
los materiales, ahí voy...
1-TIPOS DE MATERIALES Y CLASIFICACIÓN POR FAMILIAS.
Enlaces atómicos
¿Qué es el enlace atómico?
Un enlace atómico es un
enlace químico. El enlace químico es el proceso físico responsable de la
acción entre átomos y moléculas. En él está el covalente, el iónico, el
hidrógeno y metálico.
Enlace covalente: Es la unión producido
entre dos o mas átomos no metales.
Enlace iónico: Es el enlace que se forma
cuando los átomos presentan una apreciable diferencia de electronegatividad
igual o mayor. Lográndose así la transferencia de electrones de un átomo a
otro.
Enlaces
de hidrógeno: Son los más comunes en
las moléculas con enlace covalente que contengan hidrógeno. Los enlaces de
hidrógeno se producen entre átomos covalentes y oxigeno. Esto lleva a cargas
eléctricas muy pequeñas alrededor del enlace de hidrógeno, y cargas negativas
alrededor de los enlaces de oxigeno.
Enlace
metálico: Es la unió que existe entre los átomos de los metales.
¿Qué es el enlace molecular?
Enlace
molecular es el enlace que mantiene unido a dos átomos y con ello forman una molécula.
2- CARACTERÍSTICAS
Tenacidad:
Es la resistencia que oponen ciertos materiales a romperse o deformarse cuando
son golpeados. Por ejemplo el acero es un material de alta tenacidad.
Dureza:
La dureza es la propiedad que tienen los materiales de resistir el rayado y el
corte de su superficie.
Por
ejemplo: la madera puede rayarse muy fácil y esto quiere decir que no tiene
mucha dureza, mientras que el vidrio cuando lo rayas no queda marca, por lo
tanto tiene gran dureza.
Resistencia:
Es una reacción interna de un material que se produce por una fuerza externa
aplicado en diferentes zonas del material y hay diferentes tipos de esfuerzos
como: tracción, compresión, flexión, cortadura y torsión (entrada de
solicitaciones mecánicas). Por ejemplo: las patas de una silla de madera esta soportando una compresión de una persona (peso).
Elasticidad:
Es la propiedad de recuperar su forma y dimensiones cuando la fuerza deja de
actual por ella.
Por
ejemplo: una goma elástica, un globo o un simple muelle. Quiero decir que se puede estirar hasta un punto y recuperar su forma inicial.
Plasticidad:
Es la habilidad de un material para conservar su forma una vez deformado. Por ejemplo: la plastilina y arcilla.
Fatiga:
Surge por concentración de tensiones mayores a las que puede soportar el
material.
Fragilidad:
Un material es frágil cuando se rompe fácilmente por la acción de un golpe o
choque.
Por ejemplo: el cristal, la cascara de un huevo o la cerámica.
Resiliencia:
Es la capacidad de un material para absorber energía cuando es deformado elásticamente
y devolverla cuando se elimina la fuerza.
Fusibilidad:
Es la capacidad que tienen algunos materiales de pasar de estado sólido a
liquido cuando son sometidos a una temperatura.
Por ejemplo: bronce, latón o hierro.
Conductividad
termina: Es la propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción
de calor.
Conductividad
eléctrica (metales): Es la capacidad de un cuerpo para conducir la corriente eléctrica.
Por
ejemplo algunos metales permiten el paso de la corriente eléctrica con
facilidad (son buenos conductores). Algunos metales presentan un comportamiento
magnético, es decir, consiste en su capacidad de atraer a otros metales. El
cobre es muy buen conductor de la electricidad y también el agua por lo que hay que tener mucho cuidado.
Dilatación:
Es el aumento del tamaño o volumen de un material cuando aumenta la
temperatura. Cuando la temperatura disminuye, el volumen o tamaño se reduce y
este proceso se llama contracción.
3- ENSAYOS
Ensayos de tracción
La tracción es una fuerza que se produce a un material
que es estirada por los extremos a llegar a un punto de rotura. Por ejemplo: si
a un globo desinflado le estiramos poco y le luego le soltamos, vuelve a su posición
inicial, si aumentamos la fuerza del estiramiento y luego soltamos, el globo
medirá más de su medida inicial pero si nos pasamos del límite de estiramiento
el globo se campera (rotura).
Siempre en una probeta debe de garantizarse la rotura
dentro de las marcas. En todas se observa una forma que en los extremos tiene
más sección que la zona centrar para así garantizar la rotura en la zona
central.
Una probeta cuando es sometido a una fuerza de
tracción en ella, es estirando y deformado. Cada vez que el material se va
estirando poco a poco, la longitud y la sección va cambiando y se va formando
un cuello de estricción y luego la rotura del material.
En esta imagen te enseño las fases de tracción de un
material:
Aquí nos fijamos en un ensayo. La parte azul es
donde comienza el estiramiento y cada vez por la parte central (rojo) va
reduciendo la sección formándose un cuello llamado estricción.
Maquinaria de ensayo
El proceso de este ensayo, la probeta se coloca
en las mordazas y a continuación se aplica una velocidad de estiraje y por
último se registra la fuerza alargamiento de la probeta y se consigue una
diagrama.
Diagrama de ensayo (resultados)
Este diagrama o curva nos indica la deformación
(alargamiento) del material provocado por una fuerza de tracción. Explicaremos
los cuatro puntos de la curva.
Una vez que tenemos el diagrama (esfuerzo,
alargamiento) podemos transformarlo en tensión y deformación.
Explicaremos las fases del diagrama:
1-Zona
elástica: Es el primer tramo recto en el cual tenemos una relación
lineal entre la tensión aplicada y la deformación que sufre el material, es decir,
son deformaciones instantáneas que se da al material mientras que se da una
tensión y si cesa la tensión, la tensión más elevada que se alcanza en esta recta es
llamada límite de fluencia.
2-Punto de Fluencia: Es
un punto en que el material es irrecuperable, es decir, que manteniendo la
misma tensión, la probeta se sigue deformándose.
3-Deformación: Es
cuando la probeta se sigue deformándose. En este punto se pueda apreciar cómo
va disminuyendo la sección y a su vez aumentando la sección de la probeta.
4-Estricción: Es
a partir de ahora es cuando observamos como la reducción de sección se sitúa en
un punto en concreto (rotura dentro de la marca) y formándose el cuello de
estricción, después de este momento se sigue deformándose hasta la rotura del
material.
Ensayos de compresión
La compresión es para saber la resistencia de un
material mediante un aplastamiento. Este aplastamiento lo que hace es comprimir
las partículas por lo que se reduce la longitud y aumentar la sección. Por
ejemplo: si a una pelota hinchada le comprimimos con el pie, las partículas se
comprimen hacia abajo, haciéndose una expansión sobre los costados por lo
que disminuye su altura.
Se realiza con una maquina de comprimir. Por ejemplo:
la prensa hidráulica que se utiliza en los talleres o otro ejemplo puede ser un
gato hidráulico a la hora de subir el coche, quiero decir, cuando subimos un
coche y para no rallar el faldón, le colocamos un taco entre el gato y el
faldón y con una parte del peso del coche y del gato comprimimos el taco.
Los materiales más resistentes a la compresión son el
acero y el hormigón. Aunque el hormigón es muy malo en la tracción, por eso se
suelen utilizar ambos materiales porque el hormigón es fuerte a la hora de
comprimir y el acero es bueno a la hora de tracción y compresión.
Ensayos de dureza
Es la resistencia que opone el material a la deformación
plástica (rayado p penetración), podemos diferenciar dos tipos de dureza:
Dureza mineralógica: Es la resistencia que opone el
material a ser rayado por otros más duros. En este tipo de dureza se utiliza la
escala de Mohs (es una relación de diez minerales ordenados por su dureza de
menos a mayor).
Dureza de ingeniería: resistencia que opone el
material a ser penetrado por otros más duros.
Tipos de dureza:
Dureza brinell: Es una maquina que penetra con una
bola de acero (muy duro) al material.
La dureza se calcula en función a la huella realizada
y de la aplicación de la carga.
Como el área no es una medida precisa lo podemos medir
con la siguiente formula.
F: la carga aplicada.
D: diámetro de la bola en mm
d: diámetro de la huella en mm
IMPORTANTE: antes de realizar un ensayo tendremos en
cuenta esto.
. Solo es adecuado para materiales de espesor grueso
porque si realizamos de grosor pequeño podemos deformar el material y con ello
obtener resultados erróneos.
. A este ensayo no se puede usar piezas cilíndricas o esféricas.
Cuando damos la dureza del material damos los
siguientes datos
Ensayo de vickers
La
dureza Vickers se calcula de forma similar al ensayo Brinell. En este caso la
dureza es la superficie lateral de la huella y de la carga aplicada.
Igual que sucedía en Brinell, como la medida no es
precisa lo podemos medir con la siguiente formula.
F:
carga aplicada en kg
D:
diagonal de la huella.
Ventajas
sobre el ensayo brinell:
.
Se puede utilizar piezas con el grosor muy reducidos.
.
Se puede utilizar piezas cilíndricas o esféricas.
Cuando damos la dureza del material damos los
siguientes datos
Ensayos de resiliencia (charpy)
El
ensayo de resiliencia es un ensayo destructivo, que consiste en romper una
probeta golpeándola con un péndulo. Para facilitar el inicio de la fisura, se
le hace un cortadura en forma triangular.
El objetivo del ensayo es conocer la energía que puede soportar un material al recibir el impacto sin llegar a romperse.
Para
realizar este ensayo se utiliza el péndulo Charpy, que consta de un brazo
giratorio con una maza en su extremo.
Pasos
a seguir del ensayo:
-
Primero
el péndulo (X masa) se encuentra a una altura (h) y se le deja caer liberando
el péndulo que (energía inicial), tras golpear la probeta y romperla, continua
con su giro, alcanzando una altura final (h) (por lo que tendrá una nueva
energía potencial).
-
La
energía que ha absorbido la probeta durante su rotura será la diferencia de
energías potencial inicial y final. Si la probeta no se rompe y el péndulo se
detiene al chocar sobre ella, es necesario aumentar la energía potencial del
péndulo, o bien aumentando la masa, o bien aumentando la altura inicial.
Como la medida no es precisa, se mide con la siguiente formula.
.
ESPERO QUE LES HAYA GUSTADO!!! ADIOS!!!
