propiedades de los materiales

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propiedades de los materiales

  1. 1. FACULTAD MECÁNICA ESCUELA ING. INDUSTRIAL MATERIALES TRABAJO PREPARATORIO GUILLERMOVERDEZOTO ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
  2. 2. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Se definen 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. Estas características vienen determinadas por la estructura interna del material (componentes químicos presentes y forma de unión de los átomos).
  3. 3. PROPIEDADES MECÁNICAS Las propiedades mecánicas representan el comportamiento de los materiales sometidos a esfuerzos de empleo. DUREZA La dureza es la resistencia que opone un material a la penetración de un cuerpo exterior. Para probar la dureza pueden utilizarse tres métodos: a) Brunei.- para durezas no elevadas. b) Rockwell.- para durezas elevadas. c) Vickers.- deja huellas muy pequeñas
  4. 4. PROPIEDADES MECÁNICAS RESISTENCIA MECÁNICA Es la capacidad de un material de soportar los esfuerzos que tienden a deformarlo o a romperlo. Los esfuerzos pueden ser: TRACCIÓN.- La tracción es la acción a la que se somete una pieza cuando se ve sujeta a fuerzas contrarias axiales divergentes, como por ejemplo los tornillos. COMPRESIÓN.- La resistencia a la compresión en casi todos los materiales equivale a la resistencia a la tracción. FLEXIÓN.- El esfuerzo de flexión puede determinar una deformación permanente o temporal de la pieza examinada. TORSIÓN.- Están sujetos a torsión todas las piezas de transmisión o de conexión que se ponen en rotación. CORTE.- La resistencia al corte puede ser un factor positivo o negativo. Positivo cuando esta resistencia contribuye a la funcionalidad de los órganos mecánicos, como por ejemplo pernos para ganchos de remolque o pernos para juntas de seguridad. Negativo en todos esos casos en que esta resistencia se opone al mecanizado como por ejemplo el corte de las chapas.
  5. 5. TRACCIÓN CORTE COMPRESIÓN TORSIÓNFLEXIÓN
  6. 6. PROPIEDADES MECÁNICAS
  7. 7. PROPIEDADES MECÁNICAS
  8. 8. PROPIEDADES MECÁNICAS
  9. 9. PROPIEDADES TECNOLÓGICAS Las propiedades tecnológicas representan el comportamiento de los materiales sometidos a distintos procesos de mecanizado. SOLDABILIDAD Es la característica que presentan algunos materiales de unirse si se calientan adecuadamente y se comprimen entre sí.
  10. 10. PROPIEDADES TECNOLÓGICAS MAQUINABILIDAD TEMPLABILIDAD Es la propiedad que tienen algunos materiales metálicos para cambiar su dureza, cuando, tras haberlos calentado a una cierta temperatura, se sumergen en un fluido de refrigeración (agua, aceite, aire, etc.).
  11. 11. PROPIEDADES QUÍMICAS RESISTENCIA A LA OXIDACIÓN Cuando un material se combina con el oxígeno, transformándose en óxidos más o menos complejos, se dice que experimenta una reacción de oxidación. De una forma esquemática, se puede representar el proceso de oxidación de la siguiente manera: Material + Oxígeno = Óxido del material ± energía
  12. 12. RESISTENCIA A LA CORROSIÓN Es la capacidad de resistir a la acción corrosiva de los agentes exteriores y varía mucho en función del metal. La corrosión se debe a reacciones químicas o electroquímicas que tienden a disgregar el material transformándolo en óxidos, como por ejemplo: herrumbre. El fenómeno de corrosión se detiene preferentemente aplicando tratamientos superficiales de protección, como por ejemplo: pintura, cromado, etc. PROPIEDADES QUÍMICAS
  13. 13. COMPOSICIÓN QUÍMICA La composición química de los materiales afecta a los sectores de la fundición, el mecanizado y el campo de empleo. Esta composición, indicada a menudo por la sigla del material, es el factor que diversifica las características mecánicas, tecnológicas y físicas de la mayor parte de los materiales. TOXICIDAD.-Es el carácter nocivo de los materiales para el medio ambiente o los seres vivos. PROPIEDADES QUÍMICAS
  14. 14. PROPIEDADES TÉRMICAS DILATACIÓN Y CONTRACCIÓNTÉRMICA La dilatación térmica es el aumento de volumen que sufre un cuerpo siempre que se incrementa su temperatura. El fenómeno de contracción es el inverso de la dilatación de los metales y es importante en la fundición para la fabricación de los moldes que dan origen a las coladas. PUNTO DE FUSIÓN O SOLIDIFICACIÓN El punto de fusión es la temperatura a la que el material pasa del estado sólido al estado líquido. La temperatura del punto de fusión corresponde aproximadamente a la de solidificación. Estas características se aprovechan sobre todo en el campo de la fundición o de la soldadura.
  15. 15. PROPIEDADES TÉRMICAS CONDUCTIBILIDADTÉRMICA Es la aptitud de los materiales a propagar con facilidad el calor. Todos los metales que conducen el calor con facilidad son también buenos conductores de electricidad. Estas características asumen especial importancia en las soldaduras y en los tratamientos térmicos, o en ciertas aplicaciones como radiadores, etc. CAPACIDAD CALORÍFICA.- de una sustancia se define como la cantidad de calor necesaria para elevar 1ºC su temperatura. Al multiplicar por la masa molecular de la sustancia se obtendría la capacidad calorífica molar, menos usada en ingeniería.
  16. 16. PROPIEDADES FÍSICAS Las propiedades físicas se deben al ordenamiento en el espacio de los átomos de los materiales. DENSIDADY PESO ESPECÍFICO Se denomina densidad a la relación existente entre la masa de una determinada cantidad de material y el volumen que ocupa. Su unidad en el Sistema Internacional es el kg/m3. La magnitud inversa de la densidad se conoce como volumen específico. Por peso específico se entiende la relación existente entre el peso de una determinada cantidad de material y el volumen que ocupa. Su unidad en el SI es el N/m3. Para determinadas aplicaciones, como por ejemplo en el caso de la navegación aérea, estas propiedades resultan determinantes para elegir uno u otro material.
  17. 17. Todas las sustancias, en mayor o menor grado, son conductoras de la corriente eléctrica y también, según ciertas características de construcción y naturaleza, ofrecen una resistencia al paso de la corriente. PROPIEDADES ELÉCTRICAS Conductividad eléctrica: Un material tiene alta conductividad eléctrica cuando deja pasar la corriente eléctrica por él. Entonces decimos que es conductor. En caso contrario hablamos de materiales aislantes. Como materiales conductores se distinguen los metales, y como materiales aislantes los plásticos. La resistencia eléctrica de un material conductor depende, entre otros factores, de su naturaleza; es decir, de la presencia de electrones móviles en los átomos y de su grado de movilidad ante la acción de un campo eléctrico. Esta propiedad, específica de cada sustancia, se denomina resistividad ; se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente un elemento de ese material de 1 metro de longitud y de 1 𝑚2 de sección. Se mide en Ohm.
  18. 18. PROPIEDADES MAGNÉTICAS
  19. 19. PROPIEDADES MAGNÉTICAS Teniendo en cuenta su comportamiento frente a un campo magnético exterior, los materiales se pueden clasificar en tres grupos diferentes: • Materiales diamagnéticos. Se oponen al campo magnético aplicado, de tal forma que en su interior el campo magnético es más débil. Son materiales diamagnéticos: bismuto, mercurio, oro, plata, cobre, sodio, hidrógeno, nitrógeno, etc. • Materiales paramagnéticos. El campo magnético en su interior es algo mayor que el aplicado; ejemplos de materiales paramagnéticos son el aluminio, magnesio, platino, paladio, oxígeno, etc. • En el interior de los materiales ferromagnéticos. El campo magnético es mucho mayor que el exterior. Estos materiales se utilizan como núcleos magnéticos en transformadores y bobinas en circuitos eléctricos y electrónicos; los más importantes son el hierro, el cobalto, el níquel y sus aleaciones, así como los óxidos de hierro conocidos frecuentemente como ferritas y utilizados en circuitos electrónicos.
  20. 20. PERMEABILIDAD MAGNÉTICA Algunos materiales se magnetizan cuando se coloca en un campo magnético. La capacidad de un material a ser magnetizado se llama permeabilidad magnética. Un ejemplo de esto es frotar un trozo de hierro con un imán. El hierro se convertirá en magnetizado y tener su propio campo magnético. PROPIEDADES MAGNÉTICAS
  21. 21. Se llama campo coercitivo al campo de sentido contrario necesario para anular el magnetismo remanente. INDUCCIÓN MAGNÉTICA En los experimentos con limaduras de hierro se puede comprobar que la mayoría de éstas quedan retenidas en los polos. A partir de una determinada distancia del imán, las limaduras ya no se orientan porque las fuerzas que actúan son excesivamente débiles. Por tanto, el efecto del campo magnético disminuye con la distancia. Por otro lado, si se pone en contacto un imán con un montón de clavos, se forman cadenas como si se prolongara el efecto de atracción. El campo magnético inducido transforma cada clavo en un pequeño imán que atrae a los otros. Las propiedades magnéticas desaparecen cuando se rompe el contacto en un punto de la cadena. PROPIEDADES MAGNÉTICAS
  22. 22. PROPIEDADES ÓPTICAS Cuando la luz incide sobre los cuerpos, éstos se pueden comportar de tres maneras distintas:  Los cuerpos opacos absorben o reflejan totalmente la luz, impidiendo que pase a su través.  Los cuerpos transparentes transmiten la luz, por lo que permiten ver a través de ellos.  Por último, el tipo de cuerpos denominados translúcidos dejan pasar la luz, pero impiden ver los objetos a su través. Al incidir la luz sobre la superficie de un cuerpo, una parte de ella se refleja; parte se transmite a través del cuerpo; otra parte se difunde, es decir, sufre una reflexión no especular en múltiples direcciones y, por último, la luz restante la absorbe el cuerpo, aumentando su energía interna.

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