1. MATERIALES DE USO TÉCNICO.
MATERIALES; ELECCIÓN DE UN MATERIAL.
PROPIEDADES GENERALES. PROPIEDADES
MECÁNICAS, ENSAYOS.
1. ELECCIÓN DE UN MATERIAL:
Cuando seleccionamos un material para una determinada aplicación y queremos
conocer como se va a comportar se recurre al estudio de sus propiedades y
características técnicas. Estas propiedades dependen de
los átomos y moléculas que lo forman y de cómo se
agrupan y se distribuyen.
Algunos materiales son muy conocidos y se saben
cuales son sus propiedades y cual va a ser su
comportamiento en su aplicación posterior, no obstante
para todos los materiales que se utilizan en la
fabricación de los diferentes productos, es necesario
hacer un análisis amplio de todas las propiedades y
características para elegir el que mejor se adapte a
nuestras exigencias y posibilidades de trabajo, económicas, de espacio, etc.
Para elegir un material de forma adecuada se deben valorar los siguientes
parámetros, es decir que cosas debemos de tener en cuenta:
PROPIEDADES: se tendrán en cuanta las propiedades
físicas, químicas, mecánicas, etc. del material, es decir
su dureza, su elasticidad, su peso, si es conductor o
aislante, si es o no transparente, etc.
(estas propiedades las veremos en el
siguiente punto)
FORMA DE TRABAJO: también hemos de tener en cuenta si
ese material se puede trabajar con facilidad, si tenemos las
herramientas y maquinas necesarias para trabajar con el, etc.
PROVISION: hay que tener
muy en cuenta si es o no un
material abundante, si se puede adquirir con
facilidad en el mercado, si se puede utilizar
material de desecho, etc.
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2. PRECIO: muy importante es conocer el precio del
material, ya que va a condicionar el precio del
producto elaborado, también hay que tener en cuenta el
precio o el coste del mantenimiento posterior del
material.
MEDIOAMBIENTE: no hay que olvidar el
comportamiento, de este material utilizado,
sobre el medioambiente; si es o no tóxico, si se
puede reciclar, si es biodegradable, etc.
ACTIVIDAD 1:
Vuelve a leer este apartado y relaciona los parámetros a tener en cuenta a la hora
de elegir un material con las propiedades o características a los que hacen
referencia.
• Comprobar que el material
PRECIO
sea reciclable.
• Saber si el material conduce
MEDIOAMBIENTE
la corriente eléctrica.
• Podemos encontrar el
FORMA DE TRABAJO material elegido con
facilidad en le mercado.
• Hay que estudiar las
máquinas y herramientas
PROPIEDADES
que tenemos para dar forma
al material.
• Coste del mantenimiento
PROVISIÓN del material tras la
construcción del objeto.
ACTIVIDAD 2:
Completa el texto siguiente, relee el epígrafe anterior:
Cuando seleccionamos un………… para una determinada aplicación y queremos
conocer como se va a comportar se recurre al estudio de sus…………….. y
características ………… Estas propiedades dependen de los……………
y…………….que lo forman y de cómo se agrupan y se distribuyen.
Algunos materiales son muy conocidos y se saben cuales son sus propiedades y
cual va a ser su comportamiento en su………… posterior, no obstante para todos
los materiales que se utilizan en la…………. de los diferentes productos, es
necesario hacer un…………….. amplio de todas las propiedades y características
para elegir el que mejor se adapte a nuestras …………. y posibilidades de
………….., …………….., de espacio, etc.
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3. 2. PROPIEDADES GENERALES:
Ahora que ya sabemos los parámetros que hay que analizar para elegir
correctamente un material vamos a conocer cuales son las propiedades generales
de los materiales que nos van a ayudar a conocer en profundidad el material, para
elegirlo correctamente.
2.1. Propiedades físicas: definen el comportamiento de un material en función
de la estructura y ordenación de los átomos que lo componen, las más
importantes son:
Comportamiento del
material frente a la
ELECTRICAS
electricidad, puede ser
aislante o conductor
Si el material atrae o es
MAGNÉTICAS atraído por imanes o
partículas de hierro.
Si aísla del calor y del
TÉRMICAS frío, si soporta bien las
altas temperaturas.
Como se comporta el
material frente a la luz, si
OPTICAS
es transparente, opaco,
refleja o absorbe la luz.
2.2. Propiedades químicas: se refieren a la composición química del material y
a la resistencia a la agresión de agentes químicos y ambientales:
Deterioro del material por
OXIDACION el efecto de la
meteorología.
Como le afecta al
CORROSIÓN material el contacto con
productos químicos.
Como reacciona el
ACIDEZ /BASICIDAD material en contacto con
sustancias ácidas.
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4. 2.3. Tecnológicas y de fabricación: son las que hacen que un material pueda ser
utilizado en un proceso de fabricación:
Posibilidad de fundirse y
COLABILIDAD adaptarse a un molde
para darle forma.
Si se le puede dar forma
MECANIZADO con máquinas y
herramientas.
Mejorar su dureza y
resistencia calentando y
TEMPLABILIDAD
enfriando el material
(sólo metales)
2.4. Internas: características de un material:
Es la relación entre la
masa y el volumen de un
material. El mismo peso
DENSIDAD
ocupa diferente Volumen
si utilizamos otro
material
Relacionado con la
densidad, es la fuerza
necesaria para mover un
PESO ESPECÍFICO
peso de un material en
relación al volumen que
ocupa.
2.5. Externas: no dependen del material, sino de otros aspectos relacionados con
la utilidad posterior; los sentidos, el precio, etc.:
Depende del gusto del
consumidor, el color, la
ESTÉTICA
textura, el diseño, etc.
Ejemplo la seda
El coste del material
PRECIO
condiciona su elección.
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5. Merecen tener una consideración especial, por su importancia, las propiedades
mecánicas, por lo que se detallarán en el siguiente apartado.
ACTIVIDAD 3:
Busca y escribe las distintas propiedades de los materiales (palabras en rojo y
mayúsculas de este apartado) en su grupo correspondiente:
TECNOLOGICAS EXTERNAS FISICAS INTERNAS QUIMICAS
3. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES:
El estudio de las propiedades mecánicas de un material tiene por finalidad
conocer como se va a comportar frente a las acciones o esfuerzos que a los que se
les va a someter en su uso, las más importantes son las
siguientes:
COHESIÓN: es la oposición de los átomos y moléculas de
los materiales a ser separados. (Ejemplo: la plastilina y el
barro tienen muy poca cohesión)
ELASTICIDAD: capacidad de un material a recuperar
su forma y dimensiones iniciales después de cesar el
esfuerzo al que estaba sometido. (Ejemplo: la goma,
los muelles,…)
PLÁSTICIDAD: es la cualidad de un material que una vez de
formado al ser sometido a una fuerza este material no recupera
su forma inicial, se dice que son materiales plásticos. (Ejemplo:
el barro, algunos plásticos, la cera, etc.)
DUREZA: oposición de un material a ser rayado o
penetrado (Ejemplo: el diamante es el material más duro ya
que puede rayar a todos los demás)
TENACIDAD: resistencia que
presenta un material para soportar esfuerzos que lo
deforman hasta su rotura.
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6. FRAGILIDAD: facilidad con que un material se rompe con
la acción de un golpe o un impacto (Ejemplo: el vidrio o la
cerámica)
FATIGA: es la capacidad de un material a soportar sin
romperse esfuerzos repetitivos. (Ejemplo: un eje de un motor,
un amortiguador, una correa de transmisión, etc.)
RESILIENCIA: Resistencia que ofrece un material a la rotura por
golpe o por impacto. (Ejemplo: el material del que se fabrican los
paragolpes de los vehículos o el metal de una campana)
ACTIVIDAD 4:
Localiza las 8 propiedades mecánicas de los materiales mencionadas en este
apartado.
R E S I L I E N C I A Q W F A
S D F G H J K L Ñ A S D F A G
H J K L Z Ñ X C V T B N M T Z
X C V B Q W E N M E R T Y I C
Q W E R T Y U I O N P A S G O
P L A S T I C I D A D D F A H
A S D F G H J K L C Ñ D Q W E
E R T Y U I O P A I S U D F S
G H J K L Ñ Z X C D A R S D I
F G H J K L M N B A V E C A O
F R A G I L I D A D Z Z X C N
Z X E L A S T I C I D A D B N
4. ENSAYOS DE MATERIALES:
Los ensayos son un conjunto de pruebas destinadas a conocer el comportamiento
de los materiales frente a unas determinadas condiciones de trabajo. Sirven para
determinar la calidad del material y para detectar posibles fallos.
Hay dos tipos de ensayos; los destructivos, en los que el material al que se le
somete al ensayo queda inservible y no destructivos, aquellos que el material
puede ser utilizado después del ensayo.
Vamos a ver solamente cuatro ensayos que son los más comunes y fáciles de
comprender:
- Ensayo de TRACCIÓN: se somete a una probeta (una barra
de material) a un esfuerzo de tracción, es decir se tira de la
probeta en direcciones opuestas hasta ver la fuerza que
soporta sin estirarse y posteriormente estirarse sin romperse.
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7. - Ensayo de RESILIENCIA: Sirve para determinar la resistencia a los golpes o
impactos bruscos de un material. Se mide con una máquina llamada Péndulo de
Charpy.
- Ensayo de DUREZA: se utiliza para saber la resistencia de un material a ser
rayado o penetrado y se realiza
midiendo la fuerza que se precisa
para rayar cada material con un
objeto punzante y midiendo
también la profundidad de la raya
o la penetración. Se establece una
escala de dureza que va del uno el talco como más blando al 10 el diamante
como material más duro de la naturaleza, esta escala se llama escala de Mohs.
- Ensayo de FATIGA: se someten los materiales a esfuerzos en máquinas que
reproducen artificialmente el mismo trabajo que va a realizar el material en el
producto definitivo, de esta manera se puede saber cada cuanto tiempo hay que
cambiar la correa del coche antes
de que se rompa o cuando hay
que cambiar el cable de un
ascensor, etc.
ACTIVIDAD 5:
Responde si son verdaderas o falsas las siguientes frases, marca con una X en la
casilla correspondiente.
V F
El péndulo de Charpy es una máquina para ensayar la dureza de los
materiales.
En los ensayos de tracción se somete a una probeta a fuerzas de
dirección opuesta hasta ver cuando se estira y se rompe.
La escala de Mohs refleja la fatiga de los distintos materiales de la
naturaleza.
La plasticidad es la propiedad de un material para recuperar su forma
y dimensiones iniciales, después de un esfuerzo.
La tenacidad es la resistencia de un material a soportar esfuerzos que
lo deforman hasta su rotura.
El vidrio es un material frágil.
La corrosión es una propiedad física de los materiales.
El precio es una propiedad de los materiales que no es importante si
el material es bueno.
Una de las propiedades tecnológicas es la colabilidad.
La capacidad de conducir la corriente eléctrica es una propiedad
física.
CPR de Avilés: Modificado para alumnos/as IES Chaparil
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