Materiales cotidianos

1. PRÁCTICA 3:
PROPIEDADES MECÁNICAS
DE MATERIALES
COTIDIANOS
ASIGNATURA: CIENCIA DE MATERIALES
18/10/2018
Jorge Fernández Zorzano

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1. MATERIALES UTILIZADOS .....................................................................................................3
2. OBJETIVOS DEL ENSAYO .......................................................................................................4
3. RESULTADOS OBTENIDOS.....................................................................................................4
4. REFERENCIAS........................................................................................................................6

3. 3
1. MATERIALES UTILIZADOS
Para la realización de la práctica se requiere el uso de tres objetos de uso cotidiano de tres
materiales predominantes diferentes; uno metálico, otro cerámico y el último polímero.
Los objetos seleccionados son:
- METÁLICO: varilla roscada de acero, una material formado por una aleación de hierro y
carbono. Es duro, muy tenaz, relativamente dúctil y maleable y con alta temperatura
de fusión. El objeto podría ser fabricado también con acero inoxidable (para prevenir
la corrosión), con titanio (para aplicaciones tecnológicas concretas como la industria
aeroespacial), con un material plástico (más ligero, aunque menos resistente), con
hierro (material más barato) …
Dimensiones: largo 100 mm y
diámetro 3 mm.
- CERÁMICO: baldosa de gres porcelánico, un material formado principalmente por sílice
(SiO2) en un 47% y alúmina (Al2O3) en un 38%. Es un material muy duro y resistente a la
tracción, abrasión y bajas temperaturas. Las baldosas también pueden ser de terrazo
(material más barato utilizado mucho en el pasado), porcelana (material muy frágil y
decorativo), cerámica (material más barato, bastante resistente en función de su
grosor y con un uso muy extendido en la actualidad) ...
Dimensiones (baldosa original): 25x25 cm
- POLÍMERO: carcasa para móvil de ácido poliláctico (PLA), material usado en
impresoras 3D, es un material muy dúctil, con baja temperatura de fusión y
relativamente duro a temperatura ambiente. También se podría fabricar de silicona

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(material barato y flexible), cristal templado (más caro, pero muy resistente frente a
golpes y arañazos), gel (material barato y flexible, similar a la silicona) …
Dimensiones: 140x70x7 mm
dimensiones
2. OBJETIVOS DEL ENSAYO
- Realizar una comparativa entre los tres materiales de diferentes propiedades
mecánicas: dureza, rigidez, fragilidad, ductilidad y tenacidad; comparándola con
valores consultados de estas propiedades.
- Proponer una alternativa para fabricar el objeto con otro material con el objetivo de
mejorar algunas de sus propiedades o su precio.
3. RESULTADOS OBTENIDOS
Acero PLA Gres
Dureza 1 3 2
Rigidez 3 2 1
Fragilidad 3 2 1
Ductilidad 2 1 3
Tenacidad 1 3 2
Comparativa realizada únicamente con la observación y experiencia previa con los
materiales, sin consultar datos. El 1 refleja mayor valor de la propiedad observada y el 3
menor.
Posteriormente se buscan en tablas y gráficas los valores reales de estas magnitudes para
estos materiales, en el caso del gres se buscan los de sus dos componentes principales y se
hace una media ponderada. Para el caso de la dureza se usa un convertidor de escalas para
obtener todos los datos en la misma. Para la fragilidad se toman los datos de elasticidad y
se ordenan los materiales en orden inverso, para más elasticidad menor fragilidad.

5. 5

6. 6
Acero PLA Gres
Dureza [HB] escala Brinell 250 15 1485
Rigidez [N/m] 189.6 2.3 68.5
Fragilidad (elasticidad [MPa]·104
) 10 0.032 31.6
Ductilidad [%] de elongación 30 100 0
Tenacidad [MPam1/2
] 50 1.5 4
Con los datos reales realizamos de nuevo la comparativa ordenando los materiales por sus
propiedades:
Acero PLA Gres
Dureza 2 3 1
Rigidez 1 2 3
Fragilidad 2 3 1
Ductilidad 2 1 3
Tenacidad 1 3 2
Se observan diferencias entre los datos que se habían supuesto únicamente por
observación de los materiales y los datos realizados con valores reales.
Se propone un cambio de material para cada objeto:
- Para la varilla de acero: se propone su fabricación en acero inoxidable, mejorando la
resistencia a la corrosión de este objeto, puesto que las aleaciones de hierro son
fácilmente oxidables y podrían provocar problemas de funcionamiento en el lugar en
que este colocadas.
- Para la baldosa de gres: podría sustituirse por una de cerámica, tendría una dureza
bastante elevada, aunque menor que la de gres, pero su precio sería bastante más
económico.
- Para la funda de móvil de PLA: se podría sustituir por silicona, sería un material más
elástico y más económico, aunque menos duro.
4. REFERENCIAS
- https://ingemecanica.com/tutoriales/tabla_dureza.html
- https://es.wikipedia.org/wiki/Porcelanato
- https://www.cemausa.com/docs/DUREZA.pdf
- Material proporcionado por la profesora para la realización de la práctica.