Este documento describe las principales propiedades de los materiales, incluyendo propiedades químicas, físicas, mecánicas y de fabricación. Explica cómo estas propiedades afectan la elección de materiales para diferentes aplicaciones, como un destornillador que requiere un material duro pero no caro, o álabes de turbina que necesitan ser ligeros, resistentes al calor y la corrosión. En general, la selección de materiales depende de equilibrar las demandas mecánicas, químicas y de

1. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

3. PROPIEDADES
QÚÍMICAS
PROPIEDADES
FÍSICAS
PROPIEDADES
MECÁNICAS
PROPIEDADES DE
FABRICACIÓN
PRECIO Y
DISPONIBILIDAD
PROPIEDADES
ESTÉTICAS
MATERIAL Y DISEÑO
Todas las propiedades de un determinado material condicionan la elección y el
diseño a la hora de construir un objeto con una finalidad concreta.

4. PROPIEDADES QUÍMICAS
Uno de los factores que limita la vida de los materiales es la
alteración química que puede sufrir por procesos de oxidación o
corrosión. Es muy importante conocer como se comportan los
materiales frente a procesos de este tipo:
Oxidación: material + oxígeno = óxido del material + energía
Se oxida la superficie del material y a veces, esta capa de óxido
protege al resto (como le pasa al cobre) o en aleaciones como la
que se forma al añadir cromo al acero, este material añadido se
oxida primero y forma una capa que frena la oxidación del resto
de material
Cuando el ambiente es húmedo se denomina corrosión. La capa
de óxido se puede desprender del material.

5. PROPIEDADES FÍSICAS
● Densidad: Relación entre masa y el volumen. (kg/m3). Propiedad
fundamental en aeronaútica, por ejemplo.
● Conductividad eléctrica, cables o conductores deben tener resistencia
baja, elementos calefactores resistencia elevada.
● Dilatación térmica: La mayoría de los materiales aumentan de tamaño con
el calor. L =L0
(1 + α ַ∆t ). α, coeficiente de dilatación lineal.
Conductividad térmica: Indica cómo se comporta un material frente a la
transmisión de calor.
● Propiedades magnéticas: Ferromagnéticos (aumentan el campo
magnético, hierro, cobalto o níquel) o no
● Propiedades ópticas: Opacos, transparentes o translúcidos.

6. PROPIEDADES MECÁNICAS
● Indican como se comporta un material cuando se somete a fuerzas exteriores. Se
determinan mediante ensayos.
– Ensayo de tracción: Se utiliza para comprobar cómo se comporta un determinado material ante
un esfuerzo de este tipo.
– Ensayos de dureza, La dureza se define como la resistencia de un material a ser rayado o
penetrado, por tanto, mide la cohesión entre los átomos del material.
– Fatiga. Situación a la que se encuentran algunas piezas de motores, puentes, ejes,... sometidas a
pequeñas fuerzas pero que se repiten de forma cíclica a lo largo del tiempo.
– Fluencia. Para elementos sometidos a altas temperaturas como calderas, turbinas, reactores, y
que se deforman plásticamente debido al calor y a una carga constante.
– Fricción. Cuando dos piezas se encuentran en contacto directo y en movimiento. Hay una
constate denominada coeficiente de rozamiento entre ambos materiales. Por ejemplo en el caso
de los neumáticos-asfalto ese coeficiente de rozamiento debe ser alto mientras que en el caso de
un cojinete/eje el coeficiente de rozamiento debe ser bajo.

7. PROPIEDADES MECÁNICAS,
ENSAYO DE TRACCIÓN
● ENSAYO DE TRACCIÓN. Mediante una máquina de ensayos se
deforma una muestra o probeta del material a estudiar, aplicando la
fuerza en el sentido del eje de la muestra. A medida que se va
deformando la muestra, se va registrando la fuerza (carga),
llegando generalmente hasta la fractura de la pieza. Así pues, el
resultado inmediato es una curva de carga frente a alargamiento, o
de tensión y deformación
En la curva podemos
distinguir dos regiones:
- Zona elástica: La región
a bajas deformaciones
(hasta el punto P), donde
se cumple la Ley de Hooke:
σ = E ε (E = modulo elástico).
- Zona plástica: A partir del
punto P, se pasa de
deformación elástica a
plástica

8. PROPIEDADES MECÁNICAS,
ENSAYO DE TRACCIÓN.
● Un material dúctil es un material que puede soportar mucha
deformación plástica antes de romperse. Lo contrario es un
material frágil, que no soporta la deformación y se rompe. Sus
gráficas comparadas en un ensayo de este tipo serían algo
así:

9. PROPIEDADES MECÁNICAS,
ENSAYOS DE DUREZA
● ENSAYOS DE DUREZA: La dureza se define como la resistencia
de un material a ser rayado o penetrado, por tanto, mide la
cohesión entre los átomos del material.
● En geología se usa la escala de Mohs, que consiste en la
capacidad de unos minerales de rayar a otros, tomando 10 de ellos
como referencia. El 1 es el talco y el 10 el diamante.
● Con los metales se usan otros métodos que consisten en aplicar
una fuerza con una pieza denominada penetrador y medir la huella
que deja. el método Brinell, el método Vickers y los métodos
Rockwell.

10. PROPIEDADES DE FABRICACIÓN
● Informan sobre la capacidad de un determinado
material de someterse a determinadas operaciones
industriales:
– Maleabilidad: si se puede estirar en forma de láminas.
– Ductilidad: se pueden formar hilos.
– Forjabilidad: si admite ser forjado (dar forma a partir de calor
y golpeado)
– Maquinabilidad. Si se le puede dar forma aplicando
procesos de arranque de viruta de material.

11. OTRAS PROPIEDADES
● SENSORIALES:
– Acabado superficial y textura.
– Características acústicas y olorosas
● ECOLÓGICAS:
– Reciclabilidad.
– Daño medioambiental.
● ECONÓMICAS.
● DISPONIBILIDAD.

12. PROPIEDADES MÁS CARACTERÍSTICAS DE
LOS MATERIALES

13. EJEMPLOS, UN
DESTORNILLADOR
● La hoja del destornillador debe ser resistente,
duro y no debe deformarse al intentar apretar un
tornillo. Debe mantenerse bien afilado. No debe
ser excesivamente caro. Se utiliza un acero con
alto contenido de carbono.
● El mango debe poseer textura, tacto y aspecto
agradable. Al tener mayor sección que la hoja,
los esfuerzos que soporta son menores. Se
utilizan algunos polímeros debido a su precio,
resistencia y facilidad de fabricación.

14. EJEMPLOS, ÁLAVES DE LA
TURBINA DEL REACTOR DE UN
AVIÓN
Debe ser un material
resistente y ligero. Debe
resistir la fatiga y el
desgaste superficial y a altas
temperaturas. También debe
ser resistente a la corrosión.
La densidad del material
debe ser lo más baja
posible. Se utiliza una
aleación de titanio.

15. OTROS EJEMPLOS: