Introducción a las Propiedades de los Materiales

Propiedades Mecánicas

Dureza

Es la resistencia de un cuerpo a ser rayado o penetrado por otro. El material más duro conocido es el Diamante.

Blando

Poca resistencia que ofrece un cuerpo a ser rayado por otro. Ejemplo: Yeso.

Tenacidad

Es la capacidad que tiene un material para soportar la mayoría de los esfuerzos a los que es sometido.

Se dice de aquel metal, que posee un valor elevado en el módulo de Young o Módulo de elasticidad.

Resistencia que opone un cuerpo a romperse por un impacto. Opuesto es frágil. Ejemplo: Madera

Fragilidad

Es la facilidad de un cuerpo para romperse por el impacto. Ejemplo: Vidrio.

Elasticidad

Capacidad de los cuerpos de recuperar su forma original tras una deformación. Opuesto: plasticidad. Ejemplo: Goma.

Plasticidad

Propiedad del cuerpo por la que una deformación se hace permanente. Ejemplo: Arcilla fresca.

Maleabilidad

Propiedad que presentan los cuerpos a ser labrados por deformación. Permite la obtención de delgadas láminas de material sin que este se rompa. No existe método para cuantificar. Ejemplo: Oro. (Es la capacidad de un material para formarse en láminas).

Ductilidad

Propiedad que presentan algunos metales cuando bajo la acción de una fuerza pueden estirarse sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos. (Es la capacidad de un material para formarse en alambre o hilos).

Fatiga

Es la falla de un material al someterse a esfuerzos cíclicos o repetitivos.

Esfuerzo

Es una relación entre Fuerza y el Área.

Propiedades Ópticas

Opaco

Impide el paso de la luz.

Traslúcido

Deja pasar la luz, pero no deja ver nítidamente los objetos.

Transparente

Cuerpo a través del cual pueden verse los objetos claramente.

Clasificación de los Materiales

1. Metales

Buena Conductividad Eléctrica y Térmica, alta resistencia, rigidez, ductilidad y tenacidad.

2. Cerámicos

Baja Conductividad Eléctrica y térmica, usados como aislantes, fuertes y de muy alta dureza, aunque frágiles y quebradizos. El material cerámico representativo es el Vidrio.

3. Polímeros

Grandes estructuras moleculares, baja Conductividad Eléctrica y térmica, reducida resistencia.

4. Semiconductores

Conductividad Eléctrica puede controlarse, muy frágiles. Uso en dispositivos electrónicos.

5. Materiales Compuestos

Se obtienen por unión de metales por arriba de su punto de fusión.

Clasificación de la IHA (Instituto del Hierro y del Acero)

Clasifica productos metalúrgicos en: aleaciones ferreas, aleaciones ligeras, aleaciones de cobre y aleaciones varias.

Aleaciones Ferreas

Llamados productos siderúrgicos, pueden clasificarse en: hierro, aceros, fundiciones, ferroaleaciones, aleaciones ferreas especiales y conglomerados ferreos.

1. Hierro

Aplicaciones en la industria eléctrica.

2. Acero

Aleación de hierro y carbono. A mayor % de carbono, mayor será la resistencia y dureza, pero más frágil y menos dúctil. Formas comerciales: barras, platinas, perfiles.

3. Fundición

Aleación de hierro y carbono, carbono en proporción superior al 1.76%. Pueden ser: negras, grises, blancas y atruchadas.

4. Ferroaleaciones

Productos siderúrgicos, contienen además del hierro uno o varios elementos. Pueden ser: ferromanganesos, ferrocromos, ferrosilicios, ferrovanadios.

5. Aleaciones Ferreas Especiales

Contienen hierro como metal base.

6. Conglomerados Ferreos

Productos obtenidos para la unión entre sí, de partículas de sustancias ferreas que resulte una masa compacta.

Aluminio

Metal de color blanco plateado, es ligero, dúctil y maleable, buen conductor eléctrico y del calor. Hay dos clases: puro y técnico.

Cobre

Forma compuestos minerales, solo se oxida superficialmente y su color rojizo se vuelve verdoso, muy maleable. Aplicaciones: fabricación de hilos, cables, láminas.

Zinc

Metal de color blanco azulado, a temperatura ambiente en muy maleable, poco tenaz. Aplicaciones: forma latón, recubre y protege contra el óxido la chapa de hierro, se usa en canalones y electrodomésticos.

Estaño

Estructura cristalina, muy maleable, puede ser laminado en hojas de papel. Aplicaciones: En forma de papel para conservación de alimentos, industria eléctrica.

Plomo

Metal gris azulado, pesado, dúctil, maleable, blando. Aplicaciones: Placas de baterías, alambres, fusibles, perdigones, soldaduras blandas.

Magnesio

Metal maleable, poco tenaz y ligero. Aplicaciones: industria mecánica, forma aleaciones ligeras usadas en industria aeronáutica.

Procesos de Fabricación

(Proceso industrial, manufactura, producción): conjunto de operaciones necesarias para modificar las características de las materias primas.

Fundición

Proceso de fabricación de piezas, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.

Pulvimetalurgia

Proceso que partiendo de polvos finos y tras su compactación, se calientan en atmósfera controlada (sinterizado) para la obtención de la pieza. Rodamientos, árboles de levas, guías de válvulas, filtros.

Moldeo por Inyección

Proceso semicontinuo que consiste en inyectar un polímero en estado fundido en un molde cerrado a presión y frío. En el molde el material se solidifica. La pieza se obtiene al abrir el molde y sacar de la cavidad la pieza. Bloques LEGO y juguetes, componentes de autos, aviones y naves espaciales.

Moldeo por Soplado

Se producen objetos de plástico huecos como botellas. Proceso semicontinuo que incluye 2 pasos: extrusión del polímero fundido e inflado del tubo en un molde. Botellas de vidrio.

Extrusión

Acción de dar forma o moldear una masa haciéndola salir por una abertura especialmente dispuesta.

Moldeo por Compresión

Proceso de conformado de piezas, el material es introducido en un molde abierto al que se le aplica presión para que el material adopte la forma del molde y calor para que el material reticule. Para procesar compuestos de madera y plásticos, que se usan en techos y pisos.

Laminación

Método de mecanizado, utilizado para crear láminas o chapa de metal. Laminación a temperaturas bajas (laminado en frío).

Forja

Consiste en dar forma al metal por medio del fuego y del martillo. Contiene una fragua para calentar los metales, un yunque y un recipiente. Se modela el metal por deformación plástica.

Calandrado

Proceso de conformado que consiste hacer pasar un material sólido a presión entre rodillos de metal generalmente calientes que giran en sentidos opuestos. Se obtienen láminas de espesor controlado. Se aplica a metales, fibras textiles, papel y polímeros.

Mecanizado

Proceso de fabricación que comprenden un conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante remoción de material, por arranque de viruta o por abrasión.

Mecanizado por Arranque de Viruta

El material es arrancado o cortado con una herramienta, dando lugar a un desperdicio. La herramienta consta de filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. Se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión) y acabado (eliminación de poco material con mucha precisión).

Mecanizado por Abrasión

Abrasión es la eliminación de material desgastando la pieza en pequeñas cantidades. Este proceso se realiza por la acción de la muela abrasiva.

Taladro

La pieza es fijada sobre la mesa del taladro, la herramienta llamada broca realiza el movimiento de corte giratorio y de avance lineal.

Torno

Máquina herramienta de mecanizado, la pieza se fija en el plato del torno, que realiza el movimiento de corte girando sobre su eje, la cuchilla realiza el movimiento de avance eliminando el material en los sitios precisos.

Torneado Exterior

Cilindrado, refrentado, ranurado, roscado, segado.

Torneado Interior

Taladrado, mandrinado, ranurado, mandrinado cónico y esférico, refrentado interior, chaflanado interior.

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