Propiedades de Los Materiales

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE NUEVO LAREDO

Alumno:

Heber Alejandro Garcia Villasana - No. de Control: 15100317

Carrera:

Ingeniería Industrial

Maestro:

Ing. Sonia Olena Guerrero Torres

Materia:

Propiedad de los Materiales

Tema:

“Investigación de Conceptos, Unidad 3”

Fecha:

Lunes, 06 de marzo del 2016

UNIDAD 3

“PROPIEDADES DE LOS MATERIALES”

Conjunto de características que hacen que el material se comporte de una manera

determinada ante estímulos externos como la luz, el calor, la fuerza, etc.,

(acciones físicas, químicas, mecánicas, etc.).

Estas diferencian a un material de otro. Determinan también que un objeto este

fabricado de un determinado material.

3.1. Eléctricas y Magnéticas

Propiedades Eléctricas

Definen el comportamiento de los materiales frente a la corriente eléctrica.

Resistencia eléctrica

La principal propiedad eléctrica es la resistencia eléctrica. La resistencia eléctrica

mide el grado de oposición de un material a ser atravesado por la corriente

eléctrica. Un material tiene una alta resistencia cuando presenta gran oposición a

ser atravesado por una corriente eléctrica.

Conductividad

La conductividad eléctrica es la capacidad de un medio o espacio físico de permitir

el paso de la corriente eléctrica a su través. También es definida como la

propiedad natural característica de cada cuerpo que representa la facilidad con la

que los electrones pueden pasar por él.

La capacidad de los materiales para conducir la electricidad depende de su

estructura y de la interacción de los átomos que los componen. Las partículas que

componen los átomos pueden tener distintos tipos de cargas, positivas (protones),

negativas (electrones) y neutras (neutrones).

Cuando un material sólido puede conducir la electricidad, lo hace desde sus capas

de electrones más externas. Los materiales sólidos conductores por excelencia

Heber Alejandro Garcia Villasana – 15100317 | 1

son los metales, como el cobre, que poseen un único electrón en su última capa

electrónica. En el caso de los semiconductores, es necesaria una inducción para

arrancar electrones. El otro tipo de materiales sólidos en los que no es posible

arrancar electrones son los llamados aislantes.

Los mecanismos de conducción eléctrica son muy diferentes en los llamados

superconductores y en los líquidos. Los superconductores conducen la electricidad

a muy bajas temperaturas en un estado cuántico macroscópico. En los líquidos, la

conducción de la electricidad se realiza a través de electrolitos y la corriente es

producida por el desplazamiento de átomos o moléculas completas ionizadas

positivas o negativas.

Los materiales se pueden clasificar como:

1. CONDUCTORES: Son aquellos con gran número de electrones en la Banda

de Conducción, es decir, con gran facilidad para conducir la electricidad (gran

conductividad). Todos los metales son conductores, unos mejores que otros.

2. SEMICONDUCTORES: Son materiales poco conductores, pero sus electrones

pueden saltar fácilmente de la Banda de Valencia a la de Conducción, si se les

comunica energía exterior. Algunos ejemplos son: el Silicio, el Germanio, el

Arseniuro de Galio; principalmente cerámicos.

3. AISLANTES O DIELECTRICOS: Son aquellos cuyos electrones están

fuertemente ligados al núcleo y por tanto, son incapaces de desplazarse por el

interior y, consecuentemente, conducir. Buenos aislantes son por ejemplo: la

mica, la porcelana, el poliéster; en lo que integran una gran cantidad de

materiales cerámicos y materiales polímeros.

CONDUCTIMETRIA DE LOS MATERIALES


Un método sencillo para medir la conducción eléctrica, está relacionado con la Ley

de Ohm Donde:

i=VR

i= La magnitud del flujo de corriente (A=C/s)

R= Resistencia a través del circuito (Ohms)

V= Voltaje (Volts)

Pero la resistencia depende de la geometría y del material

R= LA

Si Entonces

L aumenta R aumenta

A aumenta R disminuye

Resistividad vs Conductividad

La resistividad es una propiedad sensible a la microestructura.


Combinando

Donde

I/A es la densidad de corriente J (A/cm2 )

V/L es el campo eléctrico E(V/cm)

POTENCIA ELÉCTRICA

Es la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo

determinado. La unidad en el SI es el vatio o watt.

POTENCIA EN CORRIENTE CONTINUA

Cuando se trata de corriente continua (CC) la potencia eléctrica desarrollada en un

cierto instante por un dispositivo de dos terminales, es el producto de la diferencia

de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través

del dispositivo. Por esta razón la potencia es proporcional a la corriente y a la

tensión. Esto es, R V i


Donde:

I es el valor instantáneo de la corriente

V es el valor instantáneo del voltaje. Si I se expresa en amperios y V en

voltios, P estará expresada en watts (vatios). Igual definición se aplica

cuando se consideran valores promedio para I, V y P.

Cuando el dispositivo es una resistencia de valor R o se puede calcular la

resistencia equivalente del dispositivo, la potencia también puede calcularse como

CONDUCCIÓN EN POLÍMEROS

Los polímeros tienen una estructura de banda con una gran brecha de energía, lo

cual indica que su conductividad eléctrica es bien baja. Esto se debe a que los

electrones de valencia en estos tupos de materiales toman parte en enlaces

covalentes. Los polímeros por ello se utilizan en aplicaciones en los cuales se

requieren aislamiento eléctrico para evitar cortocircuitos y descargas. Los

polímeros en pocas palabras consisten en un buen material dieléctrico. No

obstante debido a la baja conductividad, en muchos casos suelen acumular

electricidad estática y crean campos electroestáticos que producen daños a los

materiales que aíslan debido a las pequeñas descargas contrarias que llegan a

causar.

CONDUCTIVIDAD EN LOS CERÁMICOS: PROPIEDADES DIELÉCTRICAS

La mayoría de los materiales cerámicos no son conductores de cargas móviles,

por lo que no son conductores de electricidad. Cuando son combinados con

fuerza, permite usarlos en la generación de energía y transmisión. No así una

subcategoría del comportamiento eléctrico aislante de los cerámicos la propiedad

dieléctrica. Un buen material dieléctrico es aquel que es capaz de mantener el

campo magnético a través de él y sin inducir pérdida de energía. Los materiales


cerámicos es usada para la pérdida progresiva de di electricidad de alta

frecuencia, usada en aplicaciones como microondas y radio transmisores. A partir

de esto, los materiales dieléctricos o aislantes se emplean en los condensadores

para separar físicamente sus placas y para incrementar su capacidad al disminuir

el campo eléctrico y por tanto, la diferencia de potencial entre las mismas.

TEORIA DE SUPERCONDUCTIVIDAD: MATERIALES METÁLICOS Y

CERÁMICOS

Al reducir paulatinamente la temperatura de un material cerca del cero absoluto,

las vibraciones entre los átomos disminuyen gradualmente hasta ser un valor nulo.

A partir de esta afirmación, se puede concretar la teoría de los materiales

superconductores. Esta establece que cuando ciertos cristales son llevados a

temperaturas que tienden al cero absoluto, la resistividad eléctrica de aquel

material se vuelve nula, de esta manera la corriente puede fluir libremente por el

material (sin colisiones y en zigzag). Aun cuando no es factible reducir la

temperatura hasta el cero absoluto, ciertos materiales (por lo general

semiconductores e incluso materiales impuros) presentan tal comportamiento a

valores por encima de dicho valor.

MATERIALES METÁLICOS SUPERCONDUCTORES

En algunos metales aparece un efecto de superconductividad cuando son

enfriados a muy baja temperatura. Su resistencia desaparece por debajo de una

temperatura crítica que es específica para cada material. Ciertos metales;

especialmente aquellos que tienen bajas temperaturas de fusión y son

mecánicamente suaves y de fácil obtención en un alto grado de pureza y libres de

esfuerzos mecánicos internos o residuales, y así exhiben semejanzas en su

comportamiento en el estado superconductor. Estos materiales superconductores

reciben el nombre de superconductores Tipo I. En cambio, el comportamiento de

muchas aleaciones y de algunos de los metales impuros es complejo e individual,

particularmente con respecto a la forma cómo resultan afectados en el estado


superconductor en presencia de un campo eléctrico o magnético. Estos

superconductores se denominan superconductores Tipo II.

MATERIALES CERÁMICOS SUPERCONDUCTORES

Existen superconductores cerámicos los cuales son materiales comúnmente

denominados como perovskitas. Las perovskitas son óxidos metálicos que

exhiben una razón estequiométrica de 3 átomos de oxigeno por cada 2 átomos de

metal; son también típicamente mezclas de muchos diferentes metales. Por

ejemplo, un caso es el superconductor Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7?, en el cual los metales

presentes son el Itrio, Bario y Cobre. Las perovskitas como material cerámico,

comparten muchas propiedades con otros cerámicos

POLARIZACIÓN Y PIEZOELECTRICIDAD: METALES SEMICONDUCTORES Y

CERÁMICOS

Es importante explicar que cuando uno aplica un campo magnético a un metal

semiconductor o un cerámico, se genera la formación y el movimiento de dipolos

contenidos en un material. Estos dipolos son átomos o grupos de átomos que

tienen carga desequilibrada, no así en el caso a de la aplicación de un campo

eléctrico dichos dipolos se alinean causando una polarización. La polarización

ocurre cuando un lado de este átomo o molécula se hace ligeramente más positivo

o negativo que el lado opuesto, es decir, se crean dipolos debidos al campo

eléctrico. Existen cuatro mecanismos de polarización: • Polarización electrónica:

Consiste en la concentración de los electrones en el lado del núcleo más cercano

al extremo positivo del campo. Esto produce una distorsión del arreglo electrónico,

y así el átomo actúa como un dipolo temporal inducido. Este efecto, que ocurre en

todos los materiales es pequeño y temporal. • Polarización iónica: Los enlaces

iónicos tienden a deformarse elásticamente cuando se colocan en un campo

eléctrico debido a las fuerzas que actúan sobre los átomos a más de las de

enlaces. En consecuencia la carga se redistribuye dentro del material

microscópicamente. Los cationes y aniones se acercan o se alejan dependiendo

de la dirección de campo causando polarización y llegando a modificar las


dimensiones generales del material. • Polarización molecular: Algunos

materiales contienen dipolos naturales, de modo que cuando se les aplica un

campo giran, hasta alinearse con él. No obstante, existen algunos materiales

como es el caso del titanato de bario, los dipolos se mantienen alineados a pesar

de haberse eliminado la influencia del campo externo.

PIEZOELECTRICIDAD PROPIEDAD ELÉCTRICA DE LOS CERÁMICOS

Los materiales piezoeléctricos transforman la energía mecánica (o energía sonora)

en energía eléctrica (efecto piezoeléctrico directo), y así lo que ocurre es que al

someter el material a la acción mecánica de la compresión o tracción, las cargas

de la materia se separan y esto da lugar a una polarización de la carga; o puedo

ocurrir lo opuesto (efecto piezoeléctrico inverso). Esta polarización es la causante

de que salten las chispas.

Propiedades Magnéticas

Se refieren al comportamiento de los materiales con respecto a campos

magnéticos.

MAGNETISMO: Es un fenómeno físico por la que los materiales ejercen fuerzas

de atracción o repulsión sobre otros.

Los electrones, son, por así decirlo, pequeños imanes. En un imán todos los

electrones tienen la misma orientación creando una fuerza magnética.

Un material magnético, es aquel que presenta cambios físicos al estar expuesto a

un campo magnético.

Ferromagnetismo

El ferromagnetismo es el ordenamiento magnético de todos los momentos

magnéticos de una muestra, en la misma dirección y sentido. Un material

ferromagnético es aquel que puede presentar ferromagnetismo. La interacción


ferromagnética es la interacción magnética que hace que los momentos

magnéticos tiendan a disponerse en la misma dirección y sentido. Ha de

extenderse por todo un sólido para alcanzar el ferromagnetismo.

Generalmente, los ferromagnetos están divididos en dominios magnéticos. En

cada uno de estos dominios, todos los momentos magnéticos están alineados. En

las fronteras entre dominios hay cierta energía potencial, pero la formación de

dominios está compensada por la ganancia en entropía. Al someter un material

ferromagnético a un campo magnético intenso, los dominios se alinean con éste,

dando lugar a un monodominio. Al eliminar el campo, el dominio permanece

durante cierto tiempo.

Paramagnetismo

El paramagnetismo es la tendencia de los momentos magnéticos libres (espín u

orbitales) a alinearse paralelamente a un campo magnético. Si estos momentos

magnéticos están fuertemente acoplados entre sí, el fenómeno será

ferromagnetismo o ferrimagnetismo.

Este alineamiento de los dipolos magnéticos atómicos con un campo externo

tiende a fortalecerlo. Esto se describe por una permeabilidad magnética superior a

la unidad, o, lo que es lo mismo, una susceptibilidad magnética positiva (y

pequeña).

En el paramagnetismo puro, el campo actúa de forma independiente sobre cada

momento magnético, y no hay interacción entre ellos. En los materiales

ferromagnéticos, este comportamiento también puede observarse, pero sólo por

encima de su temperatura de Curie.

Los materiales paramagnéticos sufren el mismo tipo de atracción y repulsión que

los imanes normales, cuando están sujetos a un campo magnético. Sin embargo,

al retirar el campo magnético, la entropía destruye el alineamiento magnético, que

ya no está favorecido energéticamente.

Diamagnetismo


El diamagnetismo es una propiedad de los materiales que consiste en repeler los

campos magnéticos tanto el polo norte como el sur. El fenómeno del

diamagnetismo fue descubierto y nominado por primera vez en Septiembre de

1845 por Michael Faraday.

Generalmente, el diamagnetismo se justifica por la circulación de los electrones en

los orbitales doblemente ocupados. Como en un cable de un material conductor, la

circulación de los electrones se produce en el sentido en el que el campo

magnético que generan se opone al campo aplicado, generando una repulsión

(efecto Hall). Por este mismo mecanismo, los superconductores presentan un

diamagnetismo extraordinariamente alto.

Materiales diamagnéticos son por ejemplo: bismuto, grafito, plata, agua.

Susceptibilidad magnética

La susceptibilidad magnética es el grado de magnetización de un material, en

respuesta a un campo magnético En física se denomina permeabilidad magnética

a la capacidad de una sustancia o medio para atraer y hacer pasar a través suyo

los campos magnéticos, la cual está dada por la relación entre la intensidad de

campo magnético existente y la inducción magnética que aparece en el interior de

dicho material.

PERMEABILIDAD MAGNÉTICA

En física se denomina permeabilidad magnética a la capacidad de una sustancia o

medio para atraer y hacer pasar a través suyo los campos magnéticos, la cual está

dada por la relación entre la intensidad de campo magnético existente y la

inducción magnética que aparece en el interior de dicho material.

3.2. Térmicas

Se sabe que los materiales cambian sus propiedades con la temperatura. En la

mayoría de los casos las propiedades mecánicas y físicas dependen de la T° a la


cual el material se usa o de la T° a la cual se somete el material durante su

procedimiento.

- Densidad (ρ): masa de material por unidad de volumen: ρ = m / V (kg/m3).

- Calor específico (C): cantidad de energía necesaria para aumentar en 1 ºC

la temperatura de 1 kg de material. Indica la mayor o menor dificultad que

presenta una sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el

suministro de calor. Los materiales que presenten un elevado calor

específico serán buenos aislantes. Sus unidades del Sistema Internacional

son J/(kg·K), aunque también se suele presentar como kcal/(kg·ºC); siendo

1 cal = 4,184 J. Por otra parte, el producto de la densidad de un material

por su calor específico (ρ · C) caracteriza la inercia térmica de esa

sustancia, siendo esta la capacidad de almacenamiento de energía.

- Conductividad térmica (k): capacidad de un material para transferir calor.

La conducción térmica es el fenómeno por el cual el calor se transporta de

regiones de alta temperatura a regiones de baja temperatura dentro de un

mismo material o entre diferentes cuerpos. Las unidades de conductividad

térmica en el Sistema Internacional son W/(m·K), aunque también se

expresa como kcal/(h·m·ºC), siendo la equivalencia: 1 W/(m·K) = 0,86

kcal/(h·m·ºC).

- Difusividad térmica (α): caracteriza la rapidez con la que varía la

temperatura del material ante una solicitud térmica, por ejemplo, ante una

variación brusca de temperatura en la superficie. Se puede calcular

mediante la siguiente expresión: *α = k / (ρ · C) (m2/s).

3.3. Químicas

Uno de los factores que limitan de forma notable la vida de un material es la

alteración química que puede experimentar en procesos de oxidación o corrosión.

Por ello, resulta imprescindible conocer las propiedades químicas de los


materiales para así poder determinar su mayor o menor tendencia a sufrir

procesos de este tipo.

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

El signo + que precede a la energía indica que la reacción es exotérmica y, en

consecuencia, transcurre hacia la formación del óxido. En cambio, si la reacción

es endotérmica (signo - para la energía), puede deducirse que el material será de

difícil oxidación.

Cuando un material se encuentra situado en una atmósfera oxidante, su superficie

se oxida más o menos rápidamente; el óxido que se forma se deposita en la parte

exterior del material recubriéndolo por completo. Para que el proceso de oxidación

continúe en esa situación, el material o el oxígeno deben atravesar, por difusión, la

capa de óxido, que se comporta oponiéndose tanto al movimiento de los átomos

de oxígeno como a los del material. Existen capas de óxidos que presentan mayor

oposición a este movimiento que otras.

Para aumentar su resistencia a la oxidación, el acero dulce se alea con otro

material (por ejemplo, con cromo, aluminio o silicio) que tenga una energía de

oxidación mayor y una velocidad de oxidación menor que la suya.

En ese caso, el material añadido se oxida primero debido a su mayor energía de

oxidación; pero al formarse una capa de óxido el proceso de oxidación se frena,

transcurriendo a partir de entonces a una velocidad muy lenta. A este respecto, el

mejor aditivo es el cromo, pues, pese a tener una energía menor y una velocidad

de oxidación mayor que el aluminio o el silicio, en la aleación influye la facilidad

con la que los átomos de estos elementos se mezclan con el hierro.


Cuanto mayor sea la temperatura a la que se encuentra sometido un material,

mayor será la velocidad a la que se produce su oxidación, pues un aumento de

temperatura activa el proceso de difusión de los átomos del material y del oxígeno

en la capa de óxido. Un aumento en la presión del oxígeno existente en el exterior

se comporta de manera similar.

Los aceros dulces (aleaciones de hierro con bajo contenido en carbono) son

materiales baratos, resistentes mecánicamente y fáciles de conformar; sin

embargo, se oxidan rápidamente.

A la vista de estas energías, se podría pensar que una sustancia se oxidaría tanto

más rápidamente cuanto mayor fuese la energía liberada en el proceso; sin

embargo, esto no sucede así en la realidad.

Corrosión

Cuando la oxidación de un material concreto se produce en un ambiente húmedo

o en presencia de otras sustancias agresivas, se denomina corrosión. Ésta es

mucho más peligrosa para la vida de los materiales que la oxidación simple, pues

en un medio húmedo la capa de óxido no se deposita sobre el material, sino que

se disuelve y acaba por desprenderse.

La corrosión no se verifica de una manera uniforme, sino que existen

determinados puntos del material donde el ataque es mayor. Esto da lugar a la

formación de importantes fisuras, que pueden llegar a producir una rotura por

fatiga o una fractura frágil del material, si éste se encuentra soportando una

tensión de forma cíclica (cambiando de sentido o de intensidad periódicamente) o

bien a baja temperatura.

3.4. Mecánicas

En ingeniería, las propiedades mecánicas de los materiales son las características

inherentes, que permiten diferenciar un material de otro. También hay que tener


en cuenta el comportamiento que puede tener un material en los diferentes

procesos de mecanización que pueda tener.

Refieren a la capacidad de cada material en estado sólido a resistir acciones de

cargas o fuerzas.

Las Estáticas: Las cargas o fuerzas actúan constantemente o creciendo

poco a poco.

Las Dinámicas: Las cargas o fuerzas actúan momentáneamente, tiene

carácter de choque.

Las Cíclicas o de signo variable: Las cargas varían por valor, por sentido o

por ambos simultáneamente.

Las propiedades mecánicas principales son:

Elasticidad: Se refiere a la propiedad que presentan los materiales de volver a su

estado inicial cuando se aplica una fuerza sobre él. La deformación recibida ante

la acción de una fuerza o carga no es permanente, volviendo el material a su

forma original al retirarse la carga.

Plasticidad: Capacidad de un material a deformarse ante la acción de una carga,

permaneciendo la deformación al retirarse la misma. Es decir es una deformación

permanente e irreversible. La plasticidad es la propiedad mecánica de un material

inelástico, natural, artificial, biológico o de otro tipo, de deformarse permanente e

irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su

rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico. En los metales, la

plasticidad se explica en términos de desplazamientos irreversibles de

dislocaciones. En los materiales elásticos, en particular en muchos metales

dúctiles, un esfuerzo uniaxial de tracción pequeño lleva aparejado un

comportamiento elástico. Eso significa que pequeños incrementos en la tensión de

tracción comporta pequeños incrementos en la deformación, si la carga se vuelve

cero de nuevo el cuerpo recupera exactamente su forma original, es decir, se tiene

una deformación completamente reversible. Sin embargo, se ha comprobado

experimentalmente que existe un límite, llamado límite elástico, tal que si cierta


función homogénea de las tensiones supera dicho límite entonces al desaparecer

la carga quedan deformaciones remanentes y el cuerpo no vuelve exactamente a

su forma. Es decir, aparecen deformaciones no-reversibles.

Dureza: Es la resistencia de un cuerpo a ser rayado por otro. Opuesta a duro es

blando. El diamante es duro porque es difícil de rayar. Es la capacidad de oponer

resistencia a la deformación superficial por uno más duro. La dureza es la

oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, la

abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes; entre otras.

También puede definirse como la cantidad de energía que absorbe un material

ante un esfuerzo antes de romperse o deformarse. Por ejemplo: la madera puede

rayarse con facilidad, esto significa que no tiene mucha dureza, mientras que el

vidrio es mucho más difícil de rayar. En metalurgia la dureza se mide utilizando un

durómetro para el ensayo de penetración. Dependiendo del tipo de punta

empleada y del rango de cargas aplicadas, existen diferentes escalas, adecuadas

para distintos rangos de dureza. El interés de la determinación de la dureza en los

aceros estriba en la correlación existente entre la dureza y la resistencia

mecánica, siendo un método de ensayo más económico y rápido que el ensayo de

tracción, por lo que su uso está muy extendido. Hasta la aparición de la primera

máquina Brinell para la determinación de la dureza, ésta se medía de forma

cualitativa empleando una lima de acero templado que era el material más duro

que se empleaba en los talleres.

- Dureza Brinell

Se denomina dureza Brinell a una escala de medición de la dureza de un material

mediante el método de indentación, midiendo la penetración de un objeto en el

material a estudiar. Fue propuesto por el ingeniero sueco Johan August

Brinell en 1900, siendo el método de dureza más antiguo.

La carga a utilizar en el ensayo se puede obtener con la siguiente expresión:


Donde:

: Carga a utilizar medida en [kilopondio(kp)].

: Constante para cada material, que puede valer 1 (Madera), 5

(aluminio, cobre y sus aleaciones), 10 (magnesio y sus aleaciones), y 30

(aceros).

: Diámetro de la bola (indentador) medida en [mm].

Para determinar el valor de la dureza Brinell se emplea la siguiente ecuación:

Donde:

: Carga a utilizar medida en kp.

: Diámetro de la bola (indentador) medida en [mm].

: Diámetro de la huella en superficie en [mm] (se toma como la media

de d1 y d2).

Para obtener la dureza Brinell de la superficie de un material se presiona contra la

probeta una bola de acero con determinado diámetro D. La bola se mantiene

algún tiempo bajo la carga P. Luego de retirada la carga se miden dos diámetros,

en direcciones mutuamente perpendiculares, de la impronta dejada, con ayuda de

un microscopio. El valor medio de los diámetros (d) y los otros valores se

sustituyen en la fórmula de trabajo para obtener el valor de la dureza Brinell. En

las mismas condiciones se realizan varias indentaciones más.

- Dureza Rockwell

La dureza Rockwell o ensayo de dureza Rockwell es un método para determinar la

dureza, es decir, la resistencia de un material a ser penetrado. El ensayo de

dureza Rockwell constituye el método más usado para medir la dureza debido a

que es muy simple de llevar a cabo y no requiere conocimientos especiales. Se

pueden utilizar diferentes escalas que provienen de la utilización de distintas


combinaciones de penetradores y cargas, lo cual permite ensayar prácticamente

cualquier metal o aleación.

El ensayo consiste en disponer un material con una superficie plana en la base de

la máquina. Se le aplica una precarga menor de 10 kg, básicamente para eliminar

la deformación elástica y obtener un resultado mucho más preciso. Luego se le

aplica durante unos 15 segundos una fuerza que varía desde 60 a 150 kgf a

compresión. Se desaplica la carga y mediante un durómetro Rockwell se obtiene

el valor de la dureza directamente en la pantalla, el cual varía de forma

proporcional con el tipo de material que se utilice. También se puede encontrar la

profundidad de la penetración con los valores obtenidos del durómetro si se

conoce el material.

Las durezas Rockwell y Rockwell Superficial vienen dadas por la siguiente

fórmula:

Dónde:

es la carga aplicada en kg

Es el identificador del ensayo Rockwell

Va a continuación de y es la letra correspondiente a la Escala

usada

Fragilidad: La fragilidad se relaciona con la cualidad de los objetos y materiales

de romperse con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad se define más

propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa

deformación. Por el contrario, los materiales dúctiles o tenaces se rompen tras

sufrir acusadas deformaciones, generalmente de tipo deformaciones plásticas, tras

superar el límite elástico. Los materiales frágiles que no se deforman

plásticamente antes de la fractura suelen dan lugar a "superficies

complementarias" que normalmente encajan perfectamente.


Tenacidad: Es la energía total que absorbe un material antes de romperse, por

acumulación de dislocaciones.

El péndulo de Charpy es un péndulo ideado por Georges Charpy que se utiliza en

ensayos para determinar la tenacidad de un material. Son ensayos de impacto de

una probeta entallada y ensayada a flexión en 3 puntos. El péndulo cae sobre el

dorso de la probeta y la parte. La diferencia entre la altura inicial del péndulo (h) y

la final tras el impacto (h') permite medir la energía absorbida en el proceso de

fracturar la probeta. En estricto rigor se mide la energía absorbida en el área

debajo de la curva de carga, desplazamiento que se conoce como resiliencia.

Ductilidad: Se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse

sin romperse obteniendo hilos.

Maleabilidad: Se refiere a las propiedades que presentan los materiales de

deformarse sin romperse obteniendo laminas.


Bibliografía

1. http://es.slideshare.net/feershgarfiaz/propiedades-de-los-materiales-

39581450

2. http://alexrosete.orgfree.com/materiales_2010/02-Materiales/

Unidad_3_Materiales.pdf

3. http://propiedadesmaterialesdeconstruccin.blogspot.mx/2013/04/

propiedades-mecanicas-de-los-materiales.html

4. http://www.academia.edu/12517019/

UNIDAD_3_PROPIEDADES_DE_LOS_MATERIALES_3.1._ELECTRICAS_

Y_MAGNETICAS

5. http://www.educ.ar/sitios/educar/recursos/ver?id=15281

6. https://tecnologia-materiales.wikispaces.com/Propiedades+Magn

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7. https://tecnologia-materiales.wikispaces.com/Propiedades+Mecanicas

8. https://tecnologia-materiales.wikispaces.com/Propiedaes+Termicas

9. https://tecnologia-materiales.wikispaces.com/propiedades+quimicas

10.https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_de_Charpy

11.http://www.utp.edu.co/~gcalle/Contenidos/DurezaHB.htm

12.https://es.wikipedia.org/wiki/Dureza_Brinell

13.https://es.wikipedia.org/wiki/Dureza_Rockwell


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