Propiedades Mecanicas y Tecnologicas de Los Materiales
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ESPOCH
ESCUELA DE ING.
INDUSTRIAL
TRABAJO DE
MATERIALES
POR: LUIS CONDO A.
TEMA: PROPIEDADES
MECÁNICAS Y
TECNOLÓGICAS DE LOS
MATERIALES
PROPIEDADES MECÁNICAS
Dureza
Resistencia mecánica
Alargamiento
Ductibilidad
Maleabilidad
Tenacidad
Elasticidad
Plasticidad
Tamaño de grano
Fragilidad
Tiempo de vida útil
Resilencia
Fatiga
Fractura
Rotura
Resistencia al desgaste
Resistencia al impacto
DUREZA
Se llama dureza al grado de resistencia al rayado que
ofrece un material. La dureza es una condición de la
superficie del material y no representa ninguna
propiedad fundamental de la materia. Se evalúa
convencionalmente por dos procedimientos. El más
usado en metales es la resistencia a la penetración de
una herramienta de determinada geometría.
El ensayo de dureza es simple, de alto rendimiento ya
que no destruye la muestra y particularmente útil para
evaluar propiedades de los diferentes componentes micro
estructurales del material.
Brinel.- Este ensayo se utiliza en materiales blandos (de baja
dureza) y muestras delgadas. El indentador o penetrador usado es
una bola de acero templado de diferentes diámetros. Para los
materiales más duros se usan bolas de carburo de tungsteno. En el
ensayo típico se suele utilizar una bola de acero de 10 a 12
milímetros de diámetro, con una fuerza de 3.000 kilogramos fuerza.
Vickers: también mide la resistencia a la penetración de una fuerza
aplicada (kp) sobre el cuerpo a probar por unidad de área dejada por
el cuerpo penetrante HV=0,189/d²
Rockell: este método tiene varias escalas A,B,C y la súper rockwell,
que se adaptan al estado del material que se quiere probar.
La expresión matemática para la escala C es HCR=100-e y
HRB=130-e y queda definida la dureza rockwell como lo que le hace
falta a la penetración permanente para completar una deformación
de o,o2mm
RESISTENCIA MECÁNICA
La resistencia mecánica es la capacidad de los cuerpos para resistir
las fuerzas aplicadas sin romperse. La resistencia mecánica de un
cuerpo depende de su material y de su geometría,
Esfuerzos físicos
Cuando una fuerza actúa sobre un objeto, tiende a deformarlo. La
deformación dependerá de la dirección, sentido y punto de aplicación
donde esté colocada esa fuerza, que pueden ser:
Tracción
La fuerza tiende a alargar el objeto y actúa de manera perpendicular a la superficie que lo sujeta.
Compresión
La fuerza tiende a acortar el objeto. Actúa perpendicularmente a la superficie que la sujeta.
Flexión
La fuerza es paralela a la superficie de fijación. Tiende a curvar el objeto.
Torsión
La fuerza tiende a retorcer el objeto. Las fuerzas (que forman un par o momento) son paralelas a la superficie de fijación.
Cortadura
La fuerza es paralela a la superficie que se rompe y pasa por ella.
Pandeo
Es similar a la compresión, pero se da en objetos con poca sección y gran longitud. La pieza se pandea.
ELASTICIDAD.
Capacidad que tienen algunos materiales para recuperar su forma,
una vez que ha desaparecido la fuerza que los deformaba. Un
material es elástico cuando, al aplicarle una fuerza se estira, y al
retirarla vuelve a la posición inicial. Un material es plástico cuando
al retirarle la fuerza continua deformada.
PLASTICIDAD
Habilidad de un material para conservar su nueva forma una vez
deforma-do. Es opuesto a la elasticidad.
FRAGILIDAD.
Es opuesta a la resiliencia. El material se rompe en añicos cuando
una fuerza impacta sobre él.
TENACIDAD.
La tenacidad se define como la capacidad que tiene un material para
almacenar energía en forma, de deformación plástica antes de
romperse.
Un material muy tenaz se deformará en gran medida antes de
producirse una rotura; en cambio, un material frágil, o poco tenaz,
apenas experimentará deformación alguna.
RESILIENCIA O RESISTENCIA AL IMPACTO
Resistencia que opone un cuerpo a los choques o esfuerzos bruscos.
FATIGA.
Deformación (que puede llegar a la rotura) de un material sometido
a cargas variables, inferiores a la de rotura, cuando actúan un cierto
tiempo o un número de veces.
RESISTENCIA AL DESGASTE:
El revestimiento químico de níquel y fósforo se emplea en una
amplia variedad de aplicaciones de ingeniería relacionadas con la
resistencia al desgaste. Esto se debe principalmente al hecho de que
los recubrimientos no sólo tienen alta dureza y lubricidad intrínseca,
sino también proporcionar resistencia excelente a la corrosión y a la
uniformidad de la película algunos de los ejemplos de aleaciones
serian:
Aleaciones de aluminio
Aleaciones de magnesio
Aleaciones de titanio
TAMAÑO DE GRANO
La metalografía es la disciplina que estudia microscópicamente las
características estructurales de un metal o de una aleación. Es
posible determinar el tamaño de grano su forma y distribución de
varias fases, tienen gran efecto sobre las propiedades mecánicas del
metal.
En metales es preferible un tamaño de grano pequeño que uno
grande los metales de grano pequeño tienen mayor resistencia a la
tracción, mayor dureza y se distorsionan menos durante el temple,
así como también son menos susceptibles al agrietamiento. El grano
fino es mejor para herramientas como llaves.
El tamaño de grano se expresa, según
norma ASTM, mediante el número G
obtenido de la expresión:
NÚMERO DE GRANOS / PULG2 A
100X = 2G-1
Donde G es el número de tamaño de
grano de uno a ocho; este método se
aplica a metales que han recristalizado
completamente.
Según el mismo criterio, se considera:
grano grueso cuando G < 5
(diámetro de grano 62 micras)
grano fino cuando G > 7
(diámetro de grano 32 micras)
SOLDABILIDAD
Es la actitud de un metal para soldarse con otro idéntico bajo
presión ejercida sobre ambos en caliente.
MAQUINIBILIDAD
Propiedad del metal de dejarse mecanizar mediante una
herramienta cortante apropiada un material que presenta este
material
FORJABILIDAD
Es la facilidad de un material para deformarse mediante golpes
cuando se encuentra a temperatura elevada.