Ciencia e ingeniería de los materiales. Trabajo de investigación propiedades de los materiales.
Jonathan Desk eliherApuntes3 de Abril de 2016
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[pic 1]
Instituto Tecnológico Superior de Irapuato.
Nombre: JONATHAN DAVID ELIAS HERNANDEZ
No. De Control: IS15111266.
Carrera: Mecatrónica.
Grupo: “C”
Materia: Ciencia e ingeniería de los materiales.
Trabajo de investigación propiedades de los materiales.
29/02/2016
Índice:
1.- Introducción …………………………………………………………..3
2.- Objetivo general ……………………………………………………...3
2.1 Objetivo especifico ……………………………………………...3
3.- Justificación/planteamiento.……………………………………….4
4.- Desarrollo teórico.…………………………………………………...4
4.1 Propiedades mecánicas ……………………………………….4
4.1.1 Propiedades mecánicas generales ……………………4
4.1.2 Tipos de ensallo …………………………………………..6
4.1.2.1 Pruebas de tensión …………………………………6
4.1.2.2. Propiedades elásticas …………………………….8
4.2 Propiedades eléctricas ………………………………………..10
4.3 Propiedades magnéticas ……………………………………...12
4.4 Propiedades mecánicas ……………………………………….14
4.5 Semiconductores ………………………………………………..17
5.- Conclusiones …………………………………………………………19
6.- Bibliografía ……………………………………………………………20
1.- INTRODUCCION
En el presente informe se enuncian las diferentes propiedades de los materiales físicas, térmicas, eléctricas, magnéticas, químicas y mecánicas en la cual puede estar compuesta.
La ciencia de materiales es un campo multidisciplinario que estudia conocimientos fundamentales sobre las propiedades físicas macroscópicas de los materiales y los aplica en varias áreas de la ciencia y la ingeniería, consiguiendo que éstos puedan ser utilizados en obras, máquinas y herramientas diversas, o convertidos en productos necesarios o requeridos por la sociedad. Los materiales son sustancias que, a causa de sus propiedades, resultan de utilidad para la fabricación de estructuras, maquinaria y otros productos. Es relevante el conocimiento de las propiedades de los materiales para comprenderla forma en que responden ante agentes externos, todo esto con la finalidad de hacer uso y manejo adecuado de los materiales utilizados en la aplicación ingeniería.
2. Objetivo general
Conocer algunas de las propiedades de los materiales que nos ayudaran a comprender de mejor manera la estructura, al igual que la utilidad de los materiales en distintas actividades o trabajos específicos mediante el uso de ensallos, pruebas, o cálculos para apoyar el uso del material en una actividad específica.
2.1 objetivo especifico
- Identificar y conocer las diferentes propiedades de los materiales
- Aplicar los ensallos, pruebas, o cálculos según sea el caso para la actividad
3.- Justificación/planteamiento
En este trabajo se conocerán las formulas necesarias para el cálculo de algunas propiedades de los materiales que son importantes para el uso cotidiano, al igual que conocer específicamente las propiedades delos materiales de tal modo saber sus campos de aplicación así como la importancia de las propiedades mecánicas, magnéticas, térmicas y eléctricas de los materiales y sus propiedades específicas para evitar la mayor parte de las fallas.
4.- Desarrollo teórico
4.1 Propiedades mecánicas
4.1.1 Propiedades generales (ref 1)
Elasticidad
El término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.
- Plasticidad
La plasticidad es la propiedad mecánica que tiene un material para deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su límite elástico.
- Resistencia a la fluencia
Es la fuerza que se le aplica a un material para deformarlo sin que recupere su antigua forma al parar de ejercerla.
- Resistencia a la tracción o resistencia última
Indica la fuerza de máxima que se le puede aplicar a un material antes de que se rompa.
- Resistencia a la torsión
Fuerza torsora máxima que soporta un material antes de romperse.
- Resistencia a la fatiga
Deformación de un material que puede llegar a la ruptura al aplicarle una determinada fuerza repetidas veces.
- Dureza
La dureza es la propiedad que tienen los materiales de resistir el rayado y el corte de su superficie. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa, que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio cuando lo rayas no queda marca, por lo tanto tiene gran dureza.
- Fragilidad
La fragilidad intuitivamente 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, a diferencia de los materiales dúctiles que se rompen tras sufrir acusadas deformaciones plásticas.
- Tenacidad
La tenacidad es una medida de la cantidad de energía que un material puede absorber antes de fracturarse. Evalúa la habilidad de un material de soportar un impacto sin fracturarse
- Resiliencia o resistencia al choque
Es la energía que absorbe un cuerpo antes de fracturarse.
- Tipos de ensallo
4.1.2.1 Prueba de tensión: (uso del diagrama esfuerzo – deformación unitaria)
[pic 2]
Esta prueba mide la resistencia de un material a una fuerza elástica o aplicada de manera lenta.
Se aplica una fuerza unidireccional a un espécimen en la prueba de tensión por medio de la cruceta móvil.
El esfuerzo ingenieril y la deformación ingenieril está dada por medio de las siguientes ecuaciones:
[pic 3]
[pic 4]
- Resistencia a la fluencia:
A medida que un material se le suministra un esfuerzo, este fluye y exhibe la deformación elástica y plástica.
El valor crítico necesario para iniciar una deformación plástica se conoce el límite elástico del material.
[pic 5]
- Resistencia a la tensión
El esfuerzo máximo en la curva de deformación es la resistencia a la tensión, también conocida como resistencia a la tracción.
La resistencia a la tensión es el esfuerzo a la que comienza el rebajamiento en los metales dúctiles. El rebajo es el fenómeno de la deformación de la región local, conocida como cuello.
[pic 6]
4.1.2.2 PROPIEDADES ELÁSTICAS.
- El módulo de elasticidad, o módulo de Young (E), es la pendiente de la curvade esfuerzo – deformación unitaria de la región elástica. A esta relación entre el esfuerzo y la deformación en la región elástica se le conoce como ley de Hooke:
[pic 7]
- La rigidez de un material es proporcional al módulo de Young. Pero también depende de las dimensiones del componente.
- La razón de Poisson (v), relaciona la deformación elástica longitudinal producida por un esfuerzo de tensión sencillo o un esfuerzo de compresión con la deformación lateral que ocurre de manera simultánea:
[pic 8]
- El módulo de resiliencia [pic 9] el área contenida bajo la porción elástica de una curva, es la energía elástica que absorbe un material durante la carga y que se libera cuando se elimina la carga.
[pic 10]
- Tenacidad a la tension
La tenacidad a la tensión es la energía absorbida por un material antes de fracturarse, en algunas ocasiones se mide como el área bajo la curva de esfuerzo – deformación.
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