Propiedades Generales De Los Materiales Metalicos

Unidad 2._ propiedades generales de los materiales metálicos

2.1 PROPIEDADES FISICAS

Propiedades físicas: Dependen de la estructura y procesamiento del material. Describen características como color, conductividad eléctrica o térmica, magnetismo y comportamiento óptico, generalmente no se alteran por fuerza que actúan sobre el material. Pueden dividirse en: eléctricas, magnéticas y ópticas.

Entre las propiedades físicas más importantes destacamos:

- La masa volúmica.

- Dilatación térmica.

- Punto de fusión o solidificación.

- Conductibilidad térmica.

 LA MASA VOLÚMICA

Es la masa de la unidad de volumen. Por ejemplo decir que la masa volúmica (e) del hierro es 7,8 significa que 1 dm³ de hierro tiene una masa de 7,8 Kg.

La masa volúmica es diferente para cada material. Esta propiedad puede ser muy importante por ejemplo cuando se necesitan materiales con cualidades especiales de ligereza como en la aeronáutica o de peso como para la construcción de lastres, contrapesos, etc.

Mostramos a continuación la masa volúmica de los metales (Kg/dm³):

 DILATACIÓN TÉRMICA

La dilatación térmica es el aumento de volumen que sufre un cuerpo siempre que se incrementa su temperatura. La dilatación o contracción de los materiales metálicos asume una especial importancia en el campo de las herramientas de medición, que deben mantener una elevada precisión. El fenómeno de contracción de los metales es importante en la fundición para la fabricación de los moldes que dan origen a las coladas.

 PUNTO DE FUSIÓN O SOLIDIFICACIÓN

El punto de fusión es la temperatura a la que el material pasa del estado sólido al estado líquido. La temperatura del punto de fusión corresponde aproximadamente a la de solidificación.

Estas características se aprovechan sobre todo en el campo de la fundición o de la soldadura.

Mostramos a continuación como ejemplo la temperatura de fusión de algunos metales:

 CONDUCTIBILIDAD TÉRMICA

Es la aptitud de los materiales a propagar con facilidad el calor.

Todos los metales que conducen el calor con facilidad son también buenos conductores de electricidad.

Estas características asumen especial importancia en las soldaduras y en los tratamientos térmicos, o en ciertas aplicaciones como radiadores, etc.

2.2 propiedades mecánicas

PROPIEDADES MECÁNICAS

Las propiedades mecánicas representan el comportamiento de los materiales sometidos a esfuerzos de empleo.

Para controlar el comportamiento de los materiales se realizan las pruebas directamente en la pieza examinada o bien en piezas patrón.

Las propiedades mecánicas y las correspondientes pruebas son:

- Dureza.

- Resistencia.

- Resiliencia.

- Fatiga.

 DUREZA

La dureza es la resistencia que opone un material a la penetración de un cuerpo exterior.

Es una característica requerida a las válvulas y asientos de válvulas.

Para probar la dureza pueden utilizarse tres métodos:

a. Brunei (con esfera), para durezas no elevadas

b. Rockwe l (esfera o cono de diámetro), para durezas elevadas

c. Vickers (penetrador de diamante a pirámide recta de base cuadrada), deja huellas muy pequeñas.

 RESISTENCIA

Es la capacidad de un material de soportar los esfuerzos que tienden a deformarlo o a romperlo.

Los esfuerzos pueden ser simples o compuestos.

Los simples son:

- Tracción.

- Compresión.

- Corte.

- Flexión.

- Torsión.

o TRACCIÓN

La tracción es la acción a la que se somete una pieza cuando se ve sujeta a fuerzas contrarias axiales divergentes, como por ejemplo los tornillos.

La prueba se realiza en una máquina especial capaz de registrar en un gráfico la entidad de las cargas y estiramientos de la probeta examinada.

Analizando el gráfico pueden notarse 3 trazos característicos.

AB - El material se comporta en modo elástico

BC - El material cede y se deforma más allá del límite elástico

CD - El material se alarga notablemente hasta la rotura.

Determinante en la prueba es la carga de rotura R (Kg/mm²) que junto con la dureza es el elemento más significativo en la diferenciación de los materiales.

Otro elemento importante, que se observa en el gráfico, es el alargamiento porcentual del material.

o COMPRESIÓN

La resistencia a la compresión en casi todos los materiales equivale a la resistencia a la tracción. En algunos casos es al revés, como para el hierro fundido, donde la resistencia a la compresión es superior a la tracción; este material se utiliza en todos esos casos en los que se deban soportar compresiones notables.

o CORTE

La resistencia al corte puede ser un factor positivo o negativo. Positivo cuando esta resistencia contribuye a la funcionalidad de los órganos mecánicos, como por ejemplo pernos para ganchos de remolque o pernos para juntas de seguridad. Negativo en todos esos casos en que esta resistencia se opone al mecanizado como por ejemplo el corte de las chapas.

o FLEXIÓN

El esfuerzo de flexión puede determinar una deformación permanente o temporal de la pieza examinada.

Por supuesto se usan los materiales más elásticos para aplicaciones del tipo: muelles, ballestas, etc. y se usan los materiales más flexibles en el plegado de las chapas, y por último existen estructura rígidas para aplicaciones de tipo puentes, etc.

o TORSIÓN

Están sujetas a torsión todas las piezas de transmisión o de conexión que se ponen en rotación.

Ejemplos órganos en rotación:

- Ejes de transmisión de los coches.

- Brocas.

- Llaves de tubo, acodadas, destornilladores, etc.

 RESILIENCIA

La resiliencia es la resistencia que opone un material a los golpes.

Un material con baja resiliencia se dice frágil, como por ejemplo el cristal, el hierro fundido, etc.

Un material con gran resiliencia, buena resistencia a la tracción y buen alargamiento se dice tenaz, como por ejemplos los aceros.

o PRUEBA DE RESILENCIA

Representa la medición de la resistencia de un material al esfuerzo dinámico (golpe). La prueba de resiliencia consiste en romper con un solo golpe, con una maza a caída pendular, un patrón de dimensiones predeterminadas, con una incisión en la medianería y con los extremos apoyados.

El

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