PROPIEDADES DE LOS MATERIALES - blocs.xtec.cat

1 P R O P I E D A D E S D E L O S M A T E R I A L E S NDICEP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S IPROPIEDADES de los MATERIALES ..01 PROPIEDADES F SICAS Y QU MICAS ..03 PROPIEDADES F SICAS ..03 LA MASA VOL MICA ..03 DILATACI N T RMICA ..04 PUNTO DE FUSI N O SOLIDIFICACI N ..05 CONDUCTIBILIDAD T RMICA ..06 PROPIEDADES QU MICAS ..06 RESISTENCIA A LA CORROSI N ..06 COMPOSICI N QU MICA ..07 PROPIEDADES MEC NICAS ..08 DUREZA ..08 RESISTENCIA ..09 TRACCI N ..10 COMPRESI N ..11 CORTE ..11 FLEXI N ..12 TORSI N ..12 ESFUERZOS COMPLEJOS ..13 FLEXI N Y CORTE ..13 TORSI N - RBOL DE SECCI N MACIZA ..14 TORSI N Y FLEXI N - RBOL DE SECCI N MACIZA ..15 TIPOS DE SECI N de los ELEMENTOS MEC NICOS ..16 RESILIENCIA ..17 PRUEBA DE RESILENCIA.

2 18 FATIGA ..19 PROPIEDADES TECNOL GICAS ..20 MALEABILIDAD ..20 DUCTILIDAD ..21 FUSIBILIDAD Y COLABILIDAD ..22 SOLDABILIDAD ..22 TEMPLABILIDAD ..23 MECANIZADO CON M QUINAS - HERRAMIENTAS ..23 ZOOMZOOMNDICE IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S01 PROPIEDADES de los MATERIALEST odas las piezas que constituyen los productos ilustrados arriba, est n sujetas a diferentes esfuerzos, en consecuencia los MATERIALES utilizados en la fabricaci n deben poseer determinadas PROPIEDADES . Mostramos a continuaci n, a modo de resumen, el esquema de las PROPIEDADES f sicas, qu micas, mec nicas y tecnol gicas que influyen en los MATERIALES de fabricaci IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S02 ZOOMZOOMNDICE IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S03 PROPIEDADES F SICAS Y QU MICASLas PROPIEDADES f sicas y qu micas de los MATERIALES met licos, cambian su manera de comportarse y de reaccionar cuando se encuentran en ambientes y situaciones especiales que pueden presentarse tanto durante su proceso de fabricaci n como durante su empleo normal.

3 PROPIEDADES F SICASE ntre las PROPIEDADES f sicas m s importantes destacamos: !- La masa vol mica.!- Dilataci n t rmica.!- Punto de fusi n o solidificaci n.!- Conductibilidad t MASA VOL MICAEs la masa de la unidad de volumen. Por ejemplo decir que la masa vol mica (e) del hierro es 7,8 significa que 1 dm de hierro tiene una masa de 7,8 masa vol mica 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 aeron utica o de peso como para la construcci n de lastres, contrapesos, a continuaci n la masa vol mica de los metales (Kg/dm ):ZOOMZOOMNDICE IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S04 DILATACI N T RMICALa dilataci n t rmica es el aumento de volumen que sufre un cuerpo siempre que se incrementa su dilataci n o contracci n de los MATERIALES met licos asume una especial importancia en el campo de las herramientas de medici n, que deben mantener una elevada precisi n.

4 El fen meno de contracci n de los metales es importante en la fundici n para la fabricaci n de los moldes que dan origen a las IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S05 PUNTO DE FUSI N O SOLIDIFICACI NEl punto de fusi n es la temperatura a la que el material pasa del estado s lido al estado l quido. La temperatura del punto de fusi n corresponde aproximadamente a la de solidificaci caracter sticas se aprovechan sobre todo en el campo de la fundici n o de la soldadura.!Mostramos a continuaci n como ejemplo la temperatura de fusi n de algunos IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S06 CONDUCTIBILIDAD T RMICAEs la aptitud de los MATERIALES a propagar con facilidad el los metales que conducen el calor con facilidad son tambi n buenos conductores de caracter sticas asumen especial importancia en las soldaduras y en los tratamientos t rmicos, o en ciertas aplicaciones como radiadores, QU MICASLas principales caracter sticas qu micas son:!

5 - Resistencia a la corrosi n. !- Composici n qu A LA CORROSI NEs la capacidad de resistir a la acci n corrosiva de los agentes exteriores y var a mucho en funci n del corrosi n se debe a reacciones qu micas o electroqu micas que tienden a disgregar el material transform ndolo en xidos, como por ejemplo: fen meno de corrosi n se detiene preferentemente aplicando tratamientos superficiales de protecci n, como por ejemplo: pintura, cromado, IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S07 COMPOSICI N QU MICALa composici n qu mica de los MATERIALES afecta a los sectores de la fundici n, el mecanizado y el campo de composici n, indicada a menudo por la sigla del material, es el factor que diversifica las caracter sticas mec nicas, tecnol gicas y f sicas de la mayor parte de los MATERIALES . As por ejemplo en las aleaciones de hierro, basta una peque a variaci n del porcentaje de carbono para conseguir dos MATERIALES como el acero y el hierro fundido con caracter sticas muy IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S08 PROPIEDADES MEC NICASLas PROPIEDADES mec nicas representan el comportamiento de los MATERIALES sometidos a esfuerzos de controlar el comportamiento de los MATERIALES se realizan las pruebas directamente en la pieza examinada o bien en piezas patr PROPIEDADES mec nicas y las correspondientes pruebas son:!

6 - Dureza.!- Resistencia.!- Resiliencia.!- ALa dureza es la resistencia que opone un material a la penetraci n de un cuerpo una caracter stica requerida a las v lvulas y asientos de v probar la dureza pueden utilizarse tres m todos:!a. Brunei (con esfera), para durezas no elevadas! (esfera o cono de di metro), para durezas elevadas!c. Vickers (penetrador de diamante a pir mide recta de base cuadrada), deja huellas muy peque IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S09 RESISTENCIAEs la capacidad de un material de soportar los esfuerzos que tienden a deformarlo o a esfuerzos pueden ser simples o simples son:!- Tracci n.!- Compresi n.!- Corte.!- Flexi n.!- Torsi IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S10 TRACCI NLa tracci n es la acci n a la que se somete una pieza cuando se ve sujeta a fuerzas contrarias axiales divergentes, como por ejemplo los prueba se realiza en una m quina especial capaz de registrar en un gr fico la entidad de las cargas y estiramientos de la probeta el gr fico pueden notarse 3 trazos caracter - El material se comporta en modo el sticoBC - El material cede y se deforma m s all del l mite el sticoCD - El material se alarga notablemente hasta la en la prueba es la carga de rotura R (Kg/mm )

7 Que junto con la dureza es el elemento m s significativo en la diferenciaci n de los elemento importante, que se observa en el gr fico, es el alargamiento porcentual del IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S11 COMPRESI N La resistencia a la compresi n en casi todos los MATERIALES equivale a la resistencia a la tracci n. En algunos casos es al rev s, como para el hierro fundido, donde la resistencia a la compresi n es superior a la tracci n; este material se utiliza en todos esos casos en los que se deban soportar compresiones resistencia al corte puede ser un factor positivo o negativo. Positivo cuando esta resistencia contribuye a la funcionalidad de los rganos mec nicos, 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 chapasZOOMZOOMNDICE IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S12 FLEXI NEl esfuerzo de flexi n puede determinar una deformaci n permanente o temporal de la pieza supuesto se usan los MATERIALES m s el sticos para aplicaciones del tipo: muelles, ballestas, etc.

8 Y se usan los MATERIALES m s flexibles en el plegado de las chapas, y por ltimo existen estructura r gidas para aplicaciones de tipo puentes, NEst n sujetos a torsi n todas las piezas de transmisi n o de conexi n que se ponen en rotaci rganos en rotaci n:!!- Ejes de transmisi n de los coches.!- Brocas.!- Llaves de tubo, acodadas, destornilladores, IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S13 ESFUERZOS COMPLEJOSPor lo general el estado de esfuerzo de los rganos mec nicos es de tipo complejo:-!Esfuerzo Normal + Flexi n (esfuerzo normal exc ntrico).-!Corte + Flexi !Flexi n + Torsi N Y CORTEZOOMZOOMNDICE IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S14 TORSI N RBOL DE SECCI N MACIZAE sfuerzo de torsi n: Las tensiones tangenciales , generadas por el esfuerzo de momento de torsi n, forman l neas cerradas para crear en la secci n un momento de fuerza contrapuesto al del unidades elementales de rea de la secci n reaccionan con valores de tensi n mayores en los puntos m s separados del centro de rotaci n al ser la tensi n proporcional a la deformaci IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S15 TORSI N Y FLEXI N RBOL DE SECCI N MACIZAZOOMZOOMNDICE IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S16 TIPOS DE SECCI N de los ELEMENTOS MEC NICOSSe ilustran en la figura los principales tipos de secci n utilizados en los elementos perfilados con funciones de resistencia mec comportamiento del tipo de secci n transversal, del elemento perfilado, se valora en funci n del mejor empleo de su superficie (mm2)

9 , respecto a los distintos esfuerzos, tracci n, compresi n (carga de punta), corte, momento de flexi n y momento de torsi n:!- Secc. en C Buena resistencia a la tracci n, compresi n, corte y flexi n.!- Secc. en I Buena resistencia a la tracci n, compresi n, corte y flexi n.!- Secc. en L Buena resistencia a la tracci n, corte y flexi n.!- Secc. en T Buena resistencia a la tracci n, corte y flexi n.!- Secc. rectangular hueca Buena resistencia a la tracci n, corte y flexi n.!- Secc. cuadrada hueca Buena resistencia a la tracci n, compresi n, corte y !! torsi n.!- Secc. circular maciza Buena resistencia a la tracci n, corte y torsi n.!- Secc. circular hueca Buena resistencia a la tracci n, compresi n, corte y torsi IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S17 RESILIENCIALa resiliencia es la resistencia que opone un material a los material con baja resiliencia se dice fr gil, como por ejemplo el cristal, el hierro fundido, material con gran resiliencia, buena resistencia a la tracci n y buen alargamiento se dice tenaz, como por ejemplos los IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S18 PRUEBA DE RESILENCIAR epresenta la medici n de la resistencia de un material al esfuerzo din mico (golpe).

10 La prueba de resiliencia consiste en romper con un solo golpe, con una maza a ca da pendular, un patr n de dimensiones predeterminadas, con una incisi n en la medianer a y con los extremos valor de la resiliencia viene dado por el trabajo absorbido por la rotura y la secci n transversal del patr diferencia entre la energ a de choque disponible y la energ a determina el trabajo absorbido por la rotura del patr = ( P H - P h ) / A [ J / mm2]ZOOMZOOMNDICE IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S19 FATIGASe ha constatado que muchos rganos mec nicos, sometidos a esfuerzos variables durante mucho tiempo, se rompen bruscamente sin manifestar deformaciones permanentes visibles y bajo cargas notablemente inferiores a las de rotura por esfuerzo est rotura de un material debido a esfuerzos repetidos y variables se denomina rotura por : Los rganos mec nicos raramente se someten a esfuerzos simples, en la mayor parte de los casos sufren un conjunto de esfuerzos que toman el nombre de esfuerzos compuestos o IMPRIMIRP R O P I E D A D E S D EL O S M AT E R I A L E S20 PROPIEDADES TECNOL GICASLas PROPIEDADES tecnol gicas representan el comportamiento de los MATERIALES sometidos a distintos procesos de la propiedad de algunos MATERIALES de cambiar de forma, sin perder sus caracter sticas mec nicas, cuando se someten a acciones deformantes como: laminaci n, embutici n, forja, acu aci n, MATERIALES son maleables en fr o, por ejemplo: el cobre, el plomo, el oro; otros en caliente, por ejemplo: el hierro.