propiedades tecnológicas

MATERIALES DE INGENIERÍA Y
SUS PROPIEDADES
1. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS MATERIALES
 EDAD DE PIEDRA, (4.000.000 a.C.- 4.000 a.C.) MATERIALES PIEDRA,
MADERA, BARRO, HUESOS.
 EDAD DE BRONCE, elaboración de bronce 4.000 a.C. en Armenia, y en
Egipto y Mesopotamia en 3.500 a.C. La aleación de estaño y cobre se
funde con facilidad y es más resistente que los metales por separado, es
más fácil de forjar (filo cortante).
 EDAD DE HIERRO, aparecen productos que combinan hierro con carbono
en distintas proporciones. La fundición de hierro surge en 1.500 a. C. en
Anatolia (Asia Menor).
 DURANTE MUCHOS AÑOS, progreso lento y demanda baja: se utilizan
otros materiales. En s.XVII con la Revolución Industrial crece la demanda
de hierro colado y acero.
 ERA ESPACIAL Y DEL SILICIO, la etapa en la que vivimos dominada por
la microelectrónica, y el uso de nuevos materiales de uso en ingeniería
espacial, más ligeros y resistentes.
CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES INDUSTRIALES
METÁLICOS
FERROSOS
NO METÁLICOS
NO FERROSOS
HIERRO
PESADOS:
LIGEROS:
ULTRALIGEROS:
ACERO
COBRE
ALUMINIO
MAGNESIO
FUNDICIONES
BRONCE
TITANIO
BERILIO
FERROALEACIONES
LATÓN
CONGLOMERADOS
FÉRREOS
ESTAÑO
PLOMO
ZINC
CROMO
NIQUEL
PLÁSTICOS
MADERA
TEXTILES
PÉTREOS Y
CERÁMICOS
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Conjunto de características diferentes para cada cuerpo, que ponen
de manifiesto cualidades intrínsecas de los mismos o su forma de
responder a determinados agentes exteriores.
TIPOS DE PROPIEDADES:
 PROPIEDADES MECÁNICAS, la resistencia que ofrecen los materiales al
ser sometidos a determinados esfuerzos exteriores.
 PROPIEDADES TECNOLÓGICAS, indican la mayor o menor disposición
de un material para poder ser trabajado de determinada forma.
 PROPIEDADES QUÍMICAS, oxidación y corrosión.
 PROPIEDADES FÍSICAS, aquellas que no afectan a la estructura y
composición de los cuerpos.
PROPIEDADES MECÁNICAS
 COHESIÓN, fuerza de atracción entre los átomos de un material.
 ELASTICIDAD, capacidad que presentan ciertos materiales de
deformarse por acción de fuerzas externas y recobrar su forma primitiva al
cesar estas fuerzas.
 PLASTICIDAD, capacidad de los materiales para adquirir deformaciones
permanentes sin llegar a la rotura, según los esfuerzos se llama ductilidad o
maleabilidad.
 DUREZA, resistencia que oponen los cuerpos a dejarse rayar o penetrar
por otros. Es directamente proporcional a la cohesión atómica. Es el
resultado de un ensayo:
 Dureza al rayado, resistencia a dejarse rayar por otros. Escala de
Mohs.
 Dureza de penetración, ensayos Brinell, Vickers y Rockwell.
 Dureza al rebote, ensayo Shore.
PROPIEDADES MECÁNICAS (II)
 RESISTENCIA A LA ROTURA, resultado de un ensayo: carga específica
(por unidad de sección) que es necesario aplicar a un material para producir
su rotura. Según el esfuerzo puede ser: tracción, compresión, flexión, torsión
y cortadura.
 TENACIDAD, propiedad que tienen los materiales de soportar, sin
deformarse ni romperse, la acción de fuerzas externas.
 FRAGILIDAD, cuando se rompe fácilmente una vez alcanzado el límite
elástico, sin adquirir deformaciones plásticas.
 RESILIENCIA, resultado de un ensayo que consiste en romper una
probeta del material de un esfuerzo instantáneo. Energía absorbida por el
material al ser roto de un solo golpe.
PROPIEDADES MECÁNICAS (III)
 FLUENCIA, fenómeno por el cual los cuerpos que se cargan por encima
de su límite elástico adquieren deformaciones plásticas en las que influye el
transcurso del tiempo.
 FATIGA, al someter un material a esfuerzos variables y repetidos con una
determinada frecuencia, se rompe al transcurrir un cierto número de ciclos
aunque el valor máximo de los esfuerzos sea inferior a su límite elástico.
PROPIEDADES TECNOLÓGICAS (I)
 MALEABILIDAD, capacidad que presenta un cuerpo de ser deformado
mediante esfuerzos de compresión, transformándose en láminas
pudiéndose realizar en frío o en caliente.
maleabilidad 
tenacidad 
resistencia y dureza 
Más maleables: oro, plata, estaño, cobre, cinc, plomo, aluminio, latón.
 DUCTILIDAD, capacidad que presenta un material para ser deformado
mediante esfuerzos de tracción, transformándose en hilos.
ductilidad 
tenacidad 
resistencia y dureza 
Más dúctiles: plata, cobre, hierro, plomo y alumnio.
 ACRITUD, deformación plástica en frío acompañada de un cambio de
otras propiedades. Aumenta la dureza, la fragilidad y la resistencia de ciertos
materiales al ser deformados en frío.
PROPIEDADES TECNOLÓGICAS (II)
 FUSIBILIDAD, propiedad que permite transformar un material en un
objeto determinado por medio de la fusión. Todos son fusibles, pero con
pocos se pueden hacer piezas sanas (sin sopladuras o inclusiones de
ácidos).
Mejor fusibilidad: bronce, latón, fundición y aleaciones ligeras
 COLABILIDAD, facultad de un material fundido de producir objetos
completos y sanos cuando se cuela en un molde. Debe tener gran fluidez o
fusibilidad: bronce, latón, fundición.
 FORJABILIDAD, propiedad de deformación mediante golpes cuando el
material se encuentra a una temperatura relativamente elevada.
 SOLDABILIDAD, propiedad de poderse unir unos a otros por una sección
o superficie determinada, llevando las secciones a la temperatura de fusión
o a una temperatura próxima a ella, o bien con otro material intermedio.
PROPIEDADES TECNOLÓGICAS (III)
 TEMPLABILIDAD, propiedad que tiene un material metálico de sufrir
transformaciones en su estructura cristalina como consecuencia de
calentamientos y enfriamientos bruscos. Aumenta la dureza, alargamiento,
resiliencia, resistencia a la tracción y la resistencia a la fatiga.
 MAQUINABILIDAD o facilidad de mecanizado, es la propiedad que
indica la facilidad o dificultad que presenta éste para ser trabajado con
herramientas cortantes arrancando pequeñas porciones (virutas).
PROPIEDADES QUÍMICAS
 OXIDACIÓN, fenómeno producido en la superficie de un material por el
oxígeno, como consecuencia de la elevación de la temperatura o humedad.
 CORROSIÓN METÁLICA, ligada a la oxidación, acción destructora que
tiene su origen en las superficies metálicas, a expensas del oxígeno del aire
y en presencia de agentes electroquímicos.
PROPIEDADES FÍSICAS (I)
 PESO ESPECÍFICO ABSOLUTO, el peso de la unidad de volumen de un
cuerpo. Para cuerpos homogéneos, relación entre peso y volumen del
cuerpo (kg/dm3)
 PESO ESPECÍFICO RELATIVO, es la relación entre el peso de un cuerpo
y el peso de igual volumen de una sustancia tomada como referencia (para
sólidos y líquidos agua destilada a 4 ºC).
 CALOR ESPECÍFICO (Ce), cantidad de calor necesaria para elevar 1 ºC
la temperatura de 1 kg de determinada sustancia.
PROPIEDADES FÍSICAS (II)
 CONDUCTIVIDAD CALORÍFICA, expresa la mayor o menor dificultad
con los cuerpos transmiten la energía calorífica.
 COEFICIENTE DE DILATACIÓN LINEAL, es la propiedad de los cuerpos
de aumentar su volumen al elevar la temperatura
 TEMPERATURA O PUNTO DE FUSIÓN, temperatura a la que un
material pasa del estado sólido al líquido.
 PUNTO DE SOLIDIFICACIÓN, temperatura a la que un material pasa del
estado líquido al sólido. En general coinciden los puntos de fusión y
solidificación.
PROPIEDADES FÍSICAS (III)
 CALOR DE FUSIÓN, la cantidad de calor (Q) necesaria para pasar 1kg
de material de sólido a líquido viene dado por:
Q  Ce  (T f  Ti )  q
Donde Tf es la temperatura final, Ti la temperatura inicial, y q el calor latente
de fusión.
 CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA, representa la mayor o menor facilidad
que tienen los cuerpos para transportar la energía eléctrica.