Download Propiedades de los materiales

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DILATACIÓN TÉRMICA O DILATABILIDAD: La mayoría de los materiales
aumentan de tamaño (se dilatan) al aumentar la temperatura. La magnitud que
define el grado de dilatación de un cuerpo es el coeficiente de dilatación que nos da
una idea del cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando cambia
la temperatura del material.
Podemos expresarla de tres formas distintas según interese por la forma geométrica
de la pieza:
o Coeficiente de dilatación lineal, α
o Coeficiente de dilatación superficial, β
o Coeficiente de dilatación cúbica, γ
CALOR ESPECÍFICO (CE): Se define como la cantidad de calor que necesita
una unidad de masa para elevar su temperatura un grado (centígrado o Kelvin).
En el sistema internacional se mide en J/kg·K (K = grados Kelvin, 0oC = 273,15
K), aunque es más frecuente medirlo en cal/g·K. (calor específico del agua
aproximadamente 1 cal/(g·K)) 3.
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TEMPERATURA DE FUSIÓN: Al elevar la temperatura de un sólido, puede
producirse un cambio de estado, pasando de sólido a líquido.
 La temperatura a la que se sucede tal fenómeno es la temperatura de fusión,
que a presión normal se llama punto de fusión.
 Durante el proceso de fusión la temperatura del cuerpo no varía hasta que se
ha aportado el calor necesario para el cambio de estado, momento en el cual
vuelve a elevarse la temperatura del
cuerpo.
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA (K): Es un parámetro que indica el
comportamiento de cada cuerpo frente a la transmisión del calor, es decir, es la
intensidad con que se transmite el calor en el seno de un material.
Cobre
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Aluminio
CALOR LATENTE DE FUSIÓN: Es el calor necesario para transformar una
unidad de
masa del
material
del
estado
sólido al
líquido
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Oxidación: Cuando un material se combina con oxígeno, se dice que experimenta
una reacción de oxidación. Tal reacción, de forma esquemática sería...
o Material + oxígeno óxido del material ± energía
o Aunque la oxidación limita la vida del material en ocasiones la formación de
una capa de óxido en el mismo, depositada en la parte exterior del material,
lo protege de una posterior degradación.
o La mayor temperatura acelera el proceso de oxidación del material.
o Materiales susceptibles de ser oxidados: hierro, aceros bajos en carbono,
cobre, titanio,...
Hierro
Cobre
o Materiales resistentes a la oxidación: oro, plata, aluminio, estaño, cromo,...
A
L
U
M
I
N
I
O

O
R
O
Corrosión: Cuando la oxidación se produce en un ambiente húmedo o en presencia
de otras sustancias agresivas, se denomina corrosión.
- El hierro, aluminio, cobre, silicio, germanio, galio, cromo, titanio son metales
que fácilmente dona o regalan electores y para evitarlo se hacen aleaciones
-
Entre los metales comúnmente usados en aleaciones con aceros se encuentra: el
Níquel y el Molibdeno. En otros casos se usan metales como Aluminio, cuyo
precio es muy razonable. Materiales menos comunes como Titanio y Tantalio se
emplean solamente bajo condiciones muy severas. La decisión sobre cuál de
estos materiales se usar o qué tipo de protección se empleara, dependerá en gran
parte del tipo de protección se empleara, dependerá en gran parte del tipo de
ambiente y del costo de los métodos de alternativa.
Son las que nos indican la disposición de un material para poder trabajar con él o sobre él.
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CONFORMABILIDAD: propiedad del metal que mide su maleabilidad
- En estado líquido tiene relación con el tipo de fundición que se emplee
(molde-vaciado, presa fundida, etc.).
- En estado sólido está relacionada con procesos de deformación plástica del
material (trefilado, laminado, etc.).
- En estado granular, está ligada a la presión y a la temperatura que se
apliquen a los granos o polvo del material.
DUCTIBILIDAD: es la capacidad del metal de dejarse deformar o trabajar en frio
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FUSIBILIDAD: permite obtener piezas fundidas o coladas
Cobre
+
Níquel
+
Hierro
+
Manganeso
Estaño
+
Cobre
+
Antimonio
+
Plomo
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COLABILIDAD: capacidad de un metal fundido para producir piezas fundidas
completas y sin defecto para que un metal sea colabe debe poseer gran fluidez.
EL HIERRO FUNDIDO
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SOLDABILIDAD: es la actitud de un metal para soldarse con otro idéntico bajo
presión
ejercida
sobre
Varillas de
ambos en
caliente.
Acero
inoxidable
-
Hierro 8mm
SOLDADURA ORDINARIA O DE ALEACIÓN: Método utilizado para unir
metales con aleaciones metálicas que se funden a temperaturas relativamente
bajas. Se suele diferenciar entre soldaduras duras y blandas, según el punto de
fusión y resistencia de la aleación utilizada. Este tipo de soldadura la
practicaban ya hace más de 2.000 años los fenicios y los chinos. En el siglo I
d.C., Plinio habla de la soldadura con estaño como procedimiento habitual de
los artesanos en la elaboración de ornamentos con metales preciosos; en el siglo
XV se conoce la utilización del bórax como fundente.
-
SOLDADURA POR FUSIÓN: Agrupa muchos procedimientos de soldadura
en los que tiene lugar una fusión entre los metales a unir, con o sin la aportación
de un metal, por lo general sin aplicar presión y a temperaturas superiores a las
que se trabaja en las soldaduras ordinarias.
-
SOLDADURA POR GAS: La soldadura por gas o con soplete utiliza el calor
de la combustión de un gas o una mezcla gaseosa, que se aplica a las superficies
de las piezas y a la varilla de metal de aportación. Este sistema tiene la ventaja
de ser portátil ya que no necesita conectarse a la corriente eléctrica.
-
SOLDADURA POR ARCO: Los procedimientos de soldadura por arco son
los más utilizados, sobre todo para soldar acero, y requieren corriente eléctrica.
Esta corriente se utiliza para crear un arco eléctrico entre uno o varios electrodos
aplicados a la pieza, lo que genera el calor suficiente para fundir el metal y crear
la unión. La soldadura por arco tiene ciertas ventajas con respecto a otros
métodos. Es más rápida debido a la alta concentración de calor que se genera y
por lo tanto produce menos distorsión en la unión.
-
SOLDADURA ALUMINOTÉRMICA: El calor necesario para este tipo de
soldadura se obtiene de la reacción química de una mezcla de óxido de hierro
con partículas de aluminio muy finas. El metal líquido resultante constituye el
metal de aportación. Se emplea para soldar roturas y cortes en piezas pesadas de
hierro y acero, y es el método utilizado para soldar los raíles o rieles de los
trenes.
-
SOLDADURA POR PRESIÓN: Agrupa todos los procesos de soldadura en
los que se aplica presión sin aportación de metales para realizar la unión.
Algunos métodos coinciden con los de fusión, como la soldadura con gases por
presión, donde se calientan las piezas con una llama, pero difieren en que la
unión se hace por presión y sin añadir ningún metal.
-
SOLDADURA POR RESISTENCIA: Se realiza por el calentamiento que
experimentan los metales debido a su resistencia al flujo de una corriente
eléctrica (efecto Joule). Los electrodos se aplican a los extremos de las piezas,
se colocan juntas a presión y se hace pasar por ellas una fuerte corriente
eléctrica durante un instante.
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TEMPLABILIDAD: es la propiedad de un metal de sufrir transformaciones en su
estructura cristalina producto del calentamiento y enfriamiento sucesivo y brusco.
MAQUINIBILIDAD: propiedad del metal de dejarse mecanizar mediante una
herramienta cortante apropiada un material que presenta este material
Acero
Inoxidable
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o CIZALLADO: proceso por el cual se corta una plancha o una pieza
metálica en frío por medio de tijeras o cizallas.
o TORNEADO: operación que consiste en trabajar una pieza en un torno,
máquina-herramienta en la que se asegura y se hace girar la pieza a trabajar,
para pulirla o labrarla. Existen varios tipos de torneado como el simple o
recto y el cónico y horadado.
o TALADRADO: operación que consiste principalmente en la abertura,
agrandamiento, corte y acabado de agujeros en una pieza.
o EL FRESADO,
RECTIFICADO
EL CEPILLADO,
EL
o ENTRE OTROS PROCESOS que involucran maquinabilidad.
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DENSIDAD: Es la relación existente entre la masa de una determinada cantidad de
material y el volumen que ocupa. Su unidad en el sistema internacional es el kg/m3
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PESO ESPECÍFICO: Es la relación existente entre el peso de una determinada
cantidad de material y el volumen que ocupa. Su unidad en el SI es el N/m3
RESISTENCIA ELÉCTRICA: Todas las sustancias ofrecen un mayor o menor
grado de oposición al paso de la corriente eléctrica.
- Tal oposición es la resistencia eléctrica, que define si un material es un
conductor, semiconductor o aislante eléctrico.
- La resistencia eléctrica se mide en ohmios (Ω).
- Una magnitud asociada a la resistencia eléctrica es la resistividad (ρ), que se
define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente un material de
un metro de longitud y de un m2 de sección. Se mide en Ω·m.
- La inversa de la resistividad es la conductividad (σ)
Cerámica
Vidrio
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PROPIEDADES ÓPTICAS: Se refiere al comportamiento de los cuerpos cuando
la luz incide sobre ellos, así tenemos:
- Cuerpos opacos absorben o reflejan totalmente la luz, impidiendo que pase a
su través.
- Cuerpos transparentes transmiten la luz, por lo que permiten ver a través de
ellos.
-
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Cuerpos translúcidos dejan pasar la luz, pero impiden ver los objetos a su
través.
RESISTENCIA: capacidad de soportar una carga externa si el material, es la
resistencia de un metal a su rotura por choque y se determina por medio del ensayo
de charpy
DUREZA: propiedad que expresa el grado de deformación permanente que sufre
un metal bajo la acción directa de una carga
PLASTICIDAD: capacidad de deformación permanente de un metal sin que llegue
a romperse
Plastilina
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ELASTICIDAD: capacidad de un material de volver a sus dimensiones normales
después de haber cesado la carga
TENACIDAD: la resistencia a la rotura por esfuerzos de impactos que deforman el
metal.
FRAGILIDAD: propiedad que expresa la falta de plasticidad y por tanto de
tenacidad los materiales frágiles se rompen en el límite elástico
MALEABILIDAD: es la característica de los metales que permite la obtención de
láminas muy delgadas.
Los materiales tienen dos estructuras que son:
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ESTRUCTURA AMORFA: Sus partículas presentan atracciones lo
suficientemente fuertes para impedir que la sustancia fluya, obteniendo un sólido
rígido y con cierta dureza.
o No presentan arreglo interno ordenado sino que sus partículas se agregan al
azar.
o Al romperse se obtienen formas irregulares.
o Se ablandan dentro de un amplio rango de temperatura y luego funden o se
descomponen. Ejemplos: Asfalto, Parafina, Ceras, Vidrios, algunos
polímeros, algunos cerámicos.
Parafina
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ESTRUCTURA CRISTALINA: Presentan un arreglo interno ordenado, basado en
minúsculos cristales individuales cada uno con una forma geométrica determinada.
o Los cristales se obtienen como consecuencia de la repetición ordenada y
constante de las unidades estructurales (átomos, moléculas, iones).
o Al romperse se obtienen caras y planos bien definidos.
o Presentan puntos de fusión definidos, al calentarlos suficientemente el
cambio de fase ocurre de una manera abrupta. Ejemplos: NaCl, Sacarosa,
Sales en general, Metales, Algunos polímeros, Algunos cerámicos.
Sacarosa