Propiedades Fisicas Y Mecanicas De Los Materiales

Republica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular Para la Educación Universitaria

Universidad Nacional Experimental “Rafael María Baralt”

Ciudad Ojeda – Estado Zulia

Catedra: Ciencias de los Materiales

Integrante:

Kendry Nieves

INTRODUCCIÓN

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El ensayo normal a la tensión se emplea para obtener varias características y resistencias que son útiles en el diseño.

El uso de los materiales en las obras de ingeniería hace necesario el conocimiento de las propiedades físicas de aquellos, y para conocer estas propiedades es necesario llevar a cabo pruebas que permitan determinarlas. Organismos como la ASTM (American Society for Testing and Materials) en Estados Unidos, o el ICONTEC en Colombia, se encargan de estandarizar las pruebas; es decir, ponerles límites dentro de los cuales es significativo realizarlas, ya que los resultados dependen de la forma y el tamaño de las muestras, la velocidad de aplicación de las cargas, la temperatura y de otras variables.

Todos los materiales metálicos tienen una combinación de comportamiento elástico y plástico en mayor o menor proporción.

Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de deformarse en el sentido de aplicación de la fuerza. En el caso del ensayo de tracción, la fuerza se aplica en dirección del eje de ella y por eso se denomina axial, la probeta se alargara en dirección de su longitud y se encogerá en el sentido o plano perpendicular. Aunque el esfuerzo y la deformación ocurren simultáneamente en el ensayo, los dos conceptos son completamente distintos.

A escala atómica, la deformación elástica macroscópica se manifiesta como pequeños cambios en el espaciado interatómico y los enlaces interatómicos son estirados. Por consiguiente, la magnitud del módulo de elasticidad representa la resistencia a la separación de los átomos contiguos, es decir, a las fuerzas de enlace interatómicas. A escala atómica, la deformación plástica corresponde a la rotura de los enlaces entre átomos vecinos más próximos y a la reformación de éstos con nuevos vecinos, ya que un gran número de átomos o moléculas se mueven unos con respecto a otros; al eliminar la tensión no vuelven a sus posiciones originales.

ÍNDICE.

1) Propiedades Físicas y Mecánicas de los Materiales.

2) Explicar la Curva de Esfuerzo Vs Deformación.

3) Explicar el ensayo de Fatiga y Termofluencia.

4) Explicar cuales son los tipos de ensayos de dureza que se conocen.

5) Explicar como se utilizan las ecuaciones de ensayo y dureza Rockwell y Brinell.

6) Resolver la aplicación de Ingeniería propuesta.

1) PROPIEDADES FISICAS Y MECÁNICAS DE LOS MATERIALES

Los materiales son sustancias que, a causa de sus propiedades, resultan de utilidad para la fabricación de estructuras, maquinaria y otros productos

Existen materiales de muy diversos tipos que, de forma muy regular, se pueden clasificar en cuatro grandes grupos:

 Metales y aleaciones: hierro y acero, aluminio, cobre, níquel, titán, etc., y sus aleaciones.

 Polímeros: gran desarrollo potencial. Comúnmente llamados plásticos.

 Cerámicos y vidrios: vidrios, cementos, hormigones, etc.

 Materiales compuestos: mezcla de materiales: madera, fibra de vidrio, fibra de carbono, polímeros rellenos.

A.- PROPIEDADES FÍSICAS

- Densidad y peso específico (según autores es una propiedad mecánica).

Se denomina densidad (d) a la relación existente entre la masa de un determinado material y el volumen que ocupa. Su unidad en el S.I. es el Kg/m3. La magnitud inversa a la densidad se conoce como volumen específico.

Por su peso (Pe) se entiende la relación existente entre el peso de una determinada cantidad de materia el volumen que ocupa. Su unidad en el S.I. es el N/m3.

- Propiedades eléctricas

Todas las sustancias, en mayor o menos grado, son conductoras de la corriente eléctrica y también, según ciertas características de construcción y naturaleza, ofrecen una resistencia al paso de la corriente.

Todas estas propiedades condicionan, en muchos casos el destino de un material en concreto.

La resistencia eléctrica de un material conductor depende, entre otros factores, de su naturaleza; es decir, de la presencia de e- móviles en los átomos y de su grado de movilidad.

Esta propiedad, específica de cada sustancia, se denomina resistividad ( ρ ); se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente un elemento de ese material de 1m de longitud y de 1m2 de sección. Se mide en Ω • m.

l = longitud en m

S = sección en mm2

p = resistividad en Ω • m

A menor t, R disminuye.

Los metales son, en general, buenos conductores de la corriente eléctrica, pues su estructura interna es muy ordenada y los electrones no se encuentran sujetos a un determinado átomo. En cambio, la madera, los compuestos cerámicos, los polímeros... poseen resistividades muy altas debido a que los electrones de sus átomos carecen prácticamente de movilidad; se dice que son malos conductores de la electricidad.

De acuerdo con su resistividad, los materiales se clasifican en conductores, utilizados en cables de transmisión (p muy pequeño), y aislantes (p muy grande), según que permitan fácilmente o impidan casi por completo el paso de la corriente eléctrica a través de ellos.

Además de los materiales conductores y aislantes existen otros, denominados semiconductores, constituidos por silicio o germanio, dopado con impurezas de tipo n (arsénico, aluminio, fósforo) o de tipo p(galio, boro), que son la base de todos los componentes electrónicos.

- Propiedades térmicas

Determinan el comportamiento del material en unas condiciones dadas.

Dilatación térmica

La mayoría de los materiales aumentan de tamaño (se dilatan) al aumentar su temperatura, siempre que no se produzcan cambios de fase. El origen de la dilatación térmica reside en que al amentar la temperatura aumentan las vibraciones de las partículas del material, lo que da origen a una mayor separación entre ellas.

Para longitudes (dilatación lineal):

= coeficiente de dilatación lineal [L] = K-1

Calor específico

Se define el calor específico (C) de una sustancia como la cantidad de calor que es preciso apórtale para que su temperatura aumente 1ºC, sin que presente cambios de fase.

- Temperatura de fusión

Al calentar un sólido, el movimiento vibratorio de sus partículas se va haciendo cada vez más amplio, produciéndose la dilatación; pero si se continúa aumentando la temperatura llega un punto en el que la magnitud de las vibraciones es tal que la estructura del material no se puede mantener y se produce su fusión. La temperatura a la que esto sucede recibe el nombre de temperatura de fusión, la cual varía ligeramente con la presión. La temperatura de fusión a presión normal se conoce como punto de fusión. Ésta es una propiedad característica de cada sustancia y sirve en muchas ocasiones para identificarla. En casi todas las sustancias, salvo unas pocas –entre las que se encuentra el agua-, la fusión va acompañada de un aumento del volumen. El punto de fusión de un sólido será tanto mayor cuantos mayores sean las fuerzas que mantienen unidas a sus partículas constituyentes (fuerzas de cohesión).

- Conductividad térmica

La transmisión de calor por conducción se verifica a través de los cuerpos desde los puntos de mayor a los de menor temperatura.

La conductividad térmica (K) es un parámetro indicativo del comportamiento de cada cuerpo frente a este tipo de transmisión de calor.

J = densidad de flujo de calor

K = conductividad térmica

- Propiedades magnéticas

Teniendo en cuenta su comportamiento frente a un campo magnético exterior, los materiales se pueden clasificar en tres grupos diferentes.

 Materiales diamagnéticos: se oponen al campo magnético aplicado, de tal forma que en su interior el campo magnético es más débil.

 Materiales paramagnéticos: el campo magnético en su interior es algo mayor que el aplicado.

 En el interior de los materiales ferromagnéticos el campo magnético es mucho mayor que el exterior. Estos materiales se utilizan como núcleos magnéticos en transformadores y bobinas en circuitos eléctricos y electrónicos; los más importantes son el hierro, el cobalto, el níquel y sus aleaciones.

- Propiedades ópticas

Al incidir la luz sobre la superficie de un cuerpo, una parte de ella se refleja; parte se transmite a través del cuerpo; otra parte se difunde, es decir, sufre una reflexión no especular en múltiples direcciones y, por último, la luz restante la absorbe el cuerpo, aumentando su energía interna. El color que presenta un cuerpo se debe precisamente a la luz reflejada si el cuerpo es opaco, o a la que pasa a través de él si es transparente o translúcido.

 Los cuerpos opacos absorben o reflejan totalmente la luz, impidiendo que pase a su través.

 Los cuerpos transparentes transmiten la luz, por lo que permiten ver a través de ellos.

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