Fundamentos de Materiales: Propiedades Mecánicas, Solidificación y Conformado de Metales

Propiedades Mecánicas de Materiales

Relación de Poisson

Es la relación entre la deformación unitaria longitudinal y la deformación unitaria lateral.

Módulo de Resiliencia

Es el valor numérico del área bajo la curva esfuerzo-deformación en la zona elástica.

Esfuerzo Último

Máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de romperse.

Ductilidad

Medida de la cantidad de deformación plástica que puede soportar un material antes de romperse.

Tenacidad

Capacidad de un material de deformarse sin romperse.

Solidificación y Microestructura

Etapas de la Solidificación

• Fase 1: Se forman los núcleos de una fase sólida a partir del líquido.
• Fase 2: Los núcleos comienzan a crecer a medida que los átomos del líquido se unen a ellos hasta que no queda líquido.

Nucleación

Formación de los primeros nanocristalitos del material fundido.

Embrión

Partícula pequeña de sólido que se forma a partir del líquido a medida que los átomos se aglomeran entre sí.

Radio Crítico

Radio mínimo que debe alcanzar un núcleo sólido dentro de un líquido para que continúe creciendo en lugar de disolverse.

Subenfriamiento

Es la diferencia entre la temperatura de solidificación de equilibrio y la temperatura real del líquido.

Interfaz

Superficie o límite que separa dos fases distintas, como sólido y líquido.

Nucleación Homogénea

Formación espontánea de pequeños cristales sólidos (núcleos) directamente dentro de un líquido fundido, sin la influencia de impurezas o superficies externas.

Nucleación Heterogénea

Proceso en el cual los núcleos sólidos se forman en un líquido debido a la presencia de impurezas o superficies en las que los átomos o moléculas del líquido pueden agruparse con mayor facilidad.

Rapidez de Nucleación

Número de núcleos formados por unidad de tiempo (en función de la temperatura).

Agente de Nucleación

Sustancia que promueve la nucleación en un sistema al reducir la energía necesaria para formar un núcleo estable.

Sitios de Nucleación Heterogénea

En las impurezas en la fundición y las paredes del molde en el que ocurre la solidificación.

Proceso de Refinamiento de Granos o Inoculación

Proceso mediante el cual se introducen partículas de nucleación en el líquido.

Procesos de Conformado y Endurecimiento

Técnicas de Conformado de Metales

• Laminado
• Forjado
• Extrusión
• Trefilado
• Estampado
• Embutido
• Rolado
• Doblado

Proceso de Endurecimiento de Segunda Fase

Endurecimiento de materiales utilizando precipitados ultrafinos.

Propiedades Térmicas de Materiales

Calores que Ocurren Durante la Solidificación

• Calor Latente de Solidificación: Liberado al pasar de líquido a sólido.
• Calor Sensible: Relacionado con el enfriamiento del material líquido o sólido.

Calor Específico

Calor requerido para cambiar la temperatura de una unidad de peso del material en un grado Celsius.

Calor Latente de Fusión

Cuando se forman cristales sólidos a partir de un líquido, se genera calor.