Fundamentos y Propiedades Clave de Materiales, Metales y Aleaciones
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Clasificación y Definiciones Fundamentales de Materiales
- Materiales
- Elementos naturales, químicos o físicos, que sirven como base en la construcción de piezas o maquinarias.
- Metales
- Grupo de elementos químicos, sólidos a temperatura normal, opacos, de aspecto brillante y poseedores de buena conductividad eléctrica y térmica.
- Aleaciones
- Unión de dos o más metales o no metales, constituyendo un nuevo material metálico con el propósito de mejorar o generar nuevas propiedades en el mismo.
Ejemplos de Aleaciones Comunes
- Latón: Cobre y Zinc.
- Monel: Níquel y Cobre.
- Bronce: Estaño y Cobre.
Tipos de Metales y Materiales
- Ferrosos.
- No ferrosos.
- Compuestos.
- Materiales no metálicos (polímeros, cerámicas y vidrio).
Propiedades Físicas de los Materiales
- Peso Específico
- Es el peso que tiene la unidad de volumen de un cuerpo.
- Densidad
- La unidad que representa la cantidad de masa que contiene la unidad de volumen de un cuerpo.
- Conductividad Calórica o Térmica
- Es aquella que expresa la mayor o menor facilidad con que los cuerpos transmiten la energía calórica a través de su propia materia.
- Calor Específico
- Se define como la cantidad de calor necesario para elevar en un grado la temperatura de un gramo de masa.
- Dilatación
- Es la propiedad que tienen los cuerpos de aumentar su volumen al elevar la temperatura. Se expresa en cm, mm.
- Temperatura de Fusión
- Temperatura en la cual un material pasa de un estado sólido a un estado líquido.
- Calor Latente de Fusión
- Es la cantidad de calor que absorbe un cuerpo para pasar, a temperatura constante, del estado sólido al estado líquido.
- Temperatura de Solidificación
- Temperatura a la cual un material pasa de un estado líquido a un estado sólido.
- Calor Latente de Solidificación
- Cantidad de calor que desprende un cuerpo para pasar, a temperatura constante, del estado líquido al estado sólido.
- Conductividad Eléctrica
- Representa la facilidad con que un cuerpo deja pasar la corriente eléctrica a través de su masa.
Propiedades Químicas de los Materiales
- Oxidación
- Es la formación de óxidos metálicos por la combinación de los metales con el oxígeno.
- Corrosión
- Es la destrucción progresiva del material por efecto del medio ambiente.
Propiedades Mecánicas de Metales y Aleaciones
- Dureza
- Es la resistencia que oponen los materiales a ser rayados o penetrados por otros.
- Tenacidad
- Capacidad que tienen los materiales de absorber energía antes de romperse.
- Energía / Trabajo
- La energía que absorbe una pieza depende de la fuerza aplicada y su deformación, es decir, el trabajo es igual a fuerza por distancia.
- Fragilidad
- Capacidad que tienen los materiales de romperse al rebasar el límite elástico y sin apenas deformarse plásticamente.
- Resiliencia
- Cantidad de energía que absorben los metales antes de empezar a deformarse plásticamente.
- Resistencia Mecánica
- Es la carga máxima por unidad de superficie que es capaz de soportar un material sin romperse.
Esfuerzos a los que están Sometidos los Materiales
- Tracción
- Capacidad que tiene para soportar fuerzas que intentan alargarlo.
- Compresión
- Capacidad para soportar fuerzas que intentan acortarlo o comprimirlo.
- Flexión
- Capacidad para soportar cargas que intentan curvarlo o flexarlo.
- Torsión
- Capacidad para soportar fuerzas que intentan girarlo.
- Corte
- Capacidad para soportar fuerzas que intentan deslizar las secciones paralelas con respecto a las otras.
- Fatiga
- Es el soporte ante fuerzas intermitentes o alternativas.
- Impacto
- Capacidad de soportar cargas aplicadas bruscamente.
Conceptos Adicionales de Deformación
- Elasticidad
- Capacidad de un material de recobrar su forma original, después de haber sido deformado y una vez que cesa la acción exterior que lo deformó.
- Límite Elástico
- Es el valor máximo de carga que podemos aplicar a una pieza.
- Plasticidad
- Es la capacidad que tienen los materiales de adquirir deformaciones permanentes.
- Ductilidad
- Es la capacidad de adquirir deformaciones permanentes por efecto de esfuerzos de tracción.
- Maleabilidad
- Capacidad de adquirir deformaciones permanentes mediante esfuerzos de compresión.
- Esfuerzo de Fluencia
- Es el punto donde un material deja la zona elástica para pasar a la zona plástica y adquiere deformaciones permanentes.
Definiciones Específicas
- Material No Ferroso
- Es aquel cuyas propiedades no dependen del hierro, ya que no lo contienen o lo contienen en cantidades mínimas.
- Metal Antifricción
- Metales blandos basados en plomo, estaño, antimonio, cobre o sus combinaciones, usados para revestimientos interiores o casquillos de respaldo de acero o bronce.