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.

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