Tipos de Materiales y Propiedades Tecnológicas

Tipos de Materiales

Materiales metálicos. Sustancias inorgánicas formadas por elementos metálicos y, a veces, no metálicos, como sucede en las aleaciones ferrosas como el acero. Su base química es el enlace metálico.

Materiales poliméricos. Materiales orgánicos formadas por cadenas de moléculas de gran tamaño unidas por enlaces covalentes. Su elemento principal es el carbono.

Materiales pétreos y cerámicos. Sustancias inorgánicas formadas por elementos metálicos y no metálicos unidos por enlaces iónicos. En este grupo se suele incluir el vidrio, ya que se obtiene de arenas procesadas.

Materiales electrónicos. Formados a partir de elementos semiconductores.

Materiales composites. Materiales artificiales obtenidos a partir de la combinación de dos o más materiales de los grupos anteriores.

Propiedades

Cohesión. Los átomos del material se atraen entre sí en base al enlace atómico y molecular. La fuerza ejercida por este fenómeno se llama cohesión.
Elasticidad. Propiedad por la que los materiales pueden deformarse bajo acción de fuerzas externas y recobrar su forma original. El cuerpo es totalmente elástico si recupera su forma totalmente y parcialmente elástico si la deformación no desaparece por completo. Durante la deformación no elástica, parte del trabajo se transforma en calor.

Plasticidad. Propiedad de los materiales por la que son capaces de adquirir deformaciones permanentes sin llegar a romper. Según el tipo de esfuerzo bajo el que se consigue la deformación, hablaremos de ductilidad y maleabilidad.
Dureza. Resistencia del material a la deformación elástica, plástica o a la destrucción localizada en su superficie.
Resistencia a la rotura, resistencia mecánica. La aptitud del material para soportar una carga externa, un esfuerzo o deformación. Podemos hablar de resistencia a la tracción, compresión, flexión, torsión o cortadura.
Tenacidad. Propiedad del material para soportar, sin deformación ni rotura, la acción de fuerzas externas.
Fragilidad. Propiedad opuesta a la tenacidad. Se dice que un material es frágil cuando rompe con facilidad, sin deformación previa, por la acción de un esfuerzo.
Resiliencia. Capacidad del material de absorber energía elástica cuando se deforma y devolverla cuando cesa la fuerza que provoca la deformación.
Resistencia a la fatiga. La fatiga es una deformación permanente o rotura producto de tensiones dinámicas fluctuantes como sucede en las alas de los aviones.
Fluencia. Fenómeno por el que los cuerpos se deforman por encima de su límite elástico, adquiriendo deformaciones plásticas.

Propiedades tecnológicas

Maleabilidad. Capacidad del material para deformarse por compresión transformándose en láminas más o menos finas. Directamente proporcional a la tenacidad e inversamente proporcional a la resistencia a tracción y la dureza.
Ductilidad. Capacidad de un material de deformarse mediante esfuerzos de tracción, transformándose en hilos. Aumenta con la tenacidad y decrece con la dureza.
Acritud. Endurecimiento del material debido a la deformación plástica en frío. Aumenta la fragilidad.
Fusibilidad. Facilidad para ser fundido.
Colabilidad. Facultad del material, en estado fundido, para producir objetos completos en un molde.
Forjabilidad. Propiedad que permite al material ser deformado de un modo plástico mediante el golpeo a temperaturas relativamente bajas.
Templabilidad. Tendencia del material a sufrir transformaciones en su red cristalina por enfriamientos y calentamientos bruscos. Implica variación de las propiedades mecánicas.
Soldabilidad. Propiedad de una sustancia para unirse a otra por medio de una superficie determinada gracias a la fusión (por calentamiento) de ambas superficies de contacto o por la adición de un material de aportación en estado fundido.
Maquinabilidad. Facilidad o dificultad del material para ser mecanizado por medio del uso de herramientas de corte, arrancando pequeñas porciones superficiales (virutas).

Ensayos

Ensayo de Compresión - Estudia el comportamiento del material a esfuerzos de compresión. Es similar al de tracción, pero en sentido opuesto. Se emplean probetas cilíndricas de altura igual al diámetro de la base para evitar posibles esfuerzos de flexión.

Ensayo de Tracción - Consiste en someter una probeta a un esfuerzo perpendicular a la sección transversal del cuerpo, que tiende a alargar las fibras y producir una deformación elástica o plástica.

Ensayo de Cortadura - La cortadura es el esfuerzo que soporta una pieza cuando sobre ella actúan fuerzas contrarias situadas en planos contiguos que tienden a hacer deslizar entre sí las secciones sobre las que actúan.

Ensayo de Flexión - La flexión es la fuerza que actúa sobre una pieza de forma que tiende a doblarla, alargando unas fibras y acortando otras.

Ensayo de Pandeo - El pandeo es el esfuerzo combinado de la flexión y la compresión que se presenta en piezas sometidas a carga axial, cuando su sección transversal es pequeña con respecto a su longitud.

Ensayo de Torsión - La torsión se presenta cuando las fuerzas o cargas externas tienden a retorcer las piezas. Es un ensayo muy útil pues este esfuerzo se da con mucha frecuencia, como en los árboles de las máquinas.

Ensayos Destructivos Dinámicos

Resistencia al Choque (Charpy) - Se trata de un ensayo que permite determinar la energía de rotura absorbida por un material cuando es golpeado mediante un péndulo.

Ensayo de Fatiga - La resistencia a la fatiga es la resistencia de un material a esfuerzos repetidos, variables en el sentido y magnitud, inferiores al límite elástico pero que pueden producir su rotura.