TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I

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1 TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I
1º DE BACHILLERATO. Tema 11 CIENTÍFICO TECNOLÓGICO PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

2 Tipos de materiales-I Los materiales son sustancias que, a causa de sus propiedades, resultan de utilidad para la fabricación de estructuras, maquinaria y otros productos. El material empleado preferentemente en cada momento da lugar a la denominación con la cual se conoce cada periodo de la historia. Así tenemos: - Edad de piedra.- La materia prima básica es la piedra. - Edad de bronce.- El bronce- aleación de cobre y estaño- permitió la fabricación de múltiples objetos con fines muy diversos a 2000 a Jc. - Edad de hierro.- También se obtiene y trabaja sometiéndolo a altas temperaturas, mayores que las del bronce, y que tiene mejores condiciones físicas y mecánicas, y mayor diversidad de productos.

3 Tipos de materiales-II
Podemos clasificar los materiales en cuatro grandes grupos: - Metales y aleaciones.- Férricos y no férricos y sus aleaciones. - Polímeros.- Todo el grupo conocido popularmente como plásticos.(Son moléculas muy grandes, en forma de cadenas de las más diversas formas, compuestas por un monómero que se repite) -Cerámicos y vidrios.- Silicios, cementos, hormigones, etc -Materiales compuestos.- Madera, GFRPo PRFV (plástico reforzado con fibra de vidrio), CFRP ( plástico reforzado con fibra de carbono), Polímeros rellenos, cermet, etc.

4 Metales y aleaciones: propiedades y uso

5 Propiedades de los materiales.
Las propiedades características de cada material condicionan su uso y utilidad. Podemos aglutinar las propiedades de un material determinado en cinco grupos diferentes: - Propiedades químicas. - Propiedades físicas. - Propiedades mecánicas. - Propiedades estéticas y económicas. - Propiedades de fabricación. Salvo las estéticas y económicas, el resto dependen de su estructura interna y condicionan su proceso de fabricación y su utilidad. Las propiedades de un material, sobre todo los metales, suele varia con la temperatura.

6 Propiedades de los materiales. Propiedades químicas. I
Uno de los factores que condicionan de forma notable el ciclo de vida de un material y su uso es la oxidación o corrosión. Oxidación.- Se dice que un material experimenta un proceso de oxidación cuando se combina con el oxigeno, transformándose en óxidos mas o menos complejos. MATERIAL + OXIGENO OXIDO DEL MATERIAL ± ENERGÍA -signo(+) reacción exotérmica, desprende energía, produce oxido. -signo(-) reacción endotérmica, absorben energía, menor oxidación. En la realidad esta premisa solo se cumple en la oxidación de la capa superficial, a partir de la misma el proceso depende de la oposición de la capa oxidada a la penetración del oxigeno por difusión y al movimiento de los átomos de ambas capas. Cuanto mayor sea la temperatura a la cual esta sometido un material, mayor será la velocidad a la cual se produce su oxidación. Un aumento de la presión del oxigeno exterior se comporta de igual manera. Cuando la reacción es intensa produce fuego

7 Propiedades de los materiales. Propiedades químicas. II
Los aceros dulces, hierro con bajo contenido en carbono, son baratos, con alta resistencia mecánica, pero fácilmente oxidables. Para aumentar su resistencia a la oxidación se alean con materiales que tienen mayor resistencia a la oxidación ( valor de la energía de oxidación mayor y velocidad menor), cromo, aluminio o silicio. Debido a su mayor energía de oxidación, el material añadido se oxida primeros, pero al formar la capa de oxido superficial, su velocidad de oxidación se frena. Al influir también la facilidad con la cual los átomos de dichos elementos se mezclan con el hierro, resulta que el mejor aditivo es el cromo. Material oxido Energia (kJ.mol-1de O2) Cromo Cr2O3 +701 Silicio SiO2 +836 Aluminio Al2O3 +1045 Hierro Fe3O4 +508

8 Propiedades de los materiales. Propiedades químicas. III
Corrosión.- Es cuando la oxidación se produce en un ambiente húmedo o en presencia de otras sustancias agresivas. La corrosión, en ambiente húmedo , no se deposita sobre el metal, sino que se disuelve y acaba por desprenderse. Así mismo no es uniforme, se concentra en ciertos lugares, dando lugar a fisuras y perdidas de material, con el consiguiente riesgo de rotura, sobre todo en elementos estructurales que tienen que soportar esfuerzos variables.

9 Propiedades de los materiales. Propiedades químicas. III
Propiedades de los materiales. Propiedades químicas. III. Aceros inoxidables El fundamento del acero inoxidable es que como consecuencia de la adición de un 18% de cromo reduce en mas de 100 veces la velocidad de oxidación del acero dulce a 900ºC. En metalurgia, el acero inoxidable se define como una aleación de acero con un mínimo de 10% de cromo contenido en masa. Este procedimiento es mucho mas aconsejable que el de recubrimiento superficial (cromado , dorado, etc.) que con una simple ralladura pierde toda su protección. Algunos tipos de acero inoxidable contienen además otros elementos aleantes; los principales son el níquel y el molibdeno. Hay muchos tipos de aceros inoxidables, unos magnéticos y otros no. A.I. solo con cromo- ferriticos, son magnéticos. A.I. entre el 0,1 y el 1% de carbono, son templables A.I. con mas del 7% de Níquel- Austeniticos, No son magnéticos.

10 Propiedades físicas-I densidad y peso especifico
Las propiedades físicas se deben al ordenamiento en el espacio de los átomos de los materiales. Las mas relevantes son: - Densidad y peso especifico. - Propiedades eléctricas. - Propiedades térmicas. - Propiedades magnéticas. - Propiedades ópticas. Densidad y peso especifico.- Se denomina densidad () a la rela-cion entre la masa de un determinado material y su volumen. =m/V Su unidad en el S.I. es Kg/m3 . En la practica se utiliza el g/cm3. que es igual a 1.000Kg/m3 o 1T./m3. La magnitud inversa de la densidad es el volumen especifico. Se entiende por peso especifico (Pe) a la relación entre el peso de una determinada cantidad y el volumen que ocupa. Pe=P/V Su unidad en el S.I. es el N/m3. Se recordará que el peso de un cuerpo es igual a su masa por la aceleración de la gravedad. P=m.g Pe = P/ V = m.g / V = g.m / V = .g

11 Propiedades físicas-II propiedades eléctricas
Todas las sustancias son conductoras de la electricidad, ofreciendo una resistencia al paso de la corriente que varia de unas a otras. La resistencia eléctrica ( R) depende de la naturaleza del material. Su inversa es la conductancia (G) La resistividad, rho(), es la inversa de la conductividad, sigma () y se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente un elemento de ese material de 1m de longitud y de 1mm2 de seccion. Su unidad es el m. o .mm2/m. De acuerdo con su resistividad los materiales se clasifican en: conductores ( muy pequeño) y aislantes ( muy grande). Además tenemos los semiconductores (germanio, silicio), que pueden ser dopados con impurezas tipo N (arsénico, fósforo) o tipo P (galio, boro).

12 Propiedades físicas-III- propiedades térmicas-I.
Son las que están íntimamente ligadas con la temperatura y que determinan el comportamiento del material en unas condiciones dadas. Dilatación térmica.- Generalmente los materiales aumentan de tamaño, se dilatan, al aumentar de temperatura. El valor final de una magnitud (longitud, superficie o volumen) al aumentar la temperatura (t) viene dado por: X=X0.(1+K.t) Donde: Xo = magnitud inicial ( l0, s0, v0). X = magnitud final (l, s, v). K = Coeficiente de dilatación (lineal, superficial, cubica) La relación entre los diferentes coeficientes es:  = 2 ;  = 3. Dada una barra de 5m. y un incremento de t. de 80ºC el aumento de longitud será de 8mm.

13 Propiedades físicas-III- propiedades térmicas-II.
Temperatura =25ºC y presión ambiental Propiedades físicas-III- propiedades térmicas-II. Calor especifico (C) de una sustancia es la cantidad de energía calorífica que es preciso aportar a la unidad de masa de dicha sustancia para elevar su temperatura un grado, sin que se presenten cambios de fase. Si el calentamiento se produce manteniendo constante el volumen de la sustancia o su presión, se habla de calor específico a volumen constante o a presión constante. El primero es menor o igual al segundo. En el SI se mide en J/(Kg.ºK). También se utiliza la cal/(g.ºC). La energía calorífica Q que es necesario comunicar para que una masa m de una determinada sustancia pase de una temperatura T1 a otra mayor T2 será: Q = m.C.(T2 – T1) Julio = El trabajo realizado por la fuerza de 1 newton en un desplazamiento de 1 m. Caloría =Es la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar la temperatura de un gr. de agua de 14,5ºC a 15,5ºC a una atm. de presión.

14 Propiedades físicas-III- propiedades térmicas-III
Propiedades físicas-III- propiedades térmicas-III. Temperatura de fusión-I Cuando un sólido cristalino se calienta, sus átomos vibran con más energía. En cierto momento se alcanza una temperatura a la que éstas vibraciones alteran el orden de la estructura cristalina, los átomos pueden deslizarse unos sobre otros, el sólido pierde su forma definida y se convierte en un líquido. Este proceso se llama fusión y la temperatura a la que sucede es la temperatura de fusión. El punto de fusión es la temperatura a la cual el estado sólido y el estado liquido de una sustancia, coexisten en equilibrio térmico, a una presión de 1 atmósfera. A diferencia del punto de ebullición, el punto de fusión es relativamente insensible a la presión y, por tanto, pueden ser utilizados para caracterizar compuestos orgánicos y para comprobar la pureza. Calor latente de fusión o calor de cambio de estado, es la energía absorbida por las sustancias al cambiar de estado, de sólido a liquido (calor latente de fusión) o la energía cedida al pasar de líquido a sólido (calor latente de solidificación). Al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se devuelve la misma cantidad de energía. La unidad de medida utilizada es cal/g

15 TEMPERATURAS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN DE DIFERENTES SUSTANCIAS Y ENERGÍA NECESARIA PARA EL CAMBIO DE ESTADO

16 Propiedades físicas-III- propiedades térmicas-III. Difusión
Difusión.- Es cuando como consecuencia de la agitación térmica de los átomos de un sólido, se provoca el desplazamiento de los mismos desde su posición de equilibrio hasta otra próxima. Esto da lugar a que en un sólido que contenga átomos de impurezas, con el paso del tiempo estos se reparten uniformemente por todo el volumen del sólido. La difusión es mayor al aumentar la temperatura.

17 Propiedades físicas-III- propiedades térmicas-III
Propiedades físicas-III- propiedades térmicas-III. Conductividad térmica La transmisión del 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 ante este tipo de transmisión del calor. Dada una barra de longitud L de un determinado material. En cuyos extremos existen ambas temperaturas T1 y T2 (T1>T2), se cumple: Siendo J la densidad de flujo de calor, es decir la energía térmica transmitida por unidad de tiempo y por unidad de superficie. Las unidades de la conductividad térmica (K) en el S.I. son W/(m.ºK). La conductividad térmica depende de: - La naturaleza de los cuerpos. - La fase en la que se encuentran (Sólido, liquido o gas) - La composición. - La temperatura. T1>T2 J T1-T2 J= K ———— L T1 T2 L

18 Propiedades físicas-III- propiedades magnéticas.
El magnetismo es un fenómeno por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión a otros materiales. Los materiales magnéticos se clasifican en tres grupos diferentes: Materiales diamagnéticos.- Se oponen al campo magnético aplicado, de forma que en su interior el campo magnético es mas débil ( plata, cobre, mercurio, oro, etc). Materiales paramagnéticos.- El campo magnético en el interior es un poco mayor que el aplicado (aluminio, magnesio, platino, etc.) Materiales ferromagnéticos.- El campo magnético interior es mucho mayor que en el exterior, son los utilizados como núcleos magnéticos en transformadores y bobinas. (Hierro, cobalto, níquel, los óxidos de hierro-ferritas-, etc.) Unidades del SI relacionadas con el magnetismo: Tesla [T] = unidad de campo magnético Weber [Wb] = unidad de flujo magnético Sentido convencional

19 MAGNÉTICAS

20 Propiedades físicas-III- propiedades ópticas.
La luz es la clase de energía electromagnética radiante capaz de ser percibida por el ojo humano Al incidir la luz sobré un cuerpo: - parte de ella se refleja. - parte se transmite a través del cuerpo. - otra parte se difunde. - el resto la absorbe el cuerpo, aumentando su energía interna. El color de un cuerpo opaco es el de la luz reflejada. El de uno transparente es el de la luz que pasa a su través. Cuando la luz incide sobre un cuerpo puede: - En cuerpos transparentes, la luz se transmite, por lo que permite ver a su través. - En cuerpos translucidos, la luz pasa a su través pero no permite ver los objetos. - En cuerpos opacos, la luz es reflejada o absorbida totalmente, impidiendo que pase a su través.

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22 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de tracción-I
Las propiedades mecánicas indican el comportamiento de un material cuando se encuentra sometido a fuerzas externas. El ensayo de tracción consiste en someter una probeta de dimensiones normalizadas a un esfuerzo de estiramiento. Con los datos obtenidos se traza la curva de tensión-alargamiento. Entendiendo por tensión (), la fuerza aplicada a la probeta por unidad de sección. Su unidad es el N/m2  = F / S0 F= Fuerza en Newton S0= Sección inicial en m2.  =Tension = N/m2 = N/m2

23 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de tracción-II
El alargamiento o deformación unitaria () es el tanto por uno en que se ha incrementado la longitud de la probeta. Unidades por unidad. Zona proporcional O-E.-En ella la relación tensión/deformación es lineal. Zona elástica O-B.- incluye la zona anterior y detenido el ensayo en cualquier punto de la zona elástica , la probeta recupera su longitud inicial. Se cumple la Ley de Hooke.  = E •  ;  =  / E ; E=  /  En la que E es el modulo de Young o modulo de elasticidad longitudinal. Se expresa en N/m2. La zona elástica termina en el punto denominado limite elástico. e Ley de Hooke.- Establece que el alargamiento unitario ε de un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada F  = F/ S0E L-L0  = —— L0

24 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de tracción-III
Zona plástica.- En ella los alargamientos son permanentes. Si se deja de hacer fuerza, (supuestamente en A) se recuperara el estiramiento correspondiente a la zona elástica ( O-B) pero no el de la zona plástica ( B-A). La zona plástica termina en el punto de rotura (R). Zona de estricción .- Es a partir del punto de rotura y se localiza en una zona determinada de la probeta A partir de dicho punto aunque diminuya la tracción, se produce la rotura.

25 Tabla periódica con los valores del modulo de Young
GN=109= N Tabla periódica con los valores del modulo de Young

26 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de dureza-I
La dureza es una propiedad mecánica de los materiales consistente en la dificultad que existe para rayar (mineralogía) o crear marcas en la superficie mediante micro penetración de una punta La propiedad mecánica de la dureza no esta definida de una forma absoluta, siendo necesario mencionar el método utilizado para su determinación. Entre ellos tenemos: - Dureza mineralógica clásica. - Escala de Mohs. Resistencia al rayado. - Métodos de retroceso. - Dureza Shore.- mide el rebote de un identador - Dureza a la penetración. - Dureza Brinell.- Emplea una punta o bola de acero. - Dureza Rockwell.- Cono de diamante o bola de acero. - Dureza Vickers.- Diamante en forma de pirámide cuadrangular.

27 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de dureza-II
La escala de Mohs es una relación de diez materiales ordenados en función de su dureza, de menor a mayor. Se utiliza como referencia de la dureza de una sustancia. Fue propuesta por el geólogo Friedrish Mohs y se basa en el principio que una sustancia dura puede rayar a una sustancia más blanda, pero no es posible lo contrario. Cada mineral raya a los que tienen un número inferior a él, y es rayado por los que tienen un número igual o mayor al suyo. (feldespato)

28 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de dureza-III
El método de medición viene definido por la relación entre la velocidad de rebote de un cuerpo percutor con respecto a su velocidad de percusión multiplicada por 1000. Una mayor dureza en la superficie del material se corresponde con una velocidad de rebote más alta Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de dureza-III Método de retroceso (esclerómetro Shore y duroscopio) Se mide el retroceso de un martillo con punta redondeada de diamante al golpear el material. En el esclerómetro de Shore el martillo cae perpendicularmente. Es un ensayo de dureza no destructivo. En el duroscopio lo hace pendularmente.

29 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de dureza-IV
Dureza a la penetración.- La dureza se mide como la resistencia que opone un cuerpo a ser penetrado por otro. DUREZA BRINELL: Emplea como punta una bola de acero templado o carburo de tugteno de 10 mm de . Se usa para materiales blandos, menos de 600HB, es poco exacta pero fácil de aplicar. Poco precisa con chapas de menos de 6mm de espesor. Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de dureza-IV

30 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de dureza-V
DUREZA ROCKWELL: Se utiliza como punta un cono de diamante de 120º para materiales duros o bolas de acero para materiales blandos. Es la más extendida, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales. Se calcula la dureza en base a la profundidad de penetración y la carga total no se aplica en forma continua. Hay una carga inicial y otra adicional (varia según las condiciones de ensayo). El valor se obtiene directamente en el dial del indicador. La dureza esta dada por el incremento de penetración debido a la acción de la carga adicional y una vez suprimida ésta. La carga es de , 150 kg.

31 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de dureza-VI
ROCKWELL SUPERFICIAL: Existe una variante del ensayo, para piezas muy delgadas, como cuchillas de afeitar o capas de materiales que han recibido algún tratamiento de endurecimiento superficial. El tipo de prueba es el mismo pero con cargas menores, de 3 a 45 kg. (15-30, 45) DUREZA VICKERS: Emplea como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular. Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la escala Brinell. Mejora el ensayo Brinell para ensayos de dureza con chapas de hasta 2mm de espesor. Se usa para durezas superiores a 500HB.

32 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de resiliencia-I
La resiliencia mide la tenacidad de los materiales. La tenacidad es la propiedad inversa de la fragilidad, y se define como la capacidad que tiene un material para almacenar energía, en forma de deformación plástica, antes de romperse. El método mas utilizado para realizar la medición de la tenacidad de un material es por medio del ensayo Charpy. La probeta es un prisma de sección cuadrada (10x10mm.) y de 55mm. de longitud y una entalla de 2mm. de profundidad. En forma de “u” , de “v” o de ojo de cerradura. El péndulo Charpy, tiene una energía inicial de 300J y una velocidad de impacto de 5 m/s. Unidades en el S.I. Julio/m2, aunque también se utiliza el Kgf.m/cm2, o Kp.m/m2.

33 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de resiliencia-II
Es un ensayo destructivo consistente en romper una probeta entallada golpeándola con un péndulo. Partiendo de una altura H inicial desde la que se deja caer el péndulo de peso P y alcanzando éste después de romper la probeta una altura h. Teniendo los valores del ángulo α + β, se puede calcular la energía absorbida por la probeta en el impacto suponiendo que ésta es igual a la perdida por el péndulo. Energía potencial inicial: P×H = P×L×(1-cosα) Energía potencial final: P×h = P×L×(1-cosβ) La energía absorbida (W) por la probeta será: P×L×(1-cosα) - P×L×(1-cosβ) = W = P ×L×(cosβ-cosα) Cuanta mayor sea la fragilidad del material y menor su tenacidad más fácilmente romperá el péndulo la probeta y mayor altura alcanzará tras el impacto. El valor de la resiliencia viene dado por el cociente entre la energía absorbida y la sección de la probeta: W J KCV= —— = —— S m2

34 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, ensayo de resiliencia-III
Las probetas que rompen son mas frágiles, en cambio aquellas con mayor ductilidad se doblan sin romperse. Este comportamiento depende de la temperatura y la composición química, esto obliga a realizar el ensayo con probetas a distinta temperatura, para evaluar la existencia de una "temperatura de transición dúctil-frágil". Este ensayo se lleva a un gráfico como el mostrado en donde se puede apreciar un fuerte cambio en la energía disipada para algunos aceros de bajo carbono. Mientras que el níquel no muestra una variación notable. Esto da origen a dos tipos de roturas: - rotura frágil. - rotura dúctil. Y una zona de transición. Pudiendo decidirse el material mas adecuado a la temperatura de trabajo prevista.

35 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, Fractura
La fractura de un sólido se define como su separación en dos o mas partes como consecuencia de una tensión. Existen dos tipos básicos diferentes de fracturas: - Fractura dúctil.- produce una importante deformación plástica en la zona de rotura. - Fractura frágil o fractura de clivaje.- En la que el material se separa según un plano sin que apenas exista deformación plástica. También puede haber fracturas intermedias que combinan las dos..

36 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, Fatiga I
La fatiga es una forma de rotura que ocurre en estructuras sometidas a tensiones dinámicas y fluctuantes. Puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia de tracción o el limite elástico para una carga estática. La rotura por fatiga tiene aspecto frágil aun en metales dúctiles, puesto que no hay apenas deformación plástica asociada a la rotura. El proceso consiste en un inicio, y posterior propagación, de fisuras. La superficie de fractura es perpendicular a la dirección del esfuerzo. Tipos de fatigas: -Fatiga en elementos sin defectos.- Presenta una primera etapa de nucleacion de fisuras y la de crecimiento de las fisuras. -Fatiga en elementos con defectos.- No tiene fase de nucleación de fisuras, estando limitada la duración del elemento por el aumento de tamaño de las fisuras. DATOS IMPORTANTES Amplitud del ciclo ()  = max. - min Tensión media (m) m = (max.+min)/ 2

37 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, Fatiga II
Para la mayoría de los metales existe un esfuerzo crítico, por debajo del cual la rotura sólo se produce al cabo de un considerable periodo de tiempo o número de ciclos. Dicho esfuerzo crítico, se denomina límite de fatiga. Las aleaciones no férreas carecen de este limite. No obstante, debe recalcarse que el límite de fatiga es el número límite, es decir, a esa tensión cíclica el material no se fracturaría. Su valor suele estar entre 0,4 y 0,5 veces la resistencia a la tracción del material Solo la tracción origina fatiga, no la compresión.

38 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, Fluencia I
Cuando se realiza el ensayo de tensión - deformación a temperatura ambiente, se observa que el comportamiento elástico de la deformación se puede definir mediante la ley de Hooke y no cambia con la temperatura. Si este ensayo se realiza a temperatura elevada se observa que la deformación aumenta de forma gradual con el tiempo. Inicialmente se presenta una deformación elástica instantánea y luego una deformación plástica. La fluencia se puede definir como la deformación plástica que tiene lugar a temperatura elevada bajo una carga constante y durante un periodo largo de tiempo. La deformación por fluencia es mayor cuanto mayor sea la temperatura, o la carga aplicada, o el tiempo durante el cual dicha carga ha estado actuando. Los efectos de la fluencia comienzan a ser importantes a partir de 0,4 veces la temperatura de fusión en ºK.

39 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, Fluencia II
En la figura se observa una curva típica de termofluencia de un metal donde se destacan varias etapas en el comportamiento del metal ante el ensayo. Inicialmente ocurre una deformación elástica instantánea 0. Seguidamente la muestra exhibe una primera fluencia en la cual la velocidad de fluencia disminuye con el tiempo. La pendiente de la curva (de/dt = e ) se designa como velocidad de termofluencia. Después ocurre un segundo estado el cual la velocidad se hace esencialmente constante y se define por tanto como termofluencia de estado estacionario. Este es el parámetro de diseño que se considera para aplicaciones de larga vida. Finalmente ocurre un tercer estado en el cual la velocidad de termofluencia aumenta rápidamente con el tiempo hasta que se fractura.

40 Propiedades físicas-III- propiedades mecánicas-I, Fricción I
Mientras un cuerpo se mueve ya sea a través de una superficie o a través de un medio viscoso, como el aire o el agua, hay una resistencia al movimiento debido a que el cuerpo interactúa con sus alrededores. Dicha resistencia recibe el nombre de fuerza de fricción. La dirección de la fuerza de fricción estática entre cualesquiera dos superficies en contacto se oponen a la dirección de cualquier fuerza aplicada. Fe = e . N La dirección de la fuerza de fricción cinética que actúa sobre un objeto es opuesta a la dirección de su movimiento Fd = d . N Los coeficientes de fricción son casi independientes del área de contacto entre las superficies

41 COEFICIENTES DE FRICCIÓN ESTÁTICOS Y DINÁMICOS ENTRE DIFERENTES MATERIALES ( son aproximados)

42 Otras propiedades estéticas y económicas
Además de las propiedades mencionadas, para que un material sea utilizado debe de tener ciertas propiedades estéticas que agraden al usuario. También resulta importante conocer sus condiciones económicas, las cuales incluyen: - gastos de fabricación. - gastos de transporte. - La disponibilidad en el momento de ser necesarios.

43 Propiedades de fabricación
Las propiedades de fabricación, informan acerca de la posibilidad de someter un material a unas determinadas operaciones industriales. Estas son: - Maleabilidad.- Posibilidad de estirarlo en laminas sin romperse. - Ductilidad.- Posibilidades de estiramiento en forma de hilos. - Forjabilidad.- Capacidad de un material para ser forjado. - Maquinabilidad.- Indica si se pueden emplear procesos de arranque de viruta. Otras pueden ser como la capacidad para ser sometidos a procesos de Extrusión, soldadura, etc.

44 Selección de materiales
Cuando queremos diseñar o construir un determinado instrumento para una finalidad concreta nos encontraremos condicionados por todo lo expuesto anteriormente. Lo cual queda resumido en los cuadros adjuntos. No existe un material perfecto que pueda ser utilizado para cualquier aplicación. Por ello se debe sopesar las cualidades y los defectos de cada material cuando es aplicado a un fin determinado.

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48 FIN DEL TEMA 11 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES.