Unidad 1 : Porpiedades de los materiales

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Se pueden hacer aleaciones con la difusión de elementos y estas adquirirán características diferentes a las de sus elementos iniciales, se pueden obtener liquidas por fusión y solidas por tostación y difusión, los elementos que las constituyen se llaman constituyentes o componentes, según sea el número de elemento que componen la fusión tendrán el nombre, de binaria, ternaria, etc., se pueden formar mezclas mecánicas, soluciones sólidas y compuestos químicos.

PROPIEDADES MECANICAS

Se caracterizan como la capacidad de los materiales de reaccionar a la deformación o destrucción bajo la acción de fuerzas externas. Dependen de la clase de material, su tratamiento térmico, su estructura interna, forma de la pieza, etc.

Algunas propiedades mecánicas:

Maleabilidad:

Es la propiedad de un material duro de adquirir una deformación mediante una descompresión sin romperse. A diferencia de la ductilidad, que permite la obtención de hilos, la maleabilidad favorece la obtención de delgadas láminas de material.

Ductilidad:

Es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse plásticamente de manera sosteniblemente sin romperse, permitiendo obtener alambres ohilos de dicho material.

Tenacidad:

Es la energía de deformación total que puede absorber o acumular un material antes de alcanzar la rotura en condiciones de impacto, por acumulación de dislocaciones.

Dureza:

Es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, entre otras.

Elasticidad:

Ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.

Estas propiedades no pueden expresarse en términos numéricos, entonces se hacen pruebas o ensayos mecánicos para poder compararlos.

Ensayo a la tensión: este tipo de ensayo se utiliza para determinar las características de la resistencia mecánica y plasticidad de los metales y aleaciones.

Ensayo de la dureza: Estos se dice que son muy fáciles de efectuar y son realizados con gran rapidez, y con la cualidad de que este no deteriora la pieza que se ensaya. En la industria se tiene diversos métodos para medir la dureza de los metales los cuales con los siguientes:

- Aparato tipo brinell: este es un método específico el cual solo se utiliza para determinar la dureza de piezas no templadas, y este no se utiliza para ensayar materiales muy duros, piezas cementadas y nitruradas.

- Aparato tipo rockwell: este es el método más flexible ya que a través de los diferentes tipos de penetradores y de variaciones en las cargas, la dureza puede ser medida en un rango de materiales delgados hasta haceros duros, este es solo aplicado a materiales que tengan una dureza que rebase el alcance de la dureza Brinell, este es mejor porque tiene un gran rendimiento.

- Aparato tipo vickers: Este método nos permite medir la dureza de las capas finas que se originan después de sementar, nitruar y cianurar.

Ensayo a la microdureza: Este ensayo solo se aplica cuando se quieres determinar en nivel de dureza de las capas superficiales que son muy finas, o cuando son hilos metálicos.

Ensayo a la resiliencia: Esta prueba nos indica la tenacidad de una material y su capacidad para resistir al choque. Este tipo de ensayo se realiza en aparatos Charpy e Izod, ambos emplean el principio del péndulo.

Ensayo a la fatiga: La rotura por fática es el fenómeno de rotura de metales bajo cargas de magnitud repetida o sentido variable. Las maquinas que realizan ensayos a la fatiga en ciclos de esfuerzos repetidos (Maquinas para ciclos de esfuerzo): Axial, flexionante (más comunes), cortantes- torsionantes y mixtos.

Ensayo a la fluencia: Los ensayos de fluencia se realizan para analizar las características resistentes de los materiales en las condiciones que muestran un comportamiento viscoelástico.

Se realizan diferentes tipos de aplicaciones a los materiales y muchos de estos son usados a bajas temperaturas los cuales se hacen en equipos de refrigeración áreas estructuradas con clima muy frio, por este motivo es que la mayoría de los metales aumentan su resistencia.

La Fluencia se da cuando las impurezas de una aleación bloquean las dislocaciones de la red cristalina que impide su deslizamiento. Cuando se selecciona un material que funciona a altas temperaturas se debe tener ciertos cuidados ya que este puede ocasionar que su alargamiento se reduzca y provoque que la pieza se rompa.

ACEROS, CLASIFICACION, PROPIEDADES Y USOS

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DE LAS ALEACIONES HIERRO-CARBONO

Las aleaciones hierro-carbono son hierros y aceros metálicos son muy importantes para la construcción de maquinaria, debido a la temperatura de estas sus transformaciones llegan a desplazarse según su contenido de carbono en la aleación.

El diagrama hierro-carbono es una descripción grafica que muestra los cambios que le ocurren a una aleación durante su enfriamiento o calentamiento estos cambios afectan a la composición de las aleaciones.

NATURALEZA QUIMICA DEL ACERO

En la producción del acero siempre quedan impurezas y otros elementos como lo son: Silicio, Fosforo, Azufre, Manganeso, Nitrógeno y Oxigeno. El efecto de las impurezas dependerá de la como estén distribuidas la estructura del acero. Mediante el enfriamiento del metal llega a alcanzar el estado sólido y el carbono se empieza a librar de los cristales, lo que queda entre los granos se les conoce como carbono libre o grafito.

Manganeso: Este se une con el azufre ayudando a eliminar elementos indeseables, lo cual hace que el metal sea más tenaz.

Silicio: Este queda entre los cristales en lugar de en la superficie de los granos.

Fósforo: Queda entre los granos del metal, y esto ayuda a que el hierro corra libremente generando que al enfriarse el metal y solidificarse se vuelva