Propiedades térmicas DILATACIÓN TÉRMICA O DILATABILIDAD: La mayoría de los

materiales aumentan de tamaño (se dilatan) al aumentar la temperatura. La magnitud que define el grado de dilatación de un cuerpo es el coeficiente de dilatación que nos da una idea del cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando cambia la temperatura del material. Podemos expresarla de tres formas distintas según interese por la forma geométrica de la pieza:

o Coeficiente de dilatación lineal, α o Coeficiente de dilatación superficial, β o Coeficiente de dilatación cúbica, γ

CALOR ESPECÍFICO (CE): Se define como la cantidad de calor que necesita una unidad de masa para elevar su temperatura un grado (centígrado o Kelvin). En el sistema internacional se mide en J/kg·K (K = grados Kelvin, 0oC = 273,15 K), aunque es más frecuente medirlo en cal/g·K. (calor específico del agua aproximadamente 1 cal/(g·K)) 3.

Propiedades de los Materiales

TEMPERATURA DE FUSIÓN: Al elevar la temperatura de un sólido, puede producirse un cambio de estado, pasando de sólido a líquido.

La temperatura a la que se sucede tal fenómeno es la temperatura de fusión, que a presión normal se llama punto de fusión.

Durante el proceso de fusión la temperatura del cuerpo no varía hasta que se ha aportado el calor necesario para el

cambio de estado, momento en el cual vuelve a elevarse la temperatura del cuerpo.

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA (K): Es un parámetro que indica el comportamiento de cada cuerpo frente a la transmisión del calor, es decir, es la intensidad con que se transmite el calor en el seno de un material.

CALOR LATENTE DE FUSIÓN: Es el calor necesario para

transformar una unidad de masa del material del estado sólido al líquido

Propiedades químicas Oxidación: Cuando un material se combina con oxígeno, se dice

que experimenta una reacción de oxidación. Tal reacción, de forma esquemática sería...

o Material + oxígeno óxido del material ± energía o Aunque la oxidación limita la vida del material en ocasiones

la formación de una capa de óxido en el mismo, depositada en la parte exterior del material, lo protege de una posterior degradación.

o La mayor temperatura acelera el proceso de oxidación del material.

o Materiales susceptibles de ser oxidados: hierro, aceros bajos en carbono, cobre, titanio,...

Cobre

Aluminio

o Materiales resistentes a la oxidación: oro, plata, aluminio,

estaño, cromo,...

Corrosión: Cuando la oxidación se produce en un ambiente húmedo o en presencia de otras sustancias agresivas, se denomina corrosión.- El hierro, aluminio, cobre, silicio, germanio, galio, cromo, titanio

son metales que fácilmente dona o regalan electores y para evitarlo se hacen aleaciones

- Entre los metales comúnmente usados en aleaciones con

aceros se encuentra: el Níquel y el Molibdeno. En otros casos se usan metales como Aluminio, cuyo precio es muy razonable. Materiales menos comunes como Titanio y Tantalio se emplean solamente bajo condiciones muy severas. La decisión sobre cuál de estos materiales se usar o qué tipo de protección se empleara, dependerá en gran parte del tipo de protección se empleara, dependerá en gran parte del tipo de ambiente y del costo de los métodos de alternativa.

Hierro Cobre

ALUMINIO

ORO

Propiedades tecnológicasSon las que nos indican la disposición de un material para poder trabajar con él o sobre él. CONFORMABILIDAD: propiedad del metal que mide su

maleabilidad - En estado líquido tiene relación con el tipo de fundición que

se emplee (molde-vaciado, presa fundida, etc.). - En estado sólido está relacionada con procesos de

deformación plástica del material (trefilado, laminado, etc.). - En estado granular, está ligada a la presión y a la

temperatura que se apliquen a los granos o polvo del material.

DUCTIBILIDAD: es la capacidad del metal de dejarse deformar o

trabajar en frio

FUSIBILIDAD: permite obtener piezas fundidas o coladas

COLABILIDAD: capacidad de un metal fundido para producir

piezas fundidas completas y sin defecto para que un metal sea colabe debe poseer gran fluidez.

Estaño+

Cobre+

Antimonio +

Plomo

Cobre+

Níquel +

Hierro +

Mangane

EL HIERRO

SOLDABILIDAD: es la actitud de un metal para soldarse con otro idéntico bajo presión ejercida sobre ambos en caliente.

- SOLDADURA ORDINARIA O DE ALEACIÓN: Método utilizado para unir metales con aleaciones metálicas que se funden a temperaturas relativamente bajas. Se suele diferenciar entre soldaduras duras y blandas, según el punto de fusión y resistencia de la aleación utilizada. Este tipo de soldadura la practicaban ya hace más de 2.000 años los fenicios y los chinos. En el siglo I d.C., Plinio habla de la soldadura con estaño como procedimiento habitual de los artesanos en la elaboración de ornamentos con metales preciosos; en el siglo XV se conoce la utilización del bórax como fundente.

- SOLDADURA POR FUSIÓN: Agrupa muchos procedimientos de soldadura en los que tiene lugar una fusión entre los metales a unir, con o sin la aportación de un metal, por lo general sin aplicar presión y a temperaturas superiores a las que se trabaja en las soldaduras ordinarias.

- SOLDADURA POR GAS: La soldadura por gas o con soplete utiliza el calor de la combustión de un gas o una mezcla

Acero inoxida

Varillas de Hierro

gaseosa, que se aplica a las superficies de las piezas y a la varilla de metal de aportación. Este sistema tiene la ventaja de ser portátil ya que no necesita conectarse a la corriente eléctrica.

- SOLDADURA POR ARCO: Los procedimientos de soldadura por arco son los más utilizados, sobre todo para soldar acero, y requieren corriente eléctrica. Esta corriente se utiliza para crear un arco eléctrico entre uno o varios electrodos aplicados a la pieza, lo que genera el calor suficiente para fundir el metal y crear la unión. La soldadura por arco tiene ciertas ventajas con respecto a otros métodos. Es más rápida debido a la alta concentración de calor que se genera y por lo tanto produce menos distorsión en la unión.

- SOLDADURA ALUMINOTÉRMICA: El calor necesario para este tipo de soldadura se obtiene de la reacción química de una mezcla de óxido de hierro con partículas de aluminio muy finas. El metal líquido resultante constituye el metal de aportación. Se emplea para soldar roturas y cortes en piezas pesadas de hierro y acero, y es el método utilizado para soldar los raíles o rieles de los trenes.

- SOLDADURA POR PRESIÓN: Agrupa todos los procesos de soldadura en los que se aplica presión sin aportación de

metales para realizar la unión. Algunos métodos coinciden con los de fusión, como la soldadura con gases por presión, donde se calientan las piezas con una llama, pero difieren en que la unión se hace por presión y sin añadir ningún metal.

- SOLDADURA POR RESISTENCIA: Se realiza por el calentamiento que experimentan los metales debido a su resistencia al flujo de una corriente eléctrica (efecto Joule). Los electrodos se aplican a los extremos de las piezas, se colocan juntas a presión y se hace pasar por ellas una fuerte corriente eléctrica durante un instante.

TEMPLABILIDAD: es la propiedad de un metal de sufrir transformaciones en su estructura cristalina producto del calentamiento y enfriamiento sucesivo y brusco.

MAQUINIBILIDAD: propiedad del metal de dejarse mecanizar

mediante una herramienta cortante apropiada un material que presenta este material

o CIZALLADO: proceso por el cual se corta una plancha o una

pieza metálica en frío por medio de tijeras o cizallas.

o TORNEADO: operación que consiste en trabajar una pieza en un torno, máquina-herramienta en la que se asegura y se hace girar la pieza a trabajar, para pulirla o labrarla. Existen varios tipos de torneado como el simple o recto y el cónico y horadado.

o TALADRADO: operación que consiste principalmente en la abertura, agrandamiento, corte y acabado de agujeros en una pieza.

Acero Inoxidable 416

o EL FRESADO , EL CEPILLADO, EL RECTIFICADO

o ENTRE OTROS PROCESOS que involucran maquinabilidad.

Propiedades físicas DENSIDAD: Es la relación existente entre la masa de una

determinada cantidad de material y el volumen que ocupa. Su unidad en el sistema internacional es el kg/m3

PESO ESPECÍFICO: Es la relación existente entre el peso de una determinada cantidad de material y el volumen que ocupa. Su unidad en el SI es el N/m3

RESISTENCIA ELÉCTRICA: Todas las sustancias ofrecen un mayor o menor grado de oposición al paso de la corriente eléctrica.

- Tal oposición es la resistencia eléctrica, que define si un material es un conductor, semiconductor o aislante eléctrico.

- La resistencia eléctrica se mide en ohmios (Ω). - Una magnitud asociada a la resistencia eléctrica es la

resistividad (ρ), que se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente un material de un metro de longitud y de un m2 de sección. Se mide en Ω·m.

- La inversa de la resistividad es la conductividad (σ)

PROPIEDADES ÓPTICAS: Se refiere al comportamiento de los

cuerpos cuando la luz incide sobre ellos, así tenemos: - Cuerpos opacos absorben o reflejan totalmente la luz,

impidiendo que pase a su través. - Cuerpos transparentes transmiten la luz, por lo que permiten

ver a través de ellos. - Cuerpos translúcidos dejan pasar la luz, pero impiden ver los

objetos a su través.

Cerámi

Vidri

Propiedades Mecánicas RESISTENCIA: capacidad de soportar una carga externa si el

material, es la resistencia de un metal a su rotura por choque y se determina por

medio del ensayo de charpy

DUREZA: propiedad que expresa el grado de deformación permanente que sufre un metal bajo la acción directa de una carga

PLASTICIDAD: capacidad de deformación permanente de un

metal sin que llegue a romperse

ELASTICIDAD: capacidad de un material de volver a sus

dimensiones normales después de haber cesado la carga

Plastili

TENACIDAD: la resistencia a la rotura por esfuerzos de impactos

que deforman el metal.

FRAGILIDAD: propiedad que expresa la falta de plasticidad y por

tanto de tenacidad los materiales frágiles se rompen en el límite elástico

MALEABILIDAD: es la característica de los metales que permite la obtención de láminas muy delgadas.

Propiedades Estructural o Molecular

Los materiales tienen dos estructuras que son: ESTRUCTURA AMORFA: Sus partículas presentan atracciones lo

suficientemente fuertes para impedir que la sustancia fluya, obteniendo un sólido rígido y con cierta dureza.

o No presentan arreglo interno ordenado sino que sus partículas se agregan al azar.

o Al romperse se obtienen formas irregulares. o Se ablandan dentro de un amplio rango de temperatura y

luego funden o se descomponen. Ejemplos: Asfalto, Parafina, Ceras, Vidrios, algunos polímeros, algunos cerámicos.

ESTRUCTURA CRISTALINA: Presentan un arreglo interno

ordenado, basado en minúsculos cristales individuales cada uno con una forma geométrica determinada.

o Los cristales se obtienen como consecuencia de la repetición ordenada y constante de las unidades estructurales (átomos, moléculas, iones).

o Al romperse se obtienen caras y planos bien definidos.o Presentan puntos de fusión definidos, al calentarlos

suficientemente el cambio de fase ocurre de una manera abrupta. Ejemplos: NaCl, Sacarosa, Sales en general, Metales, Algunos polímeros, Algunos cerámicos.

Parafin

Sacaros