TEMA 3: Los materiales de uso técnico
Propiedades de los materiales
- Sensoriales
- Térmicas
- Ópticas
- Magnéticas
- Químicas
- Mecánicas
Propiedades mecánicas
- Elasticidad
- Plasticidad
- Ductilidad
- Maleabilidad
- Dureza
- Fragilidad
- Tenacidad
- Fatiga
- Maquinabilidad
- Acritud
- Colabilidad
- Resiliencia
Esfuerzos físicos a los que se ven sometidos los materiales
- Tracción
- Flexión
- Torsión
- Cortadura
- Compresión
- Pandeo
Ensayos de materiales
Son pruebas que se realizan sobre muestras de un material (probetas) para evaluar sus características:
- E. de tracción: Estirar lentamente hasta la rotura. Fórmula: σ = F (rotura)/ Secc (probeta)
- E. de fatiga: Someter a rotación y flexión hasta la rotura
- E. de dureza: Medir la huella dejada por un diamante o bola de acero.
- E. de resiliencia: Péndulo de Charpy (más resiliencia cuanta menos energía restante)
Ley de Hooke
El material está sometido a dos fuerzas que lo estiran progresivamente y de una forma proporcional, hasta el límite proporcional. Este podrñia volver a su forma original hasta que sobrepase el límite elástico. Tras esto entra en una zona de fluencia donde el material se sigue estirando sin necesidad de aplicar fuerzas. Cuando ya no se estire más por sí solo, se le aplicará de nuevo fuerza, haciendo que entre en una zona de fortalecimiento, hasta que llegué a la zona de rotura donde, aunque el material no se vea roto, su estructura interna sí lo está.
Estructura interna de los materiales
Los átomos de los materiales no se encuentran desordenados sino agrupados en estructuras.
Fórmulas:
Solidificación de los materiales
- Fase de nucleación: Los átomos que están unidos formando redes cristalinas se someten a un descenso brusco de Tª y se mantienen a Tª constante. Durante ese periodo más átomos se van uniendo a la red formando lo que se denominan núcleos. Por último, se vuelve a someter a una bajada de Tª y se obtienen los granos finales.
- Fase de crecimiento:
- Velocidad de enfriamiento muy lenta: conforme bajamos la Tª los átomos que se van uniendo a la red se unen a los núcleos ya existentes y los aumentan de tamaño, produciendo granos gruesos.
- Velocidad de enfriamiento rápida: Los nuevos átomos no tienen tiempo de moverse para unirse a los núcleos existentes en la fase líquida. Por eso forman los suyos propios, como resultado se obtienen granos finos.
Transformaciones al enfriar o calentar hierro puro
Estas son las transformaciones que sufre la red cristalina de una masa de hierro líquido que se enfría lentamente hasta Tª ambiente:
- A 1588 ºC. Estructura BCC. Hierro delta.
- A 1394 ºC. Estructura FCC. Hierro gamma.
- A 910 ºC. Estructura BCC. Hierro alfa.
Diagrama hierro-carbono
Dejo por aquí un vídeo que lo explica bastante bien.
Modificación de las propiedades de los metales
Temple
El acero se calienta hasta temperaturas altas y posteriormente se enfría rápidamente, con el fin de obtener una estructura martensítica dura y resistente.
Recocido
Su finalidad es el ablandamiento, la recuperación de la estructura o la eliminación de tensiones internas.
Revenido
Es un proceso que se realiza tras el temple con el propósito fundamental de disminuir la gran fragilidad que tienen los aceros después de ese proceso.
Normalizado
Es un tratamiento que se realiza como preparación de la pieza para el temple. Busca devolverle el estado normal de su composición, uniformando también el tamaño del grano.
