presentacion sobre la materia herramientas

1. MATERIALES: TIPOS Y
PROPIEDADES
1

2. ESQUEMA DE LA UNIDAD:
1. INTRODUCCIÓN
2. CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE MATERIALES
3. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES
4. PROPIEDADES
5. TIPOS DE ESFUERZOS
6. ENSAYOS DE MATERIALES
2

3. 1. INTRODUCCIÓN
3
Todos los ingenieros manejan
habitualmente distintos tipos de
materiales.
 Los ingenieros de producción
necesitan mejorar continuamente
las características del producto que
diseñan o fabrican.
 Los ingenieros eléctricos y
electrónicos requieren circuitos
integrados que funcionen
adecuadamente, interruptores que
reaccionen de manera instantánea
en ordenadores y aislantes capaces
de soportar elevados voltajes aún
en las condiciones más extremas.

4. 1. INTRODUCCIÓN
4
• Los ingenieros civiles y
arquitectos tienen que
construir estructuras sólidas y
fiables, con cualidades
estéticas y que resistan la
corrosión.
• Los ingenieros químicos necesitan
barrenas de perforación o tuberías
que resistan condiciones adversas
de abrasión y corrosión.

5. 1. INTRODUCCIÓN
5
• Los ingenieros de automoción
buscan materiales de poco peso
y muy resistentes.
• Los ingenieros aeroespaciales
requieren materiales ligeros
que se comporten
adecuadamente, tanto a
elevadas temperaturas como el
frío extremo del espacio
exterior.

6. PROPIEDADES
COSTE
PROCESO DE
FABRICACIÓN
DISPONIBILIDAD
CRITERIOS
MEDIOAMBIENTALES
ESFUERZOS
2. CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE MATERIALES
6
La selección de un material para la fabricación
de un determinado objeto, ha de realizarse
considerandodistintosaspectos:
1. Adecuación de las propiedades del material a la funcionalidad
requerida por el objeto.
2. Esfuerzosa los que va estar sometidoel objeto
3. Proceso de fabricación queva a seguir el objeto
4. Disponibilidad del material
5. Costedel material
6. Criteriosmedioambientales
SELECCIÓNDE
UN MATERIAL

7. 3. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES
7

8. 8

9. 9

10. 10

11. 4. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
11
Se trata del conjunto de características diferentes de cada material o
grupo de materiales que ponen de manifiestocualidades de éstos.
Distinguimos4 grandes grupos de propiedades:
1. PROPIEDADES MECÁNICAS: indican la resistencia que ofrecen
los materiales al ser sometidos a determinados esfuerzos
exteriores.
2. PROPIEDADES FÍSICAS: son propiedades que no afectan a las
estructuras y composición de un material.
3. PROPIEDADES QUÍMICAS: son propiedades que afectan a la
estructura y composiciónde un material
4. PROPIEDADES TECNOLÓGICAS: indican la mayor o menor
disposición de un material para poder ser trabajado de una
determinadamanera.

12. 4. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
12
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
MECÁNICAS
- Elasticidad
- Plasticidad
- Dureza
- Tenacidad
- Fragilidad
- Fatiga
- Resiliencia
FÍSICAS
- Peso específico
- Calor específico
- Conductividad
calorífica
- Temperatura de fusión
- Punto de solidificación
- Conductividad
eléctrica
QUÍMICAS
- Oxidación
- Corrosión
TECNOLÓGICAS
- Maleabilidad
- Ductilidad
- Acritud
- Soldabilidad
- Colabilidad
- Maquinabilidad

14. 4. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
14
PROPIEDADES MECÁNICAS
Elasticidad
Capacidad de un material para recuperarsu forma
una vez desaparecidala fuerza que lo deformaba.
Plasticidad
Capacidad que tienen los materiales para adquirir
deformacionespermanentes sin llegar a la rotura
Dureza
Resistenciaque opone un material a dejarse rayar o
penetrar por otros.
Tenacidad
Capacidad de un material de soportar,sin
deformarseni romperse,la acción de fuerzas
exteriores.
Resiliencia
Resistenciaque opone un cuerpo a los choques o
esfuerzos bruscos.
Fragilidad
Propiedad contrariaa la tenacidad.Un material es
frágil cuando rompe fácilmentepor la acción de un
choque.
Fatiga
Deformacióno roturaque se sufre un material por
estar sometido a esfuerzos variables y repetitivos
duranteun cierto tiempo.

17. 4. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
17
PROPIEDADES FÍSICAS
Peso específico
Cociente entre el peso (P=m·g) de un cuerpo y su
volumen.
Calor específico
Cantidad de calor que hay que suministrara la
unidad de masa de una sustanciaelevar su
temperaturaen una unidad (kelvin o grado
Celsius).
Conductividadcalorífica
Representa la capacidadque tiene un cuerpo para
conducirel calor.
Temperaturadefusión
Temperaturaa la cual un sólido pasa a estado
líquido, el cambio de estado se produce a
temperaturaconstante.
Punto de solidificación/congelación
Es el momento en el que un líquido pasa a estado
sólido por reducciónde la temperatura.
Conductividadeléctrica
Representa la mayor o menor facilidad que tienen
los cuerpos para transportarla energía eléctrica.

18. 4. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
18
PROPIEDADES QUÍMICAS
Oxidación
Es una reacción químicaa partir de la cual un
átomo, ión o molécula cede electrones
(aumentando su estado de oxidación),
generalmentese produceen presenciade
oxígeno (del aire, p. ej.) y se trata de un
fenómeno especialmentecaracterístico delos
metales.
Corrosión
Es un tipo de oxidación que se produce
generalmenteen un medio acuoso,afecta a
todo tipo de materiales.

19. 4. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
19
PROPIEDADES TECNOLÓGICAS
Maleabilidad
Capacidadquepresentaun cuerpo paraser
deformadomedianteesfuerzos de
compresión(aplastamiento),
transformándoseen láminas.
Ductilidad
Capacidadquepresentaun cuerpo ser
deformadomedianteesfuerzos de tracción
(alargamiento),transformándoseen hilos.
Acritud
Aumentode la dureza,fragilidad yresistencia
como consecuenciade la deformación enfrío.
Soldabilidad
Capacidadde un materialparaser unidoa otro
mediantefusiónde ambos,agregandoo no
otro material.
Colabilidad
Capacidadquetiene un materialfundido para
llenarun molde.
Maquinabilidad
Propiedaddelmaterialque indicala facilidado
dificultadparaser trabajado.

20. 5. TIPOS DE ESFUERZOS
20
Los esfuerzos físicos a los que pueden
someterse los materiales son:

21. 5. TIPOS DE ESFUERZOS
21
Los esfuerzos físicos a los que pueden someterse los materiales
son:
1. TRACCIÓN:
2. COMPRESIÓN:

22. 5. TIPOS DE ESFUERZOS
22
Los esfuerzos físicos a los que pueden someterse los materiales
son:
3. FLEXIÓN
4. TORSIÓN

23. 5. TIPOS DE ESFUERZOS
23
Los esfuerzos físicos a los que pueden someterse los materiales
son:
5. CORTADURA
6. PANDEO

24. 6. ENSAYOS DE MATERIALES
24
El perfeccionamiento técnico alcanzado en los últimos años exige
materiales que resistan las duras condiciones de servicio que se les
imponen (altas temperaturas, altas presiones elevadas, dureza,
poco peso, etc.) Ello requiere un control (o ensayo) riguroso y
frecuente de los mismos, que permita obtener información, tanto
para mantener la calidad, como para introducir mejoras en los
procesos de fabricación, lo que se traduce en una mayor seguridad
y economíade la producción.
Los ensayos puedenagruparse en dos grupos:
• Ensayos destructivos:inutilizan el material tras el ensayo.
• Ensayos no destructivos: se trata de cualquier tipo de prueba
practicada a un material que no altere de forma permanente sus
propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales.

25. 6. ENSAYOS DE MATERIALES
25
Ejemplos de ENSAYOS DESTRUCTIVOS:
 Ensayos de dureza.
 Ensayos de tracción.
 Ensayos de compresión.
 Ensayos de pandeo.
 Ensayo de torsión
 Ensayos de resistencia a choque (resiliencia).
 Ensayos de fatiga.
Ejemplos de ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS:
 Ensayos magnéticos.
 Ensayos eléctricos.
 Ensayos micrográficos.
 Ensayos de rayos X
 Ensayos de ultrasonido

26. 6. ENSAYOS DE MATERIALES
26
ENSAYO DE TRACCIÓN:
En el ensayo de tracción se mide la resistencia de un material a la aplicación
gradual de una fuerza tensora.
Consiste en someter una probeta normalizada de material a un esfuerzo
perpendicular a la sección transversal del cuerpo, hasta que se produce su
rotura.
Los resultados del ensayo se muestran en una tabla que relaciona la fuerza
aplicada (carga) y el alargamiento producido (longitud)
1. Deformación elástica.
2. Fluencia
3. Deformación plástica
4. Rotura.

27. 6. ENSAYOS DE MATERIALES
27
ENSAYO DE TRACCIÓN:
http://www.youtube.com/watch?v=CXdJSEb_DLc

28. 6. ENSAYOS DE MATERIALES
28
ENSAYO DE TRACCIÓN:
http://www.youtube.com/watch?v=oJylXgg0tsA http://www.youtube.com/watch?v=ktAi5jiyvPg

29. 6. ENSAYOS DE MATERIALES
29
ENSAYO DE FATIGA:
Es un ensayo que permite medir la resistencia de un material a esfuerzos
repetidos. El mejor procedimiento para conocer el comportamiento de
piezas en servicio es someterlas a un ensayo de duración en condiciones
lo más cercanasposiblea aquellasen las que va a trabajarla pieza.
Se denomina límite de fatiga al esfuerzo máximo que puede soportar un
material sin romperse, independientemente del número de veces que se
repitala acción.

30. 6. ENSAYOS DE MATERIALES
30
ENSAYO DE FATIGA:
http://www.youtube.com/watch?v=91hYOso2VtU
http://www.youtube.com/watch?v=A04XNuki7pc

31. 6. ENSAYOS DE MATERIALES
31
ENSAYOS DE DUREZA:
Los ensayos de dureza miden la huella dejada por un objeto duro al presionar la
superficie de material. Se puede establecer una relación entre dicha marca y la
dureza del material.
Existen distintas pruebas para medir la dureza, las más empleadas son el Ensayo
Brinell y el Rockwell .
ENSAYO BRINELL: una esfera o bola de
acero duro presiona la superficie del
material. Se mide el diámetro de la
marca producida y a partir de este dato
se calcula el Indice de Dureza Brinell
(BHN; Brinell Hardness Number) como
BHN = F/S
ENSAYO ROCKWELL:
http://www.youtube.com/watch?v=8ADxiWn_UYc
Videoen el que se puede ver cómo se realizaeste ensayo:

32. 6. ENSAYOS DE MATERIALES
32
ENSAYOS DE DUREZA:
ENSAYO ROCKWELL: Su fundamento
es el mismo que el del Ensayo Brinell,
pero en este caso no se mide el
diámetro de la huella, sino su
profundidad. Utiliza una bola de
acero para materiales más blandos, y
un diamante para los materiales más
duros. La profundidad de la huella es
medida automáticamente por el
instrumento que realiza la prueba y es
convertido a un índice de dureza
Rockwell (RHN)

33. 6. ENSAYOS DE MATERIALES
33
ENSAYO DE IMPACTO:
Para poder seleccionar un material que resista un choque
(golpe intenso y repentino) debe medirse su resistencia a la
rotura mediante una prueba de impacto. Se han diseñado
muchos procedimientos de ensayo, uno de los más utilizados
es el ENSAYO CHARPY.
Fundamento: el martillo parte de una posición
inicial a una determinada altura (h0). Se deja
caer e impacta con la probeta (marcándola,
deformándola o rompiéndola), tras el choque,
el martillo alcanzara una altura (h1). El martillo
consume parte de la energía potencial inicial
(debida a h0) en el impacto con la probeta y el
resto en alcanzar h1. Con este ensayo medimos
la resiliencia del material. Los materiales
tenaces absorberán más energía en la rotura
que los frágiles.

34. 6. ENSAYOS DE MATERIALES
34
ENSAYO DE IMPACTO:
Para poder seleccionar un material que resista un choque (golpe intenso y
repentino) debe medirse su resistencia a la rotura mediante una prueba de
impacto. Se han diseñado muchos procedimientos de ensayo, uno de los más
utilizados es el ENSAYO CHARPY.
http://www.youtube.com/watch?v=N276_xjl04g

35. 6. ENSAYOS DE MATERIALES
35
http://www.youtube.com/watch?NR=1&feature=endscreen&v=l7OS3sDrnJo
ENSAYO DE IMPACTO:

36. 6. ENSAYOS DE MATERIALES
36
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS:
En general los ensayos no destructivos proveen datos menos exactos acerca
del estado de la variable a medir que los ensayos destructivos. Sin embargo,
suelen ser más baratos para el propietario de la pieza a examinar, ya que no
implican la destrucción de la misma. En ocasiones los ensayos no destructivos
buscan únicamente verificar la homogeneidad y continuidad del material
analizado, por lo que se complementan con los datos provenientes de los
ensayos destructivos.
ENSAYO DE RAYOS X: