Clasificación, Propiedades y Ensayos de los Materiales

1. Clasificación Histórica de los Materiales

1. Edad de Piedra: Tuvo lugar hace un millón de años. De esta etapa se han encontrado herramientas de piedra y huesos de distintas formas y tamaños.
2. Edad del Bronce: Comienza aproximadamente en el 3000 a. C. El bronce se fabrica mediante la unión de cobre (Cu) y estaño (Sn) fundidos. Las herramientas fabricadas con bronce eran más duras y sencillas de fabricar.
3. Edad del Hierro: Entre los años 1200 y 500 a. C., el hierro (Fe) se calentaba para separar sus impurezas a través de un agujero en el suelo calentado por la parte inferior.
4. Época actual: Podría denominarse la Edad del Silicio, dado que es un material empleado en infinidad de componentes electrónicos.

2. Clasificación de los Materiales en la Actualidad

Los materiales utilizados en la actualidad se clasifican en:

• Naturales: Se encuentran en la naturaleza y sirven como punto de partida para fabricar los demás productos.
• Artificiales: Se obtienen a partir de materias primas naturales que han sufrido transformaciones previas.
• Sintéticos: Son fabricados íntegramente por el ser humano a partir de materiales artificiales; es decir, no se encuentran en la naturaleza ni ellos ni ninguno de sus componentes.

3. Propiedades de los Materiales

1. Sensoriales: Se aprecian según el efecto que producen en nuestros sentidos. El tacto, olor, forma, brillo, textura y color influyen de manera determinante en su elección.
2. Ópticas: Determinan la reacción del material cuando incide la luz sobre él.
3. Térmicas: Los metales suelen ser buenos conductores de calor, mientras que otros materiales actúan como aislantes evitando que la temperatura se transmita con facilidad.
4. Magnéticas: Capacidad que posee un material ferroso para ser atraído por un campo magnético o imán.
5. Químicas: Comportamiento frente a agentes externos, destacando la oxidación y la corrosión.
6. Mecánicas: Comprenden comportamientos ante fuerzas mecánicas, tales como: elasticidad, plasticidad, ductilidad, maleabilidad, dureza, fragilidad, tenacidad, fatiga, maquinabilidad, acritud, colabilidad y resiliencia.

4. Esfuerzos Físicos en los Materiales

Tipos de cargas mecánicas a los que pueden someterse los materiales:

1. Tracción: Alarga el objeto; la fuerza actúa de forma perpendicular a la superficie de sujeción, en sentido hacia el exterior.
2. Compresión: Acorta el objeto; la fuerza actúa de forma perpendicular a la superficie que lo sujeta, presionando hacia el interior.
3. Flexión: La fuerza actúa de forma paralela a la superficie de fijación, tendiendo a curvar el objeto.
4. Torsión: Fuerzas paralelas a la superficie de fijación que tienden a retorcer el objeto.
5. Cortadura (cizalladura): La fuerza se aplica paralelamente a la sección transversal que tiende a romperse, atravesando su plano.
6. Pandeo: Deformación que se produce en elementos sometidos a compresión con una sección transversal reducida y una gran longitud.

5. Introducción a los Ensayos de Materiales

1. Ensayo de tracción: Consiste en estirar progresiva y lentamente una probeta normalizada hasta alcanzar su rotura, registrando y examinando los alargamientos que experimenta conforme se incrementa la fuerza.
2. Ensayo de fatiga: Consiste en hacer girar a gran velocidad una probeta normalizada bajo una carga cíclica determinada, hasta que se deforma o fractura debido al esfuerzo repetido.