Modificación y Comportamiento de las Propiedades Mecánicas de Materiales

¿Qué material tendrá un módulo elástico mayor: el polietileno de baja densidad o el de alta densidad? Explica por qué.

El polietileno de baja densidad es más flexible que el de alta densidad. Por lo tanto, deducimos que al aplicarle un ensayo de tracción, la pendiente de la zona elástica será mayor para el polietileno de alta densidad, ya que sus cadenas moleculares están más densamente empaquetadas.

¿Cómo podrías modificar el módulo elástico de un material?

El módulo elástico de los materiales puede variar dependiendo de la temperatura, pero cuando no podemos controlar la temperatura a la que estarán expuestos, se crean materiales compuestos que tendrán un módulo que será la media ponderada de los módulos de sus componentes. Los materiales compuestos suelen ser materiales reforzados con fibras o con partículas. También se puede modificar mediante aleaciones y modificando el número de dislocaciones.

Explica por qué y cómo se modifica la dureza, la resistencia y la ductilidad de un material al introducirle acritud.

A medida que aumentamos la deformación plástica, se acumula un mayor número de dislocaciones, lo que provoca que estas tengan menor movilidad. Debido a esta escasa movilidad, el material adquiere mayor resistencia al movimiento, mayor dureza, pero menor ductilidad. Por lo tanto, deducimos que la tensión necesaria para deformar un material aumenta con la acritud.

Comenta las distintas etapas del recocido contra acritud y cómo se modifica la dureza, la resistencia y la ductilidad del material en estas etapas.

Un acero frágil y tan duro que se rompe se dice que tiene demasiada acritud. Para mejorar la ductilidad y maleabilidad del acero y poder someterlo a nuevos estirados o laminados, se realiza el recocido contra acritud. Este consiste en un calentamiento a una temperatura de 600ºC o 700ºC, seguido de un enfriamiento al aire o dentro del horno (si se quiere evitar la oxidación).

Este recocido se hace cuando se tienen impurezas y para dar más cristalinidad y eliminar esas impurezas, así como para hacer más maleable y dúctil el acero, lo que hace descender la resistencia y la dureza.

Las etapas del recocido contra acritud son:

• Recuperación: Se origina una reducción del número de dislocaciones producidas por el trabajo en frío. Se recupera la conductividad y algunas propiedades físicas.
• Recristalización: Se forma un nuevo conjunto de granos equiaxiales sin deformación y con pocas dislocaciones, y en esta etapa se restablecen las propiedades mecánicas.
• Crecimiento de grano: Es el aumento del tamaño medio del grano en los materiales policristalinos debido al movimiento de los límites de grano.

¿Cómo podrías modificar la resistencia, el límite elástico y la dureza de un material?

Estas propiedades se pueden modificar mediante el trabajo en frío, la dispersión, tratamientos térmicos, la disolución sólida, etc. Además, con los procesos de recuperación, recristalización y el crecimiento del grano, podríamos volver a las condiciones iniciales e incluso a condiciones determinadas de alguna de estas características, siempre que la estructura del material lo permita.