Propiedades de los Materiales: Metálicos y No Metálicos

Propiedades de los Materiales

Físicas:

• Color
• Elasticidad
• Conductividad eléctrica o térmica
• Magnetismo
• Óptico

Mecánicas:

• Resistencia
• Plasticidad
• Elasticidad
• Dureza
• Ductilidad
• Fragilidad

Ensayos o Pruebas Mecánicas

Las pruebas mecánicas de laboratorio son útiles para determinar las propiedades requeridas de un material a la hora de especificar el producto.

Tipos de probetas:

• Placa
• Lámina
• Varilla redondeada
• Alambre
• Tubo
• Probeta redondeada

Prueba de Tensión:

Se coloca y agarra por sus extremos la probeta entre dos accesorios llamados "agarres" que sujetan la probeta en la máquina. Normalmente la probeta se coloca en vertical. Ahora comenzamos a aplicar una fuerza exterior por uno de los extremos de la probeta a una velocidad lenta y constante. (Esta prueba nos entrega información de resistencia de la fluencia y tensión).

Propiedades Elásticas

El módulo de elasticidad, o módulo de Young, es la pendiente de la curva esfuerzo-deformación en la región elástica. A esta relación entre el esfuerzo y la deformación en la zona elástica se le conoce como ley de Hooke.

Diagrama Esfuerzo-Deformación del Acero, con Diferentes % de Carbono

A mayor grado de carbono en el acero, aumenta el esfuerzo a la fluencia y disminuye la deformación a la fractura.

El módulo de Young es el mismo en todos los aceros.

Materiales Metálicos y No Metálicos

Elementos químicos → Metales (Ferrosos) → No metales (No ferrosos)

Materiales Metálicos

Se define a los metales como aquellos elementos químicos que se caracterizan por tener las siguientes propiedades:

• Poseen una estructura interna común.
• Son sólidos a temperaturas normales, excepto el mercurio y el galio.
• Tienen una alta densidad.
• Tienen elevada conductividad térmica y eléctrica.
• Tienen considerable resistencia mecánica.
• Suelen ser maleables.
• Se pueden fundir, conformar y reciclar.

Metales Ferrosos

A este grupo pertenece el hierro (componente base para elementos ferrosos) y sus derivados: el acero y la fundición.

Metales No Ferrosos

Pesados:

Son aquellos cuya densidad es igual o mayor a 5 gr/cm³. Se encuentran en este grupo el cobre, el estaño, el plomo, el cinc, el níquel, el cromo y el cobalto, entre otros.

Ligeros:

Tienen una densidad comprendida entre 2 y 5 gr/cm³. Los más utilizados son el aluminio y el titanio.

Ultraligeros:

Su densidad es menor a 2 gr/cm³. Se encuentran en este grupo el berilio y el magnesio, aunque el primero de ellos raramente se encuentra en estado puro, sino como elemento de aleación.

El Cobre

Propiedades:

• Es uno de los metales no ferrosos de mayor utilización.
• Tiene un color rojo-pardo.
• Su conductividad eléctrica es elevada.
• Su conductividad térmica también es elevada.
• Es un metal bastante pesado: su densidad es 8.9 gr/cm³.
• Resiste muy bien la corrosión y la oxidación (el aire seco y el agua pura no lo atacan a ninguna temperatura; a la intemperie se recubre de una capa de carbonato verdosa –cardenillo– que le protege de la oxidación posterior).
• Relativamente blando.
• Es muy dúctil y maleable.

Aplicaciones del Cobre:

• Su principal aplicación es como conductor eléctrico, pues su ductilidad le permite transformarlo en cables de cualquier diámetro.
• Por su alta resistencia a la oxidación se emplea en instalaciones de tuberías y calderas en intercambiadores de calor.