Tecnología de Materiales: Estructura, Propiedades, Ensayos y Procesamiento

Tecnología5 nov 20267,88 KB

1. Estructura interna

Iónico: unión de metal + no metal (materiales duros, frágiles y con alto punto de fusión).
Covalente: los átomos comparten electrones (generalmente no son conductores).
Metálico: nube de electrones libres (excelentes conductores térmicos y eléctricos).

Dureza: resistencia que opone un material a ser rayado o penetrado.
Tenacidad: capacidad de resistencia a la rotura ante impactos o golpes.
Elasticidad: capacidad de recuperar la forma original tras retirar el esfuerzo.
Plasticidad: deformación permanente sin llegar a la rotura.
Ductilidad: propiedad de deformarse plásticamente para formar hilos o alambres.
Maleabilidad: aptitud para extenderse en láminas delgadas sin romperse.

Resistividad: oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica.
Conductividad: facilidad que ofrece un cuerpo para conducir la electricidad.
Dilatación térmica: aumento de volumen o dimensiones a causa del incremento de temperatura.
Calor específico: cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa en un grado.
Densidad: relación existente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Consiste en aplicar una fuerza de tracción progresiva en los extremos de la probeta:

El material se estira progresivamente.
Zona elástica: el material recupera su forma geométrica inicial al retirar la fuerza.
Límite elástico: tensión máxima que soporta el material sin sufrir deformaciones irreversibles.
Zona plástica: el material sufre una deformación plástica permanente que permanece tras retirar la carga.

Brinell (HB): utiliza un penetrador esférico de acero o metal duro.
Vickers (HV): emplea un penetrador de diamante en forma de pirámide cuadrangular.
Rockwell (HR): determina la dureza a partir de la profundidad neta de penetración obtenida.

Fundición y moldeo: vertido de material fundido en el interior de un molde (moldeo en arena, en coquilla, por inyección o mediante cera perdida).
Forja: deformación plástica del material mediante la aplicación de impactos o presión constante.
Estampación: proceso de deformación plástica empleando matrices o estampas.
Extrusión: forzado del material precalentado a través de una matriz para producir perfiles de sección continua.
Moldeo por soplado: técnica destinada a la fabricación de piezas huecas de material plástico.
Conformado al vacío: adaptación de una lámina plástica precalentada a un molde mediante la aplicación de vacío.
Laminación: paso del material a través de rodillos compresores para reducir paulatinamente su espesor.
Mecanizado por arranque de viruta: uso de máquinas-herramienta como el torno (fabricación de superficies de revolución) y la fresadora (corte de piezas mediante herramienta rotativa multicorte).

Uniones fijas: elementos ensamblados que no admiten desmontaje sin provocar la rotura del medio de unión o de las propias piezas (soldadura, remaches y adhesivos industriales).
Uniones desmontables o semipermanentes: juntas diseñadas para facilitar el montaje y desmontaje sucesivo (tornillos, tuercas, arandelas, pernos y pasadores).

Representan gráficamente las diferentes fases estables presentes en una aleación según la temperatura y la composición química:

Línea de liquidus: límite térmico por encima del cual todo el material se encuentra en estado líquido.
Línea de solidus: límite térmico por debajo del cual todo el material se encuentra completamente en estado sólido.
Zona bifásica: región intermedia de coexistencia simultánea de dos fases distintas.

Ferrita: fase blanda y muy dúctil que disuelve cantidades mínimas de carbono en su red.
Cementita (Fe₃C): carburo de hierro intermetálico caracterizado por su elevada dureza y fragilidad.
Austenita: solución sólida intersticial de carbono en hierro gamma, capaz de albergar una mayor proporción de carbono que la ferrita.
Perlita: microconstituyente eutectoide formado por una mezcla laminar alternada de ferrita y cementita.

Recocido: calentamiento y posterior enfriamiento lento en el interior del horno; ablanda el material y elimina tensiones residuales.
Normalizado: calentamiento seguido de un enfriamiento uniforme al aire calmado; afina y homogeniza la microestructura.
Temple: calentamiento seguido de un enfriamiento rápido y controlado; incrementa notablemente la dureza y resistencia mecánica.
Revenido: calentamiento posterior al temple; alivia tensiones internas del temple y reduce la fragilidad excesiva.

Modifican la composición química superficial del componente metálico mediante el aporte de calor y elementos químicos:

Nitruración: incorpora nitrógeno en la capa superficial del acero.
Cementación: incorpora carbono en la superficie para incrementar la dureza superficial manteniendo un núcleo tenaz.

Pinturas y recubrimientos orgánicos: generan una barrera protectora frente a los agentes corrosivos externos.
Galvanizado: recubrimiento protector de zinc aplicado sobre el acero.
Cromado: depósito electrolítico superficial de cromo para aportar brillo y protección contra la corrosión y el desgaste.
Hojalata: chapa delgada de acero al carbono recubierta por ambas caras de una fina capa protectora de estaño.

Minería y procesado de metales: severa alteración del paisaje natural, degradación del suelo y considerable emisión de gases contaminantes a la atmósfera.
Materiales cerámicos: elevado consumo de energía térmica en hornos de cocción y significativas emisiones de dióxido de carbono (CO₂).
Plásticos y polímeros sintéticos: dificultad extrema para su degradación natural y acumulación persistente de residuos plásticos no biodegradables en los ecosistemas.
Industria del papel y celulosa: deforestación forestal masiva y contaminación hídrica generada por el uso intensivo de blanqueantes clorados.