Propietats Mecàniques dels Materials: Guia Completa

Propietats dels Materials

Consideracions Generals

A l'hora de triar un material, cal tenir en compte diversos factors:

• Propietats: El material ha de resistir temperatures altes, ser lleuger, bon conductor, etc. Cal buscar les millors condicions.
• Qualitats estètiques: El color, la textura i la forma són importants.
• Procés de fabricació: Cal considerar si es disposa de la maquinària necessària per treballar el material.
• Cost: El cost del material i del procés de fabricació incidiran en el preu final del producte i la seva rendibilitat.
• Disponibilitat: Depèn del nombre de peces que s'han fabricat.
• Impacte ambiental: Cal tenir en compte l'extracció de matèries primeres, la reutilització, el reciclatge i les conseqüències ecològiques de l'eliminació del producte.

Propietats Mecàniques

Els materials sòlids a temperatura ambient són els més interessants des del punt de vista tecnològic. Les propietats mecàniques descriuen el comportament dels materials davant l'aplicació de forces externes. Aquestes forces externes s'oposen a unes forces internes anomenades forces de cohesió. Si la força externa és més gran que la interna, el material es deformarà o es trencarà. Per conèixer les propietats mecàniques, els materials es sotmeten a unes proves de laboratori anomenades assaigs. Els resultats obtinguts, com la resistència del material, són fonamentals en el disseny d'estructures.

Resistència Mecànica i Assaig de Tracció

La resistència mecànica és la capacitat que té un material per suportar esforços sense deformar-se.

• Tracció: Quan s'intenta estirar el material.
• Compressió: Quan s'intenta aixafar el material.
• Flexió: Quan s'intenta doblegar el material.
• Torsió: Quan s'intenta retorçar el material.
• Cisallament: Quan s'intenta tallar el material.
• Vinclament: Quan s'intenta aixafar un material llarg i es doblega.

Per a cada tipus d'esforç, la secció del material juga un paper important:

• Tracció i Compressió: Secció elevada.
• Compressió: Material curt.
• Flexió: Secció elevada, cantell gran i curt.
• Torsió i Cisallament: Secció elevada.

Assaig de tracció: És una de les proves de laboratori més utilitzades i que més informació proporciona sobre les propietats mecàniques dels materials. Depenent de les dimensions de la peça, s'utilitzen els conceptes d'esforç unitari i d'allargament unitari.

• Esforç unitari (o simplement esforç): Relació entre la força aplicada a un material i la secció sobre la qual s'aplica.
• Allargament unitari: Relació entre l'allargament d'una peça i la longitud inicial que tenia abans d'aplicar l'esforç de tracció.

Diagrama de tracció: S'utilitza per expressar les característiques mecàniques dels materials i es realitza a partir dels assaigs de tracció. Els materials se sotmeten a esforços de tracció fins a trencar-se.

Duresa

La duresa és la resistència que representa un material a ser ratllat o penetrat per un altre material.