Propietats Mecàniques i Tèrmiques dels Materials: Forces i Assaigs

Forces i Deformacions en Materials

Tipus de Forces

• Tracció: Estirament.
• Compressió: Acurçament.
• Flexió: Corbatura.
• Torsió: Gir.
• Cisallament: Tall.

Tipus de Deformació

Les deformacions resultants de les forces anteriors són:

• Allargament
• Escurçament
• Corbatura
• Torsió
• Cisallament

Classificació de les Deformacions (Elàstiques i Plàstiques)

• Elàstiques: El material torna a la posició original un cop cessa la força.
• Plàstiques: La deformació és permanent.

Propietats Mecàniques dels Materials

Les propietats mecàniques es mesuren a partir d'assaigs i depenen de l'estructura interna del material.

Definició de Propietats Mecàniques

• Resistència: Capacitat per suportar esforços sense deformar-se o trencar-se.
• Duresa: Resistència que ofereix un cos a ser ratllat o penetrat per un altre.
• Elàsticita: Capacitat per recuperar la forma original un cop ha cessat la causa que el deforma.
• Plasticitat: Capacitat per adquirir deformacions permanents sense arribar a trencar-se.
• Tenacitat: Capacitat per absorbir impactes sense trencar-se.
• Fatiga: Resistència al trencament per esforços de magnitud o sentit variable.
• Ductilitat: Capacitat de poder estirar el material en forma de fils.
• Mal·leabilitat: Capacitat de poder fer làmines molt fines.

Assaigs de Materials

Assaig de Tracció

Determinació normalitzada de l'esforç màxim de tracció que pot suportar un material.

Relació de paràmetres:

• E (Mòdul d'Elasticitat): Rigidesa.
• σ_E (Límit Elàstic): Elasticitat.
• σ_R (Tensió de Trencament): Resistència.
• ε (Allargament): Plasticitat.

Assaig de Duresa

Consisteix a forçar un objecte d'un material molt dur (penetrator) sobre el material a assajar (Durometre: màquina d'assaig).

Mètodes d'Assaig de Duresa

• Brinell: Utilitza una bola d'acer. El valor mesurat és el diàmetre de la marca.
• Vickers (+500 HB): Utilitza una piràmide quadrangular (diamant). El valor mesurat és la mitjana de les diagonals.

Assaig de Resiliència (CHARPY)

Mesura l'energia necessària per trencar un material amb un sol cop.

Assaig de Fatiga (AMSLER)

Són aquells que alteren el seu sentit d'aplicació de manera repetitiva (màquina AMSLER).

Assaigs No Destructius o de Defectes

Es realitzen a objectes ja fabricats i no han de deixar cap mena de marca. S'apliquen per trobar defectes interns (magnètics, Raigs X, ultrasons).

Propietats Tèrmiques

Indiquen el comportament dels materials davant la calor.

• Conductivitat Tèrmica: Facilitat que ofereix un material per permetre el flux d'energia tèrmica a través seu.
• Dilatació Tèrmica: Fenomen que provoca l'augment de les dimensions d'un material quan augmenta la temperatura.