Propiedades de Los Materiales

INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO

ESPECIALIDAD: MANTENIMIENTO DE PLANTA CURSO: LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES TEMA: PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ALUMNO: PACHECO ORDOÑEZ RITBERTH MIREYA MAMANI CHAVEZ ARAMBURU ORIHUELA CARLOS VELASCO YAÑEZ JOSÉ PROFESOR: MIGUEL LEÓN SEMESTRE: II AREQUIPA – PERÚ 2012

INTRODUCCIÓN

En el siguiente laboratorio se comprobaran las propiedades p ropiedades de los materiales metálicos, del mismo modo se realizaran comparaciones con distintos metales, y algunos materiales sintéticos entre las características que presentan cada uno de ellos al momento de realizar las pruebas. 1.

Implementos de seguridad Tener en cuenta los riesgos que podrían ocurrir y para evitarlos usar los implementos de seguridad 

Protector visual

2.

Protector de pies

Protector de manos

Herramientas y materiales opcionales Martillo de peña Partillo de plástico   

Perfil en “L”

Placa de aluminio para doblado de alambres. Base soporte para probetas de conductividad eléctrica Transportador Tornillo de banco Cocina eléctrica Magneto permanente Balanza Probeta graduada 3. Materiales Probetas para el ensayo de resistencia la fatiga Probetas para el ensayo de elasticidad Probetas para el ensayo de magnetismo Probetas para el ensayo dureza Probetas para el ensayo de determinación de la l a densidad 4. Objetivos Se determinara las principales propiedades de los materiales metálicos. Su utilización en el mundo industrial, evaluar su empleo y sus aplicaciones        

    

 

5.

6.

Análisis de riesgos RIESGO DESCRIPCIÓN DEL PELIGRO Cortes Los alumnos que realizan el trabajo con herramientas cortantes (alicates, cuchillas, etc.) deben tener cuidado, para evitar daños personales. Cortocircuitos Al realizar los trabajos con componentes mecánicos y/o eléctricos, no tendremos que conectar inadecuadamente a los toma corrientes Agentes que Al momento de realizar los trabajos de equipo, deberán tener pueden dañar cuidado con el empleo correcto de los instrumentos de los medición y comprobación. instrumentos de comprobación Tener Mantener siempre el equipo de trabajo y los materiales en cuidado con orden y en su lugar. las puntas cortantes (seguridad ante todo) Propiedades de los materiales

Los materiales presentan distintas propiedades y pueden ser: 



 



Térmicas: las propiedades térmicas de un material se vuelven aparentes cuando cierta energía es introducida por el flujo de calor, y causa que los átomos vibren mas vigorosamente y se eleve la temperatura del material Eléctricas: se presentan en materiales que están sujetos a la acción de campos eléctricos, un campo eléctrico es usualmente medido en unidades de voltios por centímetro (volts/metro) Químicas: consiste en la oxidación y la reducción Mecánicas: Está determinada por la reacción de los materiales debido a fuerzas externas aplicadas. Tecnológicas: indican el comportamiento del material al momento de ser trabajado.

6.1 OBJETIVOS:

Reconocer las principales propiedades de los diversos materiales, por la cuales se utilizan mas en la industria. Las propiedades a examinar serán las siguientes: La densidad La dureza El magnetismo Conductividad térmica La fatiga La elasticidad Tracción       

6.2 PROPIEDADES DE DENSIDAD 6.2.1 EQUIPOS Y MATERIALES        

Probeta graduada Balanza digital Muestra de Acero de construcción corriente: 20%C Muestra de Cobre Muestra de Plomo Muestra de Bronce Muestra de Latón Muestra de Aluminio

6.2.2 CONOCIMIENTOS RELACIONADOS CON LA TAREA

La densidad es la relación que hay entre la masa y el volumen de un cuerpo y se puede determinar mediantes la expresión: 

 

La masa es numéricamente igual al peso cuando se mide en gramos y dentro de nuestro plantea. El principio de Arquímedes nos enseña que el volumen desalojado por los cuerpos pesados sobre un líquido determina el volumen de dicho cuerpo. Es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia. Es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

6.2.3 PROCEDIMIENTO 



 



Determinar la masa de cada uno de los materiales de ensayo (utilizando la balanza)

Determinar el volumen del material de ensayo (por diferencia de volúmenes, utilizando la probeta graduada)

Calcular de densidad Buscar en tablas la densidad del material ensayado (compare ambos valores de densidad) Repetir los pasos anteriores para os otros materiales Material

m (g)

v (cm³)

Aluminio Acero Plomo Latón Cobre Bronce

16 37 7 15 52 35

6 5 0.5 2 5 5

Densidad ƿ (g/cm³) Ensayada De tabla 2,66 2,7 7,4 7,87 14 11,35 7.5 7,87 10,4 8,9 7 8,9

6.2.4 ANÁLISIS DE RESULTADOS

Realizar en un grafico de barras horizontales de la densidad de los materiales ensayados, de mayor a menos densidad.

Ensayada Plomo Cobre Laton Ensayada

Acero Bronce Aluminio 0

2

4

6

8

10

12

14

16

6.2.5 CONCLUSIONES 



El método de ensayo para determinar la densidad ¿se puede aplicar a todos los materiales? ¿A cuales cree Ud. que no sería posible de realizarla? Fundamente su respuesta. Sí, porque todo material tiene un volumen y masa correspondiente (excepto gaseosos) y solo materiales con mayor densidad del agua. Con ayuda de la tabla de densidades y de los resultados obtenidos: ¿Para que materiales son validas las siguientes afirmaciones? El cobre tiene aproximadamente 3 veces la densidad del LATON. El material con mayor densidad es PLOMO y con la menor densidad es ALUMINIO.

Tabla de densidades:

Tabla de densidades obtenidos en laboratorio:

Material

m (g)

v (cm³)

Aluminio Acero Plomo Latón Cobre Bronce

16 37 7 15 52 35

6 5 0.5 2 5 5

Densidad ƿ (g/cm³) Ensayada De tabla 2,66 2,7 7,4 7,87 14 11,35 7.5 7,87 10,4 8,9 7 8,9

6.3 DUREZA 6.3.1 EQUIPOS Y MATERIALES      

Aluminio Cobre Acero Vidrio Acrílico Latón

6.3.2 CONOCIMIENTOS RELACIONADOS CON LA TAREA

La dureza es la oposición que ofrecen los materiales a la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, etc... También puede definirse como la cantidad de energía que absorbe un material ante un esfuerzo antes de romperse o deformarse. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio es mucho más difícil de rayar. Cuadro de durezas Brinell de algunos materiales:

6.3.3 PROCEDIMIENTO:

a) Determinar mediante rayados sucesivos de uno contra otro, la dureza de los materiales ensayados. b) Ordenarlos de manera decreciente en el cuadro respectivo Metálicos Acero HSS Acero 1045 Acero 1020 Bronce Aluminio Latón

No metálicos Vidrio Acrílico

6.3.4 ANÁLISIS DE RESULTADOS En la experiencia se observa la dureza de diversos tipos de metales ¿Si realizamos la experiencia con diversos tipos de materiales sintéticos obtendremos un resultado similar a todos los materiales sintéticos tienen la misma dureza?

RPTA: Parcialmente correcto

Si se tratase de metales no ferrosos ligeros los resultados serán:

RPTA: similares a los resultados obtenidos en la experiencia 6.3.5 CONCLUSIONES: 1 ¿un material no metálico puede ser mas duro que un metal?

Si, por ejemplo el diamante debido a su composición y estructura molecular. 2 ¿Cuál es el metal mas duro, de los que usted ha ensayado?

Acero HSS ¿Y el metal menos duro?

Latón 3 ¿Se toma en cuenta las propiedades de dureza cuando se construyen partes industriales? Mencione ejemplos

Si , por ejemplo en la fabricación de puentes, molinos, muelles de automóviles, etc

6.4 PROPIEDADES MAGNÉTICAS 6.4.1 EQUIPOS Y MATERIALES   

Imán Regla graduada Probetas de aluminio, bronce, hierro fundido, acero de construcción, etc

6.4.2 CONOCIMIENTOS RELACIONADOS CON LA TAREA

El magnetismo es una propiedad de varios metales, el que se utiliza para diversas aplicaciones tecnológicas sobre todo en la electrotecnia. El magnetismo (del latín magnes, -ētis, imán) es un fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético. Clasificación de los materiales magnéticos

Tipo de material

Características

No magnético

No afecta el paso de las líneas de Campo magnético. Ejemplo: el vacío.

Diamagnético

Material débilmente magnético. Si se sitúa una barra magnética cerca de él, ésta lo repele. Ejemplo: bismuto (Bi), plata (Ag), plomo (Pb), agua.

Paramagnético

Presenta un magnetismo significativo. Atraído por la barra magnética. Ejemplo: aire, aluminio (Al), paladio (Pd), magneto molecular.

Ferromagnético

Magnético por excelencia o fuertemente magnético. Atraído por la barra magnética. Paramagnético por encima de la temperatura de Curie (La temperatura de Curie del hierro metálico es aproximadamente unos 770 °C). Ejemplo: hierro (Fe), cobalto (Co), níquel (Ni), acero suave.

Antiferromagnético

No magnético aún bajo acción de un campo magnético inducido. Ejemplo: óxido de manganeso (MnO2).

Ferrimagnético

Menor grado magnético que los materiales ferromagnéticos.

Ejemplo: ferrita de hierro. Materiales ferromagnéticos suspendidos en una matriz Superparamagnético dieléctrica. Ejemplo: materiales utilizados en cintas de audio y video. Ferritas

Ferromagnético de baja conductividad eléctrica. Ejemplo: utilizado como núcleo inductores para aplicaciones de corriente alterna.

Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetismo

6.4.3 PROCEDIMIENTO

a) Determine cuales son materiales magnéticos b) para los materiales magnéticos medir la distancia máxima desde la cual el material es atraído por el imán.

c) Anotar la distancia del paso anterior en el recuadro correspondiente. Material

Aluminio Bronce Cobre Fe. fundido Acero de construcción Acero inoxidable

Distancia

Magnético Si No X X X

2 cm 2.5 cm X

6.4.4 ANÁLISIS DE RESULTADOS 1 ¿Se puede afirmar que hay un grupo de metales que tienen propiedades magnéticas ? ¿Cuales son?

Si, los metales que contienen fe y otros como son los ferro magnéticos como el hierro (Fe), cobalto (Co), níquel (Ni), acero suave.

6.4.5 CONCLUSIONES 1 ¿Qué materiales no pueden sujetarse utilizando la fuerzas magnéticas?    

Al Br Cu Acero inoxidable

2. Que aplicaciones técnicas industriales emplean las propiedades del magnetismo   

Grúas de los puertos Fajas transportadoras de minerales para separar el fe de otro metal Electroimanes para levantar chatarra

6.5 PROPIEDADES DE CONDUCTIVIDAD TERMICA 6.5.1 EQUIPOS Y MATERIALES     

Calentador eléctrico Termómetro digital Tenazas Probetas de acero de construcción, aluminio, cobre , bronce Tablas de conductividad térmica

6.5.2 CONOCIMIENTO RELACIONADO CON LA TAREA

CONDUCTIVIDAD TERMICA: La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a substancias con las que está en contacto. En el Sistema Internacional de Unidades la conductividad térmica se mide en W/(K·m en J/(s·°C·m) La conductividad térmica es una magnitud intensiva. Su magnitud inversa es la resistividad térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor. Para un material isótropo la conductividad térmica es un escalar k definido como:

donde: , es el flujo de calor (por unidad de tiempo y unidad de área). , es el gradiente de temperatura. La conductividad térmica es una propiedad de los materiales que valora la capacidad de transmitir el calor a través de ellos. Es elevada en metales y en general en cuerpos continuos, es baja en polímeros, y muy baja en algunos materiales especiales como la fibra de vidrio, que se denominan por ello aislantes térmicos. Para que exista conducción térmica hace falta una sustancia, de ahí que es nula en el vacío ideal, y muy baja en ambientes donde se ha practicado un vacío bajo. En algunos procesos industriales se busca maximizar la conducción de calor, bien utilizando materiales de alta conductividad, bien configuraciones con una gran área de contacto, o ambas cosas. Ejemplos de esto son los disipadores y los intercambiadores de calor. En otros casos el efecto buscado es justo el contrario, y se desea minimizar el efecto de la conducción, para lo que se emplean materiales de baja conductividad térmica, vacíos intermedios, y se disponen en configuraciones con poco área de contacto. 1. La colisión con un electrón induce un estado excitado vibratorio en el nitrógeno. Como el nitrógeno es una molécula homonuclear no pierde su energía por la

emisión de un fotón y por lo tanto sus niveles de excitación vibratoria son metaestables y tienen un gran periodo de vida. 2. La transferencia de la energía de colisión entre el nitrógeno y el dióxido de carbono induce una excitación vibratoria del dióxido de carbono con la suficiente energía para impulsar la inversión de población deseada para el funcionamiento del láser generando la conductividad térmica. 3. Las moléculas permanecen en un estado excitado inferior. El retorno a su estado fundamental se hace mediante las colisiones con los átomos de helio frío. Los átomos de helio excitado por el choque deben ser enfriado para mantener su capacidad de producir una inversión de población de las moléculas de dióxido de carbono. En los láseres de ampolla sellada, la refrigeración se realiza por intercambio de calor cuando los átomos de helio rebotan en la pared fría de la ampolla. La tabla que se muestra a continuación se refiere a la capacidad de ciertos materiales para transmitir el calor. El coeficiente de conductividad térmica(λ) caracteriza la

cantidad de calor necesario por m2, para que atravesando durante la unidad de tiempo, 1 m de material homogéneo obtenga una diferencia de 1 °C de temperatura entre las dos caras. Es una propiedad intrínseca de cada material que varía en función de la temperatura a la que se efectúa la medida, por lo que suelen hacerse las mediciones a 300 K con el objeto de poder comparar unos elementos con otros. Es un mecanismo molecular de transferencia de calor que ocurre por la excitación de las moléculas. Se presenta en todos los estados de la materia pero predomina en los sólidos. 6.5.3 PROCEDIMIENTO:

a) Colocar los materiales de ensayo sobre el calentador eléctrico b) Calentar los materiales ensayados por un espacio de 10 minutos

c) Sin desconectar el calentador eléctrico, calibrar el termómetro digital d) Tomar simultáneamente la temperatura de los materiales en el extremo opuesto. e) Anotar las temperaturas. f) Graficar en forma de barras la temperatura Vs Material

6.5.4 ANALISIS DE RESULTADOS

Valore de tablas: MATERIAL

CONDUCTIVIDAD T RMICA (W/M.ºK) Acero de construcción 47 a 58 Aluminio 237 Cobre 400 Bronce 116 a 186 Valores de te temperatura obtenidos en el laboratorio MATERIAL Acero de construcción Aluminio Cobre Bronce

TEMPERATURA ºC 33 37 40 35

6.5.5 CONCLUSIONES: a) ¿En que casos utilizaría materiales de buena conductividad térmica? Se utilizaría en actividades que requieran que el intercambio de calor de un medio a otro sea rápido, como por ejemplo el intercambiador de calor. b) ¿En que casos utilizaría materiales de mala conductividad térmica? En actividades que requieran conservar mejor el calor y no se difunda rápidamente, como por ejemplo calderos. c) El material de la experiencia que mejor conduce el calor es EL COBRE el peor es ACERO DE CONSTRUCCION d) ¿Si los resultados de la pregunta 3 concuerda con los suyos? En caso de no ser así ¿a qué lo atribuye?    

A una mala medición de temperaturas Al no medir simultáneamente la temperatura de los materiales A un mal contacto entre las varillas y la cocinilla A l tener diferentes longitudes de las varillas y tomar la temperatura al medio de cada una.

6.6 RESISTENCIA A LA FATIGA 6.6.1 EQUIPOS Y MATERIALES:

Dispositivos de ensayo de fatiga. Materiales de prueba de acero de construcción , cobre , aluminios , Pvc. 6.6.2 CONOCIMIENTOS RELACIONADOS CON LA TAREA: 1. ¿Qué es fatiga?

En ingeniería y, en especial, en ciencia de materiales, la fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. Aunque es un fenómeno que, sin definición formal, era reconocido desde la antigüedad, este comportamiento no fue de interés real hasta la Revolución Industrial, cuando, a mediados del siglo XIX comenzaron a producir las fuerzas necesarias para provocar la rotura con cargas dinámicas son muy inferiores a las necesarias en el caso estático; y a desarrollar métodos de cálculo para el diseño de piezas confiables. Este no es el caso de materiales de aparición reciente, para los que es necesaria la fabricación y el ensayo de prototipos (2010) Podemos interpretar a la fatiga como un tipo de desgaste de un objeto construido por el ser humano , estos objetos , los cuales soportan cargas .En la mayoría de estos objetos son construidos por el hombre .(Figura1 ) Por cientos de años, la fatiga de material, no fue una preocupación para los entendidos en la materia. Debido en gran parte, a lo lento del desarrollo productivo e industrial. Con lo cual, las cargas a utilizar, eran bastante menores. Pero con el arribo de la Revolución Industrial, aquel paradigma, fue derrumbándose rápidamente.

Figura 1

1.1 Señales de lagrimas: La falla por fatiga es repentina y total las señales son microscopicas. En las fallas estaticas las piezas sufren una deformaciòn detectable a simple vista. 1.2 Caracteristicas de la fatiga: (Figura 2).

Figura 2 : (2010)

1.3 Inicio y propagacion de la grieta: El proceso de rotura por fatiga se desarrolla a partir del inicio de la grieta y se continúa 1.3.1 Inicio Las grietas que originan la rotura o fractura casi siempre nuclean sobre la superficie en un punto donde existen concentraciones de tensión (originadas por diseño o acabados, ver Factores). Las cargas cíclicas pueden producir discontinuidades superficiales microscópicas a partir de escalones producidos por deslizamiento de dislocaciones, los cuales actuarán como concentradores de la tensión y, por tanto, como lugares de nucleación de grietas. 1.3.2 Propagación 



Etapa I: una vez nucleada una grieta, entonces se propaga muy lentamente y, en metales policristalinos, a lo largo de planos cristalográficos de tensión de cizalladura alta; las grietas normalmente se extienden en pocos granos en esta fase. Etapa II: la velocidad de extensión de la grieta aumenta de manera vertiginosa y en este punto la grieta deja de crecer en el eje del esfuerzo aplicado para comenzar a crecer en dirección perpendicular al esfuerzo aplicado. La grieta crece por un proceso de enromamiento y agudizamiento de la punta a causa de los ciclos de tensión.

1.3.3 Rotura: Al mismo tiempo que la grieta aumenta en anchura, el extremo avanza por continua deformación por cizalladura hasta que alcanza una configuración enromada. Se alcanza una dimensión crítica de la grieta y se produce la rotura. La región de una superficie de fractura que se formó durante la etapa II de propagación puede caracterizarse por dos tipos de marcas, denominadas marcas de playa y estrías. Ambas indican la posición del extremo de la grieta en diferentes instantes y tienen el aspecto de crestas concéntricas que se expanden desde los puntos de iniciación. Las marcas de playa son macroscópicas y pueden verse a simple vista. (12Ab) Figura 3:

6.6.3 PROCEDIMIENTO:

a) Colocar el material en la ranura del dispositivo de ensayo. b) Ajustar el material de ensayo. c) Doblar hasta los topes del dispositivo en ambos lados repetidamente contando el número de veces que se dobla. d) Determinar el número de veces que se doblo el material hasta producir su roptura. e) Registrar los valores en la tabla y graficar en forma de barras.

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 Material

Acero

Cobre

Aluminio

Bronce

PVC

6.6.4 ANALISIS DE RESULTADOS.

1. El material metálico con mayor resistencia a la fatiga es: Cobre. 2. El material metálico con menor resistencia a la fatiga es : Aluminio. 3. ¿Qué se entiende por fatiga de un material? La fatiga es un mecanismo de desgaste, que se presenta en elementos mecánicos tales como engranajes, levas o rodamientos, entre otros. 4. ¿Qué materiales son los más apropiados para la fabricación de las partes dobladas a la cuales se les debe aplicar fuerzas variables? 6.6.5 CONCLUSIONES: 





La fatiga de los metales se produce por la acción de las cargas variables y la concentración de tensiones. Las cargas en su mayoría son variables, sólo que en algunos casos, su frecuencia de alterabilidad o de variación es tan pequeña que se puede decir que el componente trabaja en condiciones estáticas. La tecnología empleada para realizar ensayos de fatiga, está bastante avanzada.

6.7 PROPIEDADES DE ELASTICIDAD 6.7.1 EQUIPOS Y MATERIALES   

Dispositivo de ensayo de elasticidad Martillo de goma Probetas de cobre , aluminio y acero

6.7.2 CONOCIMIENTOS RELACIONADOS CON LA TAREA

La elasticidad de un motor representa la capacidad para que una vez que una fuerza deja de actuar sobre un material, este regrese a su posición inicial sin sufrir deformación.

6.7.3 PROCEDIMIENTO    

Sujetar el dispositivo de ensayo en el tornillo de banco Enderezar el material utilizando el martillo de goma Ajustar manualmente el tornillo hasta lograr la verticalidad del material Doblar el ángulo de retroceso debido a la elasticidad

6.7.4 RESULTADOS

Angulo de retroceso (º) 20 15 10

Al

Cu

Acero

18 13 8

15 11 9

16 12 8

6.7.5 ANALISIS DE RESULTADOS a) la elasticidad es: Capacidad de un material para retornar a su posición original b) El material con mayor elasticidad es : Cobre c) El material con menor elasticidad es : Aluminio e) ¿Es lo mismo elasticidad que plasticidad?

No, la plasticidad es cuando un material cambia su forma permanentemente sin llegar a la ruptura. f) Mencione ejemplos en los cuales un material se encuentre sometido a elasticidad

Resortes, muelles de automóviles, columnas de edificios. 6.7.6 CONCLUSIONES 

Cada material tiene una constante de elasticidad, esto ayuda a seleccionar el material adecuado para la construcción de maquinaria que necesite que el material sea flexible y no se quiebre.

7 DIFICULTADES HALLADAS DURANTE EL DESARROLLO DEL LABORATORIO 



Al momento de medir la temperatura de las probetas, se midió cada una en un tiempo diferente ya que el termómetro tenia que ser enfriado cada vez que se tomaba una temperatura. En la medición de la elasticidad, el ángulo de regreso no se observaba bien, además en la medición se tenía que inclinar más de 10 grados para que se observe el regreso.

7

CONCLUSIONES: La densidad es la relación entre la masa y el volumen , el metal con mayor densidad es el plomo y el de menor densidad es el latón La conductividad térmica es la capacidad de un material a transferir el calor de un lado a otro , según el material es la capacidad de transferencia de calor. Las propiedades magnéticas determinan que material puede ser atraído o no por un imán, estas propiedades se puede utilizar para realizar grúas, bobinas , etc Cada material tiene una constante de elasticidad, esto ayuda a seleccionar el material adecuado para la construcción de maquinaria que necesite que el material sea flexible y no se quiebre. 













La fatiga de los metales se produce por la acción de las cargas variables y la concentración de tensiones. Las cargas en su mayoría son variables, sólo que en algunos casos, su frecuencia de alterabilidad o de variación es tan pequeña que se puede decir que el componente trabaja en condiciones estáticas. La tecnología empleada para realizar ensayos de fatiga, está bastante avanzada.

9 ANEXOS 1. DIAGRAMA DE FLUJO DE TODAS LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

2. PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS MATERIALES

Uno de los factores que limitan de forma notable la vida de un material es la alteración química que puede experimentar en procesos de oxidación o corrosión. Oxidación  









Consiste en la cesión de electrones. Cuando un material se combina con el oxígeno, transformándose en óxidos más o menos complejos, se dice que experimenta una reacción de oxidación. De esta forma esquemática se puede representar el proceso de oxidación de la siguiente manera: Cuando un material se encuentra situado en una atmósfera oxidante, su superficie se oxida más o menos rápidamente; el óxido que se transforma se deposita en la parte exterior del material recubriéndolo por completo. Para que el proceso de oxidación continúe en esa situación, el material o el oxígeno deben atravesar, por difusión, la capa de óxido, que se comporta oponiéndose tanto al movimiento de los átomos de oxígeno como a los del material. Existen capas de óxidos que presentan mayor oposición a este movimiento que otras. Cuanto mayor sea la temperatura a la que se encuentra sometido un material, mayor será la velocidad a la que se produce su oxidación, pues un aumento de temperatura activa el proceso de difusión de los átomos del material y del oxígeno en la capa del óxido. Para aumentar su resistencia a la oxidación, el acero dulce se alea con otro material que tenga una energía de oxidación mayor y una velocidad de oxidación menor que la suya. En ese caso, el material añadido se oxida primero debido a su mayor energía de oxidación; pero al formarse una capa de óxido el proceso de oxidación se frena, transcurriendo a partir de entonces a una velocidad muy lenta.

Corrosión 



Cuando la oxidación de un material concreto se produce en un ambiente húmedo o en presencia de otras sustancias agresivas, se denomina corrosión. Ésta es mucho más peligrosa para la vida de los materiales que la oxidación simple, pues en un medio húmedo la capa de óxido no se deposita sobre el material, sino que se disuelve y acaba por desprenderse. La corrosión no se verifica de una manera uniforme, sino que existen determinados puntos del material donde el ataque es mayor. Esto da lugar a la formación de importantes fisuras, que pueden llegar a producir una rotura por fatiga o una fractura frágil.

3. DENSIDADES DE MATERIALES METÁLICOS Y NO METÁLICOS

BIBLIOGRAFÍA 







(s.f.). Recuperado el 29 de Abril de 2012, de http://es.wikipedia.org/wiki/Fatiga_de_materiales (14 de Febrero de 2010). Recuperado el 29 de Abril de 2012, de http://es.wikipedia.org/wiki/Fatiga_de_materiales (11 de Junio de 2010). Recuperado el 29 de Abril de 2012, de http://www.slideshare.net/mauroespitia/5-fatiga Estrada, J. (14 de Mayo de 2007). UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS . Recuperado el 29 de Abril de 2012, de http:/

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http://es.wikipedia.org/wiki/Dureza

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es.scribd.com/doc/26750109/Dureza-de-Metales

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http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetismo

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www.slideshare.net/.../propiedades-fisicas-de-los-mate..



Diapositivas del curso de tecnología de materiales (TECSUP)- Prof. Miguel León