6. Los materiales y los procesos industriales
En cualquier preces industrial es necesario elaborar un proyecto antes de llevarlo a cabo. En este proyecto é donde se eligen los materiales que serán utilizados. Habrá que estudiar el problema dota diferentes criterios de selección de materiales:
– Las propiedades
– Las cualidades estéticas
– El proceso de fabricación: hay que tener en cuenta si se dispone de la maquinaria necesaria para trabajar el material, si los operarios la podrán utilizar y si se domina la técnica que deberá aplicarse
– – El coste: no todos los materiales son abundantes y fáciles de btenir, lo que incide con su coste.
– La disponibilidad: La vida prevista en el mercado.
– El impacto ambiental: Cuando ha finalizado la vida útil del producto, hay que tener presente las posibilidades de reutilización o reciclaje, y las consecuencias ecológicas que po sposa su eliminación.
6.2Pròpietats mecánicas
Las propiedades mecánicas describen el comportamiento de los materiales ante la aplicación de fuerzas externas.
Cada material tiene un comportamiento diferente y aprticular cuando lo son aplicadas fuerzas externas. Necesitamos conocer las propiedades mecánicas de los paterials para poder elegir el más adecuado para cada aplicación.
· Resistencia mecánica y ensayo de tracción
La resistencia mecánica es la capacidad que tiene un material para soportar esfuerzos sin deformarse o romperse.
Según la forma de aplicar los esfuerzos sobre el material pueden ser:
* De tracción
* De compresión
* De flexión
* De torsión
* De cizallamiento
La forma es otro aspecto que influye en la resistencia mecánica. Según sea el tipo de esfuerzo que se aplique, hay formas más adecuadas que otras para soportarlo
-Modelos de deformación y comportamiento mecánico
Cuando un material es deformado por la aplicación de un esfuerzo, puede que la deformación sea temporal o permanente. Si es temporal, hablamos de deformación elástica. Si hablamos de deformación permanente se trata de una deformación plástica.
Hay materiales que se rompen sin experimentar ninguna deformación. Este tienen un comportamiento frágil. Hay materiales que se deforman ostensiblemente antes de romperse. En este caso hablamos de comportamiento dúctil.
Cuando se diseña una estructura, hay que asegurarse de que no tendrán un comportamiento frágil. Una deformación previa a la rotura o la aparición de grietas permiten detectar el peligro de colapso de una estructura y provocar accidentes.
-Ensayo de tracción
Para que los valores obtenidos en estos ensayos no dependan de las dimensiones de la pieza que estamos utilizando, si no sólo de su material, se utilizan los conceptos de esfuerzo unitario y alargamiento unitario.
-Esfuerzo unitario
= El esfuerzo unitario es la relación entre la fuerza F aplicada a un material y la sección A sobre la que se aplica.
-Alargamiento unitario
= El alargamiento unitario es la relación entre el alargamiento AL de una pieza y la longitud inicial Lo.
-Diagrama de tracción
El diagrama de tracción se realiza a partir de los ensayos de Administración. Se hacen serir probetas normalizadas que mediante máquinas de kaboratoria se someten a esfuerzos de tracción hasta romperlas.
Zona elástica
Aquí las defoprmacions producidas son del tipo elástico.
El valor del módulo elástico se puede interpretar como la rigidez del material.
Zona plástica (AE)
A partir del punto A empiezan las deformaciions permanentes. Al punto B se sitúa el límite elástico que es el esfuerzo unitario máximo que puede soportar un material sin experimentar ninguna deformación permanente.
El esfuerzo unitario máximo que se utiliza en el diseño de una pieza se conoce como tensión máxima de trabajo.
En el tramo en el que va desde el límite elástico, B, hasta C, se produce lo que se denomina fluencia. El material se alarga sin apenas incrementar el esfuerzo. En el tramo entre los puntos C y D, el endurecimiento del material hace que sea necesario aumentar el esfuerzo para seguir deformando el material
En este tramo las deformaciones siempre son permanente.
Cuando s’arria el punto D empieza la rotura de la probeta. El esfuerzo en el punto D se conoce como esfuerzo de rotura y es el esfuerzo máximo que puede soportar el material antes de romperse.
A medida que adelgaza la probeta, el esfuerzo necesario para romperla disminuye y en curva decrece, hasta que en el pun T, la probeta queda dividida en dos.
El alargamiento se trata del que experimenta la muestra justo en el momento de romperse.