Propiedades Físicas de los Materiales

Densidad

Es la relación existente entre la masa de una determinada cantidad de material y el volumen que ocupa. Su unidad en el sistema internacional es el kg/m³.

Propiedades Ópticas

Se refiere al comportamiento de los cuerpos cuando la luz incide sobre ellos, así tenemos:

• Cuerpos opacos: absorben o reflejan totalmente la luz, impidiendo que pase a su través.
• Cuerpos transparentes: transmiten la luz, por lo que permiten ver a través de ellos.
• Cuerpos translúcidos: dejan pasar la luz, pero impiden ver los objetos a su través.

Propiedades Térmicas

Dilatación Térmica

La mayoría de los materiales aumentan de tamaño (se dilatan) al aumentar la temperatura. La magnitud que define el grado de dilatación de un cuerpo es el coeficiente de dilatación que nos da una idea del cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando cambia la temperatura del material.

• Coeficiente de dilatación lineal, α.
• Superficial, l=S.
• Cúbica, l=V.

α=Lf-L0/ L0* (T0-Tf)

Calor Específico (Ce)

Se define como la cantidad de calor que necesita una unidad de masa para elevar su temperatura un grado.

Temperatura de Fusión

Al elevar la temperatura de un sólido, puede producirse un cambio de estado, pasando de sólido a líquido. La temperatura a la que se sucede tal fenómeno es la temperatura de fusión.

Conductividad Térmica (K)

El comportamiento de cada cuerpo frente a la transmisión del calor.

Propiedades Mecánicas

Cada material es un mundo y por lo tanto no todos tienen las mismas características, ya que no todas las aplicaciones requieren el mismo tipo de características del material que los componen. Por lo tanto, se han ideado ensayos para evaluar las propiedades mecánicas de los materiales.

• Ensayos de ruptura: Tres características que determinan el tipo de ensayo de ruptura que se realiza. Velocidad de deformación, el tipo de solicitación y la temperatura.
• Ensayos Superficiales

Un extensómetro es un sensor para medir la deformación, presión, carga, torque, posición, entre otras cosas.

Ensayo de Tracción

El ensayo de tracción o ensayo a la tensión de un material consiste en someter a una probeta normalizada a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada lentamente.

En un ensayo de tracción pueden determinarse diversas características de los materiales elásticos:

• Módulo de Young (E): Un módulo elástico es un tipo de constante elástica que relaciona una medida relacionada con la tensión y una medida relacionada con la deformación.

• Coeficiente de Poisson: que cuantifica la razón entre el alargamiento longitudinal y el acortamiento de las longitudes transversales a la dirección de la fuerza.
• Límite de elasticidad: es la tensión máxima que un material elastoplástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes.
• Alargamiento de rotura: incremento de longitud que ha sufrido la probeta. Se mide entre dos puntos cuya posición está normalizada y se expresa en tanto por ciento. A=L0-LF/ Lo *100
• Resistencia a tracción: carga máxima resistida por la probeta dividida por la sección inicial de la probeta.
• Estricción: es la reducción de la sección que se produce en la zona de la rotura. z=S0-SF / S0 *100

• Dúctil o Frágil: Capacidad de deformación plástica antes de romperse.
• Rígido o Deformable: Capacidad de sufrir esfuerzos sin deformarse.
• Resistente o No resistente: Valor de tensión obtenido al romperse.
• Tenacidad: Capacidad de absorber energía de deformación hasta romperse.

Proceso

• Deformaciones elásticas: Las deformaciones se reparten a lo largo de la probeta, son de pequeña magnitud y, si se retirara la carga aplicada, la probeta recuperaría su forma inicial.
• Cedencia: Es la deformación brusca de la probeta sin incremento de la carga aplicada.
• Deformaciones plásticas: si se retira la carga aplicada en dicha zona, la probeta recupera sólo parcialmente su forma quedando deformada permanentemente.
• Estricción: Llegado un punto del ensayo, las deformaciones se concentran en la parte central de la probeta apreciándose una acusada reducción de la sección de la probeta, momento a partir del cual las deformaciones continuarán acumulándose hasta la rotura de la probeta por esa zona.

Ensayo de Fatiga

Se define que un material trabaja a fatiga cuando soporta cargas que varían cíclicamente con el tiempo. Muchos de los materiales, sobre todo los que se utilizan en la construcción de máquinas o estructuras, están sometidos a esfuerzos variables que se repiten con frecuencia.

El límite de fatiga se presenta en el diagrama como una recta plana.