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This document provides a detailed description of mechanical properties and their effects on materials. It covers topics such as tension, compression, shear, and elasticity. Various testing methods are also discussed.

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PROPIEDADES MECANICAS 1.Esfuerzos de tensión: Estiran el material. 6. Punto de deformación: Fin de la relación lineal; marca el 2. Esfuerzos de compresión: Compactan el material. inicio de la deformación plástica. 3. Esfuerzos cortantes: Hacen que partes adyacentes de...

PROPIEDADES MECANICAS 1.Esfuerzos de tensión: Estiran el material. 6. Punto de deformación: Fin de la relación lineal; marca el 2. Esfuerzos de compresión: Compactan el material. inicio de la deformación plástica. 3. Esfuerzos cortantes: Hacen que partes adyacentes del 7. Resistencia a la tensión: Esfuerzo máximo que soporta material se deslicen entre sí. el material. 4. Ante la tensión: El material se estira, se estrangula y se 8. Estrangulamiento: Alargamiento localizado. fractura. 9. Esfuerzo de fractura: Esfuerzo antes de la ruptura. 5. Región elástica: El material vuelve a su forma original si 10. Ductilidad: Capacidad de deformarse antes de se elimina la carga, según la ley de Hooke. romperse. 11. Endurecimiento por deformación: El material se fortalece al deformarse. RELACION ESFUERZO-DEFORMACION Perfectamente elástico: Sigue la ley de Hooke hasta fracturarse, sin flujo plástico. Elástico y perfectamente plástico: Tiene una rigidez definida; al alcanzar su resistencia de deformación, se deforma plásticamente sin aumentar el esfuerzo. Elástico y endurecimiento por deformación: Sigue la ley de Hooke en la región elástica; después, requiere mayor esfuerzo para seguir deformándose. PROPIEDADES ANTE LA COMPRESIÓN La prueba de compresión mide cómo un material responde al ser apretado entre dos placas. Al comprimirlo, el cilindro pierde altura y su base se ensancha. Sin embargo, la fricción con las placas evita que los extremos se expandan por completo. Los procesos comunes que usan compresión son: Laminado: Se aplana (reduce el espesor) una lámina de metal para hacerla más delgada. Forjado: Se moldea/deforma un metal para darle la forma deseada. Extrusión: Se empuja material fundido a través de una herramienta para crear productos con formas específicas. Doblado y prueba de materiales frágiles El doblado se utiliza para dar forma a placas y hojas de metal. Si el material no se rompe, queda doblado de forma permanente. Prueba de doblado: Se usa para medir la resistencia de los materiales al doblarse. Si el material no soporta la tensión, se rompe, lo que causa grietas o fracturas. La resistencia medida en esta prueba se llama resistencia a la ruptura transversal. Esto indica qué tan fuerte es el material antes de romperse al doblarse. Propiedades ante la cortante: La cortante ocurre cuando se aplican fuerzas en direcciones opuestas a ambos lados de un material delgado, haciendo que se deforme. Prueba de torsión: Se utiliza un tubo delgado que se somete a una fuerza giratoria (par). Al aumentar esta fuerza, el tubo se deforma por torsión. Usos en la industria: La acción cortante se aplica para: Cizallado: Cortar láminas metálicas a lo largo de una línea recta. Punzonado: Hacer cortes o perforaciones en hojas metálicas. Es clave en muchas operaciones de fabricación. 1 DUREZA Y PRUEBAS Dureza: Resistencia a la indentación, rayaduras y uso. Pruebas de dureza Brinell Rockwell Vickers Knoop Escleroscopio Durómetro Se presiona una Usa un cono o Utiliza un Usa un indentador Mide el rebote Evalúa la esfera de 10 mm; se esfera pequeña indentador piramidal de de un martillo deformación calcula la dureza (1.6 o 3.2 mm) piramidal de diamante con cargas desde una elástica en dividiendo la carga para medir la diamante con ligeras; adecuado altura; más caucho y por el área de profundidad de distintas cargas; para materiales rebote indica materiales indentación penetración; ideal mide usando duros, pequeños y mayor dureza. flexibles. para metales. una fórmula delgados. específica Pruebas según materiales: Metales: Brinell y Rockwell - Cerámicas: Vickers y Knoop - Polímeros: Durómetro. Efecto de la temperatura sobre las propiedades Cuando los materiales se calientan, se vuelven menos resistentes pero más fáciles de moldear (mayor ductilidad). Dureza en caliente: Es la capacidad de un material para seguir siendo duro incluso a altas temperaturas. Recristalización: Es un proceso donde se forman nuevos granos libres de deformaciones al calentar un metal y luego deformarlo. Esto evita que el material se endurezca demasiado por la deformación. Temperatura de recristalización: Es la temperatura donde ocurre este proceso y suele estar cerca de la mitad del punto de fusión del material (0.5T). Trabajo en caliente: Es moldear o forjar metales por encima de la temperatura de recristalización, lo que permite mayor deformación sin riesgo de fracturas. Tg: temperatura de transición vítrea: temperatura a la cual un material pasa de un estado rígido y frágil (estado vítreo) a un estado más flexible y gomoso (estado de transición). PROPIEDADES FISICAS 1. Densidad: Peso por unidad de volumen. Gravedad específica: Relación entre la densidad de un material y la del agua. 2. Expansión térmica: El volumen aumenta con la temperatura, reduciendo la densidad. o Coeficiente de expansión térmica: Cambio de longitud por grado de temperatura. 3. Características de fusión: Punto de fusión Punto de Calor de fusión Superfrío Solidus Liquidus enfriamiento Temperatura donde el Temperatura Energía Líquido bajo su Temperatura Temperatura donde sólido pasa a líquido donde el líquido requerida para punto de donde está pasa a sólido transformar enfriamiento si comienza a completamente sólido en no se forman fundirse (en líquido líquido cristales aleaciones). OBS: En metales cristalinos, fusión y enfriamiento coinciden. 2 METALES Enlaces metálicos - En estado sólido → estructuras cristalinas Propiedades principales: 1. Rigidez y resistencia: Pueden ser aleados para mayor rigidez y dureza. 2. Tenacidad: Absorben más energía que otros materiales. 3. Conductividad eléctrica: Alta, gracias al movimiento libre de electrones. 4. Conductividad térmica: Mejor que en cerámicos y polímeros. 5. Opacidad, reflectividad, fuertes, duros, dúctiles. METALES FERROSOS Metales basados en hierro Hierro electrolítico Hierro de lingote Hierro forjado Acero Componentes Aplicaciones que requieren Se forma fácilmente en caliente. Construcción, electrónicos, alta ductilidad. transporte, núcleos magnéticos, Su resistencia aumenta con más electrodomésticos, catalizadores Materia prima para contenido de carbono. fundición, producción de herramientas y energía químicos, y estudios científicos por su alta aleaciones y componentes Rejas, puertas, muebles, herramientas por su versatilidad y industriales. manuales y estructuras históricas por su durabilidad. pureza. resistencia y maleabilidad. 99,99% pureza 0,1% impurezas Aleación de hierro- 3% impurezas de escoria, muy poco carbono. carbono. Importancia tecnológica y comercial: Son ampliamente utilizados en la industria debido a sus propiedades mecánicas y su abundancia en la naturaleza. Importancia tecnológica 1. Resistencia mecánica: Los metales ferrosos tienen alta resistencia a la tracción, compresión y torsión, lo que los hace ideales para estructuras y maquinaria pesada. 2. Versatilidad: Pueden ser aleados con otros elementos (como carbono, cromo o níquel) para mejorar propiedades específicas como la dureza, resistencia a la corrosión o ductilidad. 3. Facilidad de fabricación: Son fáciles de moldear, laminar, soldar y mecanizar, lo que los convierte en materiales clave para la construcción y la industria manufacturera. 4. Durabilidad: Su resistencia al desgaste y su capacidad de soportar cargas pesadas los hacen indispensables en aplicaciones como puentes, edificios y vehículos. 5. Conductividad térmica: Son buenos conductores de calor, ideales para aplicaciones en motores y equipos de generación de energía. Importancia comercial 1. Disponibilidad: El hierro es uno de los metales más abundantes en la corteza terrestre, lo que lo hace económico y ampliamente accesible. 2. Costo competitivo: En comparación con otros metales, los metales ferrosos suelen ser más económicos, especialmente en grandes volúmenes. 3. Demanda global: Son esenciales para sectores como la construcción, la automoción, la minería y la infraestructura, lo que asegura un mercado constante y creciente. 4. Reciclabilidad: Los metales ferrosos se reciclan fácilmente, lo que reduce costos y los convierte en una opción sostenible en términos medioambientales. 5. Aleaciones especializadas: Las variantes como el acero inoxidable y el acero estructural tienen un alto valor comercial debido a sus aplicaciones especializadas en la industria y la tecnología. Los metales ferrosos son fundamentales para el desarrollo de infraestructuras, maquinaria y tecnología moderna, siendo pilares esenciales tanto en términos industriales como comerciales. 3 Aceros Aleación de hierro con 0.02% a 2.11% de carbono. El contenido de carbono convierte al hierro en acero. Nota: Más carbono incrementa resistencia y dureza, pero reduce ductilidad. Aceros al bajo carbono Aceros al medio carbono Aceros al alto carbono menos del 0.20% de C. Varía entre 0.20% y 0.50% de C Cant. superiores a 0.50% de C. Fáciles de dar forma; no requieren alta Mayor resistencia que los aceros de Máxima resistencia y rigidez resistencia. bajo carbono. Herramientas de corte (cuchillas, Construcción (vigas, columnas, refuerzos sierras), resortes, alambres de alta de concreto), automóviles (carrocerías), Componentes mecánicos (ejes, resistencia y piezas de maquinaria. tuberías, cables y alambres. engranajes, bielas), herramientas Muy duro y resistente al desgaste, Dúctil, maleable, fácil de soldar y moldear, industriales y piezas estructurales. pero menos dúctil y más difícil de pero menos resistente y duro. soldar. EFECTOS DE LA ALEACIÓN SEGÚN SUS INGREDIENTES Cromo Manganeso Molibdeno Níquel Vanadio Mejora resistencia, Mejora la Incrementa la Mejora la Inhibe el crecimiento de granos resistencia al resistencia y tenacidad y resistencia y durante el procesamiento a desgaste, dureza, dureza del acero dureza en tenacidad temperaturas elevadas, lo cual dureza en caliente. caliente mejora la resistencia y tenacidad. ACEROS INOXIDABLES: Grupo de aceros diseñados para resistir la corrosión. Mayor contenido de carbono reduce la resistencia a la corrosión. Austeníticos Ferríticos Martensíticos De precipitación Dúplex Máxima resistencia a la Menos dúctiles, Alta dureza, Pueden Mezcla equilibrada de corrosión moderada resistencia a la endurecerse por austenita y ferrita. resistencia a la fatiga, limitada precipitación corrosión resistencia a la Combina propiedades de corrosión ambas fases HIERRO VS ACERO Hierro Acero Es un elemento químico metálico que se encuentra en Es una aleación compuesta principalmente de hierro y estado puro en la naturaleza o en minerales como una pequeña cantidad de carbono (generalmente hematita y magnetita. Es el principal componente de entre 0.02% y 2%). A menudo se agregan otros los metales ferrosos. En su forma pura, el hierro es elementos como cromo, níquel o manganeso para maleable, dúctil y tiene poca resistencia mecánica, mejorar sus propiedades. El acero es más resistente, pero se utiliza como base para fabricar otros duro y versátil que el hierro puro, siendo ampliamente materiales metálicos. utilizado en la construcción y la industria. 4

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