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Resumen de tecnología de los materiales




Enviado por Pablo Etchechuri



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    Materiales Sustancias Propiedades -Fabricación de
    Estructuras -Maquinarias -Otros productos -Químicas
    -Físicas -Mecánicas -Estáticas y
    Económicas -Fabricación Estructura interna
    *Comportamiento *Utilidad

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    Propiedades Mecánicas Comportamiento bajo fuerzas
    exteriores aplicadas *Fuerzas de Tensión
    *Compresión *Cíclicas o Fatiga *Fuerzas a altas
    temperaturas Cantidades: Esfuerzo y/o Deformación Son:
    *Resistencia *Rigidez *Elasticidad *Plasticidad *Capacidad
    Enérgica

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    Esfuerzo Intensidad de las fuerzas componentes internas
    distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo
    Esfuerzo = Fuerza / Unid. De Área Tipos básicos:
    *Tensivo *Compresivo *Corte Deformación Cambio de forma de
    un cuerpo, provocado por el esfuerzo, cambio térmico, de
    humedad, etc. Esfuerzo – Deformación Cambio lineal
    Se mide un Unidades de Longitud Torsión Ángulo de
    Deformación

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    Ejemplos: Fórmula deformación: ? = e / L [m /m]
    donde, ? : es la deformación unitaria e : es la
    deformación (? l) L : es la longitud del elemento a)
    Representación esquemática de como una carga de
    tracción produce un alargamiento. b) Deformación
    por compresión c) Deformación por esfuerzo cortante
    d) Deformación debida a esfuerzos de torsión Nota:
    Las líneas ocultas representan el cuerpo antes de la
    deformación. Se lo expresa en (%)

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    Deformación Elástica y Plástica Capacidad de
    deformarse NO permanentemente Elasticidad Número de
    deformaciones limitadas Al retirar el esfuerzo vuelve a sus
    dimensiones originales Plasticidad Átomos no recuperan su
    posición original Se usa para indicar la capacidad de
    deformación elástica o plástica sin que
    ocurra la ruptura Medida cuantitativa

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    Ensayos de Materiales Aportar información acerca de la
    calidad de un producto, o de control Recabar información
    nueva o mejorar acerca de materiales conocidos o desarrollar
    nuevos materiales Obtener medidas exactas de las propiedades
    fundamentales Arribar a un nuevo entendimiento de los materiales
    conocidos Descubrir las propiedades de materiales nuevos Elaborar
    normas de calidad o procedimientos de ensayos
    significativos

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    Tipos de Ensayos Mecánicos Forma en que la carga es
    inducida Condición del material o probeta al momento del
    ensayo Condición de los alrededores en el momento del
    ensayo (condición ambiente)

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    Factores involucrados en el modo en que la carga es aplicada
    Esfuerzo inducido Velocidad en que se aplica la carga
    Número de veces en que se aplica la carga Tipos primarios
    de cargas *Estático *Dinámico *Larga
    Duración Mayor número de ensayos realizados con una
    misma carga *Tensión *Compresión *Corte directo
    *Torsión *Flexión

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    Tensión (s) Elongación y deformación
    positiva lineal Uniaxial distribuida uniformemente s= F / Ao [N /
    m2] Evalúa propiedades mecánicas importantes
    Resistencia principalmente de metales y aleaciones Usualmente
    hasta la fractura, incrementando la tensión

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    Deformación en sección central más estrecha
    Extremos sometidos en una máquina por medio de soportes o
    mordazas La máquina mide la carga aplicada y la
    elongación resultante por medio de extensómetro
    Duración de pocos minutos y muy destructivo, hasta
    deformación permanente o ruptura Zonas en la curva de
    tensión: -Elástica -Plástica
    -Estricción

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    Diferentes estados de fractura durante un ensayo de
    Tracción: Cuello inicial. Formación de
    pequeñas cavidades. (c) coalescencia de cavidades para
    formar grietas. (d) propagación de grietas. (e) fractura
    final por corte a 45° con respecto a la dirección de
    tracción.

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    Propiedades Mecánicas en Ensayos de Tensión 1.-
    Módulo de Elasticidad 2.- Límite Elástico
    0,2% 3.- Resistencia a la Tensión 4.- Porcentaje de
    Elongación a la Fractura 5.- Porcentaje de
    Reducción en el Área de Fractura Módulo de
    Elasticidad Deformación elástica Fórmula de
    Hooke: s = ? * E E = s / ? donde, E es el módulo de
    elasticidad o módulo de Young s es el esfuerzo o
    tensión ? es la deformación Fuerza de enlace entre
    átomos Material con módulo elástico alto son
    relativamente rígidos y no se deforman
    fácilmente

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    Límite elástico (esfuerzo de fluencia convencional)
    No se puede establecer un límite exacto Se establece 0,2%
    de deformación plástica

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    Resistencia Máxima a la Tensión o tensión de
    fractura Punto máximo en la curva de tensión
    deformación Deformación, decrecimento localizado en
    su sección La tensión decrecerá al aumentar
    la deformación, hasta la rotura Porcentaje de
    elongación (Estiramiento) Ductilidad del material Se
    expresa como porcentaje Mayor ductilidad Mayor elongación
    Da una idea acerca de la calidad del material %elongación
    = ((l – lo) / lo) * 100%

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    Porcentaje de reducción en área Ductilidad
    Diámetro de sección inicial y al fracturar %
    reducción del área = ((Ao – Af) / Ao) *
    100%

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    Dureza Resistencia a ser rayado o penetrado (Resistencia al
    desgaste) Mohs o Mineralógica Mecánico o de
    Penetración Se calcula mediante una serie de minerales de
    más blando a mayor dureza Resistencia a rayaduras Escala
    de Mohs Talco Yeso Calcita Fluorita Apatito Feldespato Cuarzo
    Berilo Corindón Diamante Resistencia a ser penetrado por
    otro elemento Ensayos: Brinell Vickers Rockwell Distintos
    elementos con determinada fuerza contra el material Se obtiene
    dividiendo la fuerza aplicada por la huella que deja en el
    material

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    Resiliencia Mide la tenacidad Capacidad de almacenar
    energía en forma de deformación plástica,
    antes de romperse Ensayo de Charpy Tenaz o de alta resiliencia
    Deformación importante antes de romperse Baja resiliencia
    Frágiles, leve deformación antes de romperse

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    Fractura Separación en dos o más partes como
    consecuencia de una tensión Fractura dúctil
    Fractura frágil Importante deformación
    plástica en la zona de rotura Leve deformación
    plástica Fatiga Sometimiento a cargas cíclicas por
    un valor menor al de rotura soportado Elementos sin defectos
    Elementos con defectos Ejemplos: Bielas, ejes, etc.
    Nucleación de fisuras Crecimiento de fisuras hasta llegar
    a un tamaño crítico (Rotura frágil)
    Ejemplos: puentes, barcos, aviones, etc. Uniones entre piezas
    Origen de las fisuras

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    Termofluencia Fluencia lenta y continua Deformación
    plástica Sometimiento a altas temperaturas y carga
    constante Aumenta valor de fluencia cuando aumenta la temperatura
    o la carga aplicada, o el tiempo que la carga actúa
    Fricción Rozamiento de dos piezas aplicándoseles
    una fuerza

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    Aspectos generales de falla de materiales Falla Alteración
    del comportamiento característico de acuerdo a alguna
    propiedad física básica Deslizamiento o flujo
    Acción del esfuerzo cortante Separación o fractura
    por fisura Inducidas por esfuerzos tensivos Pandeo
    compresión Provocada por una carga distinta de la carga
    primaria compresiva

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