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CIENCIA E INGENIERIA DE LOS MATERIALES
o Este tipo de enlace prevalece en materiales cerámicos
- La constante de Madelung (considerada como una serie decreciente considera la
repulsión de los iones de carga similar, atracción de los iones de carga opuesta)
o Ninguna de las anteriores
- El NaCl tiene una estructura cristalina
o Cubica centrada en las caras (CCC o FCC)
- El diamante con respecto al grafito
o Son formas alotrópicas del carbono
o El tipo de enlace entre los carbonos no es el mismo.
- Las unidades de la densidad de flujo (J) son:
o Átomos/cm
2
.s
en lugar de iones de calcio en el CaF
2
crea
o Vacante catiónica
- Los átomos se enlazan porque:
o Hay una disminución de la energía potencial en el átomo enlazado
o Los elementos ceden sus electrones para formar un mar de electrones
o La fuerza de enlace depende del numero de electrones que contribuye al enlace.
- La energía de enlace decrece en el orden siguiente:
o Iónico>Covalente>Metálico>De hidrógeno>De Van der Waals
- Las constantes reticulares de una celda unitaria son:
o Las longitudes axiales y ángulos axiales.
- Los conceptos que van de acuerdo con la celda unitaria:
o Una celda unitaria puede ser primitiva y no primitiva
o Existen 14 redes de Bravais divididas en 7 sistemas cristalinos.
- Según el factor de empaquetamiento:
o CS < CC < CCC= HC
- Con respecto a la energía reticular
o Se puede determinar mediante el ciclo de Born-Haber
- Con respecto a la difusión de átomos en materiales sólidos
o Un átomo para desplazarse debe atravesar una barrera de energía potencial que
requiere una energía de activación.
- Difusión en sistema estacionario significa:
o Que el flujo de difusión no cambia con el tiempo
▪ Durante la ionización,
o los átomos reducen su tamaño al formar cationes
o aumentan su tamaño al formar aniones.
▪ Celdas no primitivas tienen siempre el mismo volumen (F)
▪ Para un sistema cúbico, dentro de los parámetros de red es necesario especificar longitud
y ángulos axiales (F).
▪ Para el sistema cúbico es necesario solo la longitud de uno de los costados para describir
la celda.
▪ La constante de Madelung se calcula a partir del exponente de Born (F)
▪ La dureza es una medida de la resistencia de un material a la deformación (F)
▪ El coeficiente de difusión para la inter difusión del carbón en hierro ∝(BCC) es mayor
que el del hierro 𝛾 (FCC) (V)
▪ Los metales con elevado número de sistemas de deslizamientos son bastante frágiles (F)
▪ La dureza es una medida de la resistencia de un metal a la deformación permanente (V)
▪ El módulo de Young, es la pendiente de la curva esfuerzo-deformación de la región
plástica (F)
▪ El módulo elástico es una medida de la ductibilidad del material (F)
▪ Las dislocaciones se mueven con la misma facilidad sobre todos los planos y direcciones
cristalográficas (F)
▪ El incremento en el número de dislocaciones convierte el material en más resistente (V)
▪ En el trabajo en frío un metal dúctil se vuelve más resistente mediante su deformación
plástica (V)
- La dureza es una medida de la resistencia de un material a la deformación elástica (F)
- El ensayo de tracción es no destructivo (F)
- El módulo de Young, es la pendiente de la curva esfuerzo-deformación en su región
plástica (F)
- El módulo elástico es una medida de la ductilidad del material (F)
- En el trabajo en frío un metal dúctil se vuelve más resistente mediante su deformación
plástica. (V)
- El diagrama de fases que se usa para el acero es C-Fe 3 C en todo el rango de composición
(F)
- Los microconstituyentes del acero eutectoide son la ferrita y cementita (F)
- Las reacciones invariantes ocurren con cero grados de libertad (V)
- Los diagramas de equilibrio de fases se determinan mediante la aplicación de condiciones
de enfriamiento super lento (V)
- Los grados de libertad son el número de variables que se pueden cambiar
independientemente sin variar el número de fases en equilibrio en el sistema elegido. (V)
- Los metales con pocos sistemas de deslizamiento son bastante dúctiles (F)
- El impedimento del movimiento de las dislocaciones convierte el material en más resistente
(V)
- El recocido aumenta los efectos causados por el trabajo en frío. (F)
- El ensayo de fatiga permite comprender el comportamiento de un material cuando se le
aplica un esfuerzo cíclico (V).
- El recocido es un tratamiento diseñado para reforzar los efectos logrados por el trabajo en
frío (F)
- El acero hipoeutectoide tiene un contenido menor al 0,8% de C (V)
- Los metales con bajo coeficiente de endurecimiento por deformación tienen una respuesta
pobre al trabajo en frío (V)
- El trabajo en frío se basa en reducir el numero de dislocaciones aumentando así la
ductibilidad del material (F)
- La perlita está constituida por:
o Ferrita alfa y cementita
- Partiendo del concepto de materiales cerámicos:
o Están compuestos por elementos metálicos como no metálicos
o Presentan escasa conductividad tanto eléctrica como térmica
o Son deficientes en ductibilidad y resistencia al impacto
- La pendiente del segmento lineal de la curva esfuerzo deformación puede ser interpretado
como:
o La rigidez del material
o Aleaciones → compuestos por uno o más elementos metálicos
o Cemento → combinación de elementos metálicos con no metálicos
o Plásticos →compuestos de elementos orgánicos
o Compuestos →combinación de dos tipos de materiales
- El límite de fatiga de un material es la tensión a la que:
o No se produce dañado nunca
- La dureza de los metales se correlaciona directamente con
o La carga de rotura R
- La zona plástica se caracteriza por:
o Carácter remanente de la deformación.
o Valores del módulo de elasticidad menores.
o Estricción en el material
- Una de las limitaciones del ensayo de dureza Brinell se debe a que
o Se deforma excesivamente la bola si el material es muy duro
- Una alta estricción en el ensayo de tracción es indicativa de:
o Alta tenacidad
N
- Las constantes reticulares de una celda unitaria son:
a. Las longitudes y ángulos axiales
- Entre estos dos sólidos iónicos, ¿Cuál tiene mayor energía reticular?
a. LiCl
- El CsCl tiene una estructura CS, ¿Cuántos iones en total hay por celda unitaria?
a. 2
- El porcentaje de carácter iónico en un enlace entre dos elementos depende de las
valencias de los mismos.
a. Verdadero
- Con respecto al enlace iónico
a. Este tipo de enlace prevalece en materiales cerámicos
- En un enlace iónico, durante la ionización de los elementos, los cationes llegan a tener un
tamaño mayor que al de su átomo original
a. Falso
- ¿En cuál de las siguientes sustancias prevalece el enlace iónico?
a. MgO
- Las estructuras cristalinas CCC y HC son las que tienen mayor eficiencia de
empaquetamiento
a. Verdadero
- Cuando las propiedades de un material son independientes de la dirección de la medida
se denomina alotrópico
a. Falso
- En un defecto de cuña, el vector de Burgers es perpendicular a la dislocación.
a. Verdadero
- ¿Cuál de los siguientes enlaces tiene carácter direccional?
a. Enlace Covalente
- La constante de Madelung se calcula a partir del exponente de Born (n)
a. Falso
- La presencia de impurezas en los materiales siempre son una desventaja
a. Falso
- ¿Cuál de las siguientes estructuras cristalinas tiene mayor factor de empaquetamiento?
a. CCC
- La celda unitaria no conserva todas las características de la red
a. Falso
- Con respecto a los índices de Miller, un plano y sus múltiplos son idénticos
a. Falso
- El aluminio y el silicio están próximos en la tabla periódica. ¿Cuál de estos elementos se
esperaría que tenga una mayor resistencia? Explique su respuesta en una sola frase para
validar su opción.
a. El silicio por tener enlace covalente.
- Para Cl 2 que tipo de enlace prevalece
a. Enlace Covalente
- Los ejes de un difractograma son intensidad vs θ
a. Falso
- Las dislocaciones son imperfecciones lineales en una red de un material cristalino
a. Verdadero
- Para el óxido de hierro (FeO), el número de vacantes aumenta bajo condiciones más
oxidantes
a. Verdadero
- En el enlace metálico, la fuerza del enlace depende del número de electrones que
contribuyen al enlace.
a. Verdadero
- De las siguientes curvas esfuerzo-deformación de un acero de bajo carbono que fue
trabajo en fría, indique cuál de las curvas corresponde a la muestra original
a. C
- El endurecimiento por trabajo en frío se lo puede realizar a temperatura ambiente
a. Verdadero
- Los microconstituyentes del acero eutectoide son la ferrita y cementita.
a. Falso
- La siguiente reacción invariante corresponde a una reacción
α + β → γ
a. Peritectoide.
- Una aleación binaria isomorfa presenta solubilidad:
a. Sólida e Ilimitada
- La ley de la palanca sirve para
a. Determinar la cantidad relativa de las fases presentes
- Para metales puros durante el recocido, ¿Qué relación tiene a temperatura de
recristalización con la temperatura absoluta de fusión del metal?
a. 0,4 Tm
- El ensayo de impacto se puede utilizar para determinar la temperatura de transición
analizando la naturaleza de la fractura
a. Verdadero
CIENCIA E INGENIERIA DE MATERIALES
- Ciencia de Materiales : Relación síntesis y procesamiento de los materiales (su estructura y
propiedades).
- Ingeniería de Materiales : Construir o transformar materiales en dispositivos o estructuras
útiles.
MATERIALES
Def: Cualquier componente en estado solido o dispositivo que pueda satisfacer las necesidades de
la sociedad.
PROPIEDADES
- Mecánicas: Relación deformación-carga (Módulo elástico – resistencia)
- Eléctricas: respuesta a un campo eléctrico (conductividad eléctrica)
- Térmicas: En función a la capacidad calorífica (conductividad térmica)
- Magnéticas: respuesta a un campo magnético (magnetismo)
- Ópticas: respuesta a radiación electromagnética o lumínica (Índice de refracción)
- Químicas: Enfocadas a la respuesta/reacción química
CALFICIACION DE LOS MATERIALES
METALES Y ALEACIONES (Incluyen aceros, Al, Mg, Zn, Ti, Cu, Ni, hierro colado)
▪ Buena conductividad térmica y eléctrica
▪ Alta resistencia, alta rigidez y ductibilidad
▪ Resistencia al impacto
▪ Fundibles / Opacidad a la luz visible
CERÁMICAS (Cristalinos Inorgánicos - Combinación de metales y no metales)
▪ Aislantes térmicos y eléctricos
▪ Buena resistencia y dureza
▪ Frágiles – deficiencia en ductibilidad
▪ Resistentes a altas temperaturas y ambientes agresivos
POLÍMEROS (Combinación de Orgánicos y no metálicos) Cauchos y Elastómeros
▪ Aislantes térmicos y eléctricos
▪ Relativa resistencia mecánica- resistencia alta a la corrosión
▪ Baja densidad
- Termoplásticos: Dúctil, resistente al impacto, fundible (Poliuretano)
- Termoestables: Dureza, fragilidad, no fundible, difícil procesado (Polietileno)
COMPUESTOS Y SEMICONDUCTORES
- COMPUESTOS (Compositos): Formados por más de un tipo de material
- SEMICONDUCTORES: Propiedades eléctricas intermedias entre los conductores y
aislantes eléctricos.
NANOTECNOLOGÍA ( Materiales escala de magnitud menor a 100 nm o 10
m )
- Propiedades intermedias
- Aplicaciones: Catalizadores, implantes, pintura
- Nanotubos de carbono: Más resistentes hasta 100 veces al Acero-Excelentes conductores
eléctricos mejor que el Cobre.
TAREA:
- Fuerza impulsora para la formación de enlaces secundarios es la atracción de los dipolos
eléctricos.
- Los dipolos en átomos crean momentos dipolares en Cm o debye (3,34 x 10
C.m)
ENLACES DE HIDRÓGENO ( Interacción dipolo-dipolo en moléculas polares )
- Forma cuando un H interacciona con (O, N, F y Cl)
- Molécula de H 2 O tienen un momento dipolar permanente (1,84 debyes)
ENLACES MIXTOS
- IÓNICO-COVALENTE
o Mientras mayor es la Diferencia de Electronegatividad de los elementos mayor es
el grado de Carácter Iónico.
- METÁLICO-COVALENTE
o Presente en metales de transición que involucran orbitales d y p enlazantes
- METALES-IÓNICOS
o Cuando hay Diferencia de electronegatividad, puede darse una cantidad
significante de transferencia electrónica NaZn 13
ORDENAMIENTO MOLECUALR
NIVELES DE ORDENACIÓN
- Sin orden: En los gases, no tienen orden y ocupan el lugar del recipiente que los contiene.
- Orden de corto alcance: Arreglo espacial se extiende solo a los más vecinos cercanos.
- Orden de largo alcance: Arreglo atómico se extiende por todo el material, formando un
patrón repetitivo regular en forma de red o rejilla
- La RED conjunto de punto de red (red espacial) siguen un patrón periódico.
o Si los átomos o iones de un sólido están ordenados y siguen o se repiten en las tres
dimensiones forman una estructura cristalina.
o Estructura cristalina se refiere al tamaño, la forma y la organización atómica dentro
de la red.
CELDAS UNITARIAS
Def: Es la subdivisión de la red cristalina que conserva las características de toda la red
- Átomo en la Arista contribuye con 1/
- Átomo en la cara contribuye con ½
- Átomo en el centro contribuye con 1
Las constantes reticulares de la CU son: Longitudes y ángulos axiales.
Existen 14 tipos de CU o red de Bravais agrupados en 7 grupos cristalinos.
PARAMÉTRO DE RED → describe el tamaño y la forma de la CU
- Sistema CÚBICO : necesita conocer la longitud de uno de los costados
- Sistema TRICLÍNICO : necesita 3 lados de la celda y los 3 ángulos axiales.
NÚMERO DE ATOMOS POR CU
- CS → 1
- CC → 2
- CCC → 4
RELACIÓN ENTRE EL RADIO ATÓMICO Y EL PARAMETRO DE RED.
- CS → a o = 2r
- CC→ a o = 4r/ 3
- CCC→ a o = 4r/ 2
NUMERO DE COORDINACIÓN
- Def: Número de vecinos más cercanos e indica que tan estrecha y eficazmente están
empaquetados los átomos.
FACTOR DE EMPAQUETAMIENTO
- Fracción de espacio ocupada por átomos, átomos son esferas sólidas.
ALOTROPIA Y POLIMORFISMO
- Alotrópicos: materiales pueden tener mas de una estructura cristalina (elementos puros)
SITIOS INTERSTICIALES
- Pequeños espacios huecos entre los átomos de la red en las cuales se pueden colocar
átomos.
- Átomos cuya relación está 0,225 y 0,414 entran en un sitio tetraédrico.
o Mayor a 0,414 entra en un sitio octaédrico.
o Misma relación 1 y # de coordinación 12 (CCC)
RADIOS IÓNICOS (Influye en la forma de empaquetamiento y el # de coordinación)
- C. Simple : CsCl → # Coordinación (8) → Relación de radios 0,
o CuZn, AlNi
- C.C. Caras: NaCl → # Coordinación (6) → Relación de radios 0,
o MgO, CaO, FeO, NiO
ESTRUCTURA COVALENTE
- Si, Ge, C → 4 enlaces covalentes → # Coordinación (4)
DIREECIONES EN LA CELDA UNITARIA
- Defecto cristalino: una irregularidad de red en la cual una o mas de sus dimensiones son
del orden de un diámetro atómico.
Un solido con una pureza del 99,99999% hay 6x1016 impureza por cm3, tales impurezas no
siempre son una desventaja, frecuentemente estás impurezas son adicionadas deliberadamente a
los sólidos en orden de mejorar sus propiedades físicas, eléctricas y ópticas.
Existen 4 clasificaciones para las imperfecciones cristalinas:
A. Defectos puntuales: dimensión cero (asociados a un sitio atómico, hueco)
B. Defectos lineales: 1 dimensión (dislocaciones)
C. Defectos planares: 2 dimensiones (límites de grano)
D. Defectos de masa: ( poros y fisuras )
A, B y C son observados a nivel atómico y D es observada a simple vista o por microscopio.
DEFECTOS DE PUNTO
1. Un átomo perdido (METALES)
Forma una vacancia atómica durante:
▪ la solidificación como resultado de perturbaciones locales
▪ crecimiento de los cristales
▪ reordenamiento atómico en un cristal (consecuencia de la movilidad de los átomos
vibraciones)
Las vacantes adicionales en los metales pueden ser producidos por:
▪ Deformación plástica del metal
▪ Enfriamiento rápido
▪ Bombardeo de partículas energéticas (neutrones)
A temperatura ambiente aparecen muy pocas vacancias, pero estas se incrementan de manera
exponencial conforme se aumenta la temperatura.
2. Otro átomo puede ocupar el sitio
Formando un defecto de impureza por sustitución
o Cuando los átomos son mayores que los normales de la red, los átomos circundantes se
comprimen
o Cuando son más pequeños, los átomos circundantes quedan en tensión.
3. Un átomo no está situado en su sitio normal si no en un sitio intersticial
No ocurren por forma natural por la distorsión estructural. Se producen por irradiación
Los átomos intersticiales, aunque sean pequeños o grandes, afectan la red circundante, aparece
comprimida o distorsionada.
Los defectos intersticiales y sustitucionales una vez introducidos, el número de defectos es
relativamente independiente de la Temperatura.
Los defectos puntuales distorsionan a la red a lo largo de quizá cientos de espaciamientos atómicos,
a partir del defecto. Una dislocación que se mueva a través de las cercanías generales de un defecto
puntual encuentra una red en la cual los átomos no están en sus posiciones de equilibrio
Esta alteración requiere que se aplique un esfuerzo más alto para obligar a que la distorsión venza
al defecto incrementando la resistencia del material
- Cuando faltan dos iones de carga opuesta Na
y Cl
se crea una di vacante aniónica-
catiónica. ( Defecto de Schottky )
- Cuando un catión salta a un hueco intersticial se crea una vacante catiónica, en la posición
primitiva del ion ( Defecto de Frenkel )
NOTA: la presencia de estos defectos aumenta la conductividad eléctrica.
Materiales cerámicos cuando existen dos valencias para un mismo tipo de ion como el óxido
de hierro puede estar en Fe
y Fe
(dependiendo de la temperatura y presión de oxígeno
ambiental)
SOLUCIÓN SÓLIDA
Una SS se forma cuando los átomos del soluto son adicionados al material de acogida y se
mantiene la estructura cristalina, se mantiene la composición homogénea y los átomos
introducidos son aleatorios y uniformemente dispersos dentro del sólido. Están presentes los
defectos tipo sustitucionales e intersticiales
- Sustitucional: Ni (0,128 nm) Cu (0,125 nm)
- Intersticial: Fe (0,124 nm) C (0,071 nm)
Para los polímeros, los defectos puntuales incluyen vacancias y átomos intersticiales.
DEFECTOS LINEALES
Son defectos que dan lugar a una dislocación de la red centrada en torno a una línea.
Las dislocaciones son defectos de desequilibrio y almacenan energía en la región distorsionada en
la red del cristal. Se cran durante la:
- Solidificación
- Deformación plástica del sólido
- Condensación de vacantes
- Emparejamiento atómico incorrecto
La magnitud y dirección de la distorsión reticular asociada a una dislocación se expresa en función
del vector de Burgers (b)
Dislocación de BORDE o CUÑA
Se crea por la inserción de un semiplano adicional de átomos.
En la región afectada por la dislocación de línea, existe una red locamente distorsionada.
✓ Los átomos situados arriba de la dislocación de línea están comprimidos
✓ Los átomos situados debajo de la dislocación están sometidos a tracción.
se realiza una trayectoria a favor de las manecillas de reloj partiendo de x y recorriendo un número
igual de espaciamientos atómicos se termina en y. El vector que se requiere para completar un
circuito es el vector de Burgers.
Convención de Frank
FS/RH
Dislocación de TORNILLO o HELICOIDAL
- A temperaturas bajas , los límites de grano refuerzan a los metales por restricción del
movimiento de las dislocaciones bajo tensión.
- A elevadas temperaturas puede tener lugar un desplazamiento del límite de gran o y los
límites de grano pueden llegar a ser regiones de baja resistencia en metales policristalinos.
LIMITES DE MACLA
Existe una simetría de red especular, es decir, los átomos de un lado del límite son como imágenes
especulares de los átomos del otro lado. La región entre estos límites se denomina macla. (Se forma
durante procesos de deformación o en tratamientos térmicos ).
UNIDAD
PROPIEDADES MECANICAS
Se realiza varios ensayos para medir la forma en que un material resiste una fuerza aplicada. Los
resultados de estas pruebas se describen como propiedades mecánicas.
- Ensayo de tensión (diagramas de esfuerzo-deformación)
- Ensayo de impacto
- Ensayo de fatiga
- Ensayo de termofluencia
- Ensayo de dureza
ENSAYO DE TENSIÓN
Mide la resistencia de un material cuando se aplica una fuerza estática o gradual.
Se usa una probeta de diámetro 0,505 pulg y longitud calibrada 2 pulg
La probeta es colocada en una maquina de pruebas y se le aplica una fuerza ( tensión uniaxial )
conocida como carga y se mide el alargamiento causado por la aplicación de la fuerza en la
longitud calibrada
La muestra se lleva hasta la fractura en un tiempo relativamente corto una velocidad constante
DEFORMACIÓN PLÁSTICA Y ELÁSTICA
Deformación elástica → deformación no permanente, recuperable (los enlaces entre los átomos
se estiran y el material se alarga (deforma) cuando la fuerza cesa, los enlaces regresan a su
longitud inicial)
Deformación plástica → irrecuperable, irreversible (Si la fuerza continua y es mayor, los átomos
son desplazados permanentemente, las dislocaciones empiezan a producirse, ocurre el
deslizamiento y el material comienza a deformarse)
El esfuerzo en que se inicia el deslizamiento es el punto que delimita los comportamientos
elásticos y plásticos.
La capacidad de algunos metales a ser deformados plásticamente en gran extensión sin sufrir
fractura, es una de las propiedades más útiles de los metales.
PROPIEDADES OBTENIDAS
Esfuerzo de Cedencia: (Límite elástico, esfuerzo de fluencia)
Es el esfuerzo que divide los comportamientos elástico y plástico del material.
En algunos materiales, no se detecta fácilmente a que esfuerzo cambia un material su
comportamiento de elástico a plástico en este caso se determina esfuerzo de cedencia
convencional ( se traza una línea paralela a la porción inicial de la curva, pero se desplaza a 0,
pulg/pulg del origen )
Doble punto de cedencia: ( Para algunos aceros de bajo Carbono )
RESISTENCIA A LA TENSIÓN
Es el esfuerzo resultante de la mayor fuerza aplicada y por ello es el esfuerzo máximo que ocurre
en la curva.
Para materiales dúctiles, la deformación no ocurre de forma uniforme y ocurre una reducción en
la sección transversal llamada: Garganta, Estricción o Encuellamiento ( se requiere una menor
fuerza para continuar con la deformación )
Resistencia a la tensión es el esfuerzo en el que se inicia la estricción en materiales dúctiles.
PROPIEDADES ELÁSTICAS
Módulo de elasticidad: (Módulo de Young)→ medida de la rigidez del material.
- Módulo de Young (E): es la pendiente de la curva esfuerzo-deformación en su región
elástica. Esa relación denominada Ley de Hooke
El módulo está relacionado con las fuerzas que unen los átomos en el material.
d) Propagación de la grieta
e) Fractura final.
FRACTURA FRÁGIL
Ocurre sin apreciable deformación plástica y por propagación rápida de la grieta. La superficie
de la factura es relativamente plana.
Para materiales cristalinos frágiles la propagación de la grieta se da por la rotura de enlaces
atómicos a lo largo de los planos cristalográficos.
- Fractura trans granular : cuando pasan a través de los granos
- Fractura intergranular : cuando la propagación ocurre a lo largo de los bordes de los
granos.
ENSAYO DE IMPACTO
Se somete al material a un golpe súbito e intenso, la velocidad de aplicación del esfuerzo es
extremadamente grande.
El material puede tener un comportamiento más frágil en comparación con el E. TENSIÓN.
Aplicación: para evaluar la fragilidad de un material o la resistencia a un golpe.
Dos procedimientos: Ensayo de Charpy y Ensayo Izod.
- Se usa una probeta con o sin muesca (muesca en V mide mejor la resistencia del material
a la propagación de grietas)
- Ensayo: un pendulo pesado desde una altura H o inicia su movimiento en forma de arco y
golpea y rompe la probeta llegando a una altura final menor H f
Ensayo de Impacto
- A un material se le somete un golpe súbito e intenso.
- El material puede tener comportamiento más frágil comparado con el ensayo de tensión
- Uso: para evaluar la fragilidad de un material o la resistencia a un golpe.
- Dos procedimientos: Charpy e Izod.
Temperatura de Transición.
- Se puede usar para determinar el intervalo de temperatura para la transición de un
comportamiento frágil a dúctil de los metales y polímeros.
- Define como la energía promedio ente las regiones dúctil y frágil.
Ensayo de Fatiga
- Cuando un componente está sujeto a una aplicación cíclica (repetitiva) de un esfuerzo
inferior (rotación, flexión o vibración) al esfuerzo de tracción del material y aun cuando
el esfuerzo este por debajo del límite elástico, el material puede fallar después de
numerosas aplicaciones de dicho esfuerzo.
- La falla por fatiga ocurre en 3 etapas (cambios estructurales)
o 1°: Inicio de una grieta minúscula sobre la superficie.
o 2°: la grieta se propaga gradualmente
o 3°: ocurre la fatiga súbita del material.
Ensayo de la viga en voladizo rotatoria.
- Sobre la superficie superior tiene una fuerza de Tensión
- Sobre la superficie inferior tiene una fuerza de Compresión
Ensayo de fatiga: dice el tiempo o número de ciclos que resistirá una pieza o la carga máxima
permisible que se puede aplicar para prevenir la falla del componente.
Propiedades:
▪ Vida de fatiga : Indica cuanto resiste un componente a un esfuerzo en particular
▪ Resistencia a la fatiga: Es el esfuerzo máximo con el cual no ocurrirá la fatiga en un
número particular de ciclos 500 millones
Para ACEROS
▪ Límite de la resistencia a la fatiga : Es el esfuerzo por debajo del cual la falla nunca
ocurre.
Ensayo de Termofluencia
- Fluencia: cuando un metal/aleación están bajo una carga o tensión constante puede
sobrevenir una progresiva deformación plástica en un periodo de tiempo. Deformación
dependiente del tiempo.
- Termofluencia: deformación plástica a alta temperatura.
- Los efectos de la temperatura y tensión sobre la velocidad de fluencia se determinan
mediante nivel de tensión a temperatura constate o diferentes temperaturas a tensión
constante.
Ensayo de Dureza
- Dureza: es una medida de la resistencia de un metal a la deformación plástica
(permanente) en su superficie.
- Mide la resistencia de la superficie de un material a la penetración por un objeto duro
o Forma: bola, pirámide, cono
o Material: acero endurecido, carburo de tungsteno, Diamante.
- Los índices de dureza se utilizan para comparar materiales ( Control de calidad )
Dureza Shore
- Es una medida de la resistencia de un material a la penetración de una aguja bajo una fuera
de resorte definida. Se determina como un numero de 0 a 100, en escalas de A o D
o A: tipos flexibles, suaves (elastómeros, neopreno, silicona)
o D: tipos rígidos, duros (plástico, epóxido, resinas)
o C, O: (esponjas, espumas, plásticos, micro porosos)
Dureza Brinell (HB)
- Se oprime una esfera (10 mm) de acero duro sobre la superficie del material. Se mide el
diámetro de la impresión (2-6 mm) y se calcula el # de dureza Brinell
Dureza Rockwell
- Utiliza una bola de acero para materiales blandos.
- Utiliza un cono de diamante para materiales mas duros
- Mide la profundidad de la penetración y los convierte a índice de dureza Rockwell (HR)
Condiciones HR-Brinell
- El espesor de la probeta debe ser por lo menos 10 veces la profundidad de la huella.
