1. INTRODUCCIÓN
El proceso y los productos de la tecnología
Los materiales son sustancias que, a causa de sus propiedades, resultan de utilidad para la
fabricación de estructuras, maquinaria y otros productos.
Existe tal vinculación entre los materiales empleados y la época en que se utilizaban, que
para designar las edades prehistóricas los historiadores utilizan el nombre del material que
se usaba predominantemente en ellas.
- Edad de Piedra: Comenzó hace aproximadamente un millón de años. Las piedras se
utilizaban para construir elementos rudimentarios de corte o de caza.
-Edad de Bronce: Empezó aproximadamente en el año 3000 a.C. El bronce se fabricaba
mediante la combinación (en estado fundido) de cobre y estaño. Las herramientas
fabricadas en bronce eran más duras y más sencillas de fabricar que las realizadas sólo en
cobre.
- Edad del Hierro: Se extendió entre los años 1200 y 500 a.C., aproximadamente. El hierro
también se trabajaba fundido, aunque en este caso la complejidad del proceso aumentaba
al precisar una temperatura mayor. De esta forma se obtenían elementos más duros y
resistentes que los del bronce

2. CLASIFICACIÓN
El proceso y los productos de la tecnología
Todos Los materiales que se emplean en la actualidad se pueden clasificar en tres grandes
grupos: naturales, artificiales y sintéticos.
- Naturales: Son aquellos que se encuentran en la naturaleza. Constituyen los materiales
básicos a partir de los cuales se fabrican los demás productos. Son naturales la madera, la
lana, el esparto, la arcilla, el oro, etc. Estos materiales tienen el inconveniente de poder
agotarse a largo plazo. El reciclado o reciclaje es una buena solución para preservar el medio
natural y ahorrar recursos naturales , al mismo tiempo que se reducen los costes.
-Artificiales: Son aquellos que se obtienen a partir de materiales naturales que se
encuentran en la naturaleza y no han sufrido transformación previa. Así por ejemplo,
tenemos el hormigón, que es un producto artificial fabricado a partir de arena (natural),
grava (natural), cemento (artificial) y agua (natural).
- Sintéticos: Están fabricado por el hombre a partir de materiales artificiales. Es decir, no se
encuentran en la naturaleza ni ellos ni ninguno de los materiales que los componen. Un
ejemplo lo constituyen los plásticos, como la baquelita, que se obtiene a partir de dos
materiales artificiales: formol y fenol.

3. PROPIEDADES
El proceso y los productos de la tecnología
Para la elección de un determinado material, que va a ser destinado a
prestar un servicio, es necesario conocer las características técnicas del
mismo, de tal forma que su comportamiento sea óptimo, y cualquier
deformación que se produzca no sea excesiva y cause una fractura. Las
propiedades de los materiales se determinan realizando ensayos
cuidadosos de laboratorio, que reproducen las condiciones de trabajo
real hasta donde sea posible.
Las propiedades que se van a estudiar son:
1.- PROPIEDADES FÍSICAS.
2.- PROPIEDADES TÉRMICAS.
3.- PROPIEDADES ELÉCTRICAS.
4.- PROPIEDADES MAGNÉTICAS.
5.- PROPIEDADES MECÁNICAS Y TÉCNICAS.
6.- PROPIEDADES QUÍMICAS.

4. PROPIEDADES FÍSICAS
El proceso y los productos de la tecnología
Las propiedades físicas primarias son:
1.1- Extensión:
Es la propiedad que tienen los cuerpos de ocupar un espacio. Su estudio corresponde a la
geometría.
1.2- Impenetrabilidad, masa, densidad:
El espacio ocupado por un cuerpo no puede ser ocupado al mismo tiempo por otro
(impenetrabilidad) debido a que los cuerpos se componen de masa que llena su volumen.
La relación entre esa masa y el volumen que ocupa se denomina densidad (ρ=m/V).
1.3- Gravidez. Peso específico:
Los materiales son pesados por estar sometidos a la acción de la gravedad. El peso
específico es el peso de la unidad de volumen de un cuerpo (kp/dm3).

5. PROPIEDADES TÉRMICAS
El proceso y los productos de la tecnología
Determinan el comportamiento del material en unas condiciones dadas.
2.1.− Dilatación térmica
La mayoría de los materiales aumentan de tamaño (se dilatan) al aumentar su temperatura. El origen de la dilatación
térmica reside en que al aumentar la temperatura aumentan las vibraciones de las partículas del material, lo que da origen a
una mayor separación entre ellas.
2.2.− Calor específico
Se define el calor específico (C) de una sustancia como la cantidad de calor que es preciso aportarle para que su temperatura
aumente 1ºC, sin que presente cambios de en su estado líquido, sólido o gaseoso.
2.3.− Temperatura de fusión
Al calentar un sólido, el movimiento vibratorio de sus partículas se va haciendo cada vez más amplio, produciéndose la
dilatación; pero si se continúa aumentando la temperatura llega un punto en el que la magnitud de las vibraciones es tal que
la estructura del material no se puede mantener y se produce su fusión.
La temperatura a la que esto sucede recibe el nombre de temperatura de fusión.
La temperatura de fusión a presión normal se conoce como punto de fusión.
2.4.− Conductividad térmica.
La transmisión de calor por conducción se verifica a través de los cuerpos desde los puntos de mayor a los de menor
temperatura.
La conductividad térmica (K) es un parámetro indicativo del comportamiento de cada cuerpo frente a este tipo de
transmisión de calor.

6. PROPIEDADES ELÉCTRICAS
El proceso y los productos de la tecnología
3.1.− Conductividad eléctrica. Resistividad. Efecto Joule
Es la propiedad exclusiva de los metales que representa la facilidad que
tienen estos de trasmitir la corriente eléctrica a través de su masa.
La inversa de la conductividad es la resistividad eléctrica, que aumenta
con las impurezas e imperfecciones de las redes cristalinas que forman los
metales. R=ρ(L/S)
El efecto Joule se origina al chocar los electrones con los iones,
perdiéndose energía cinética que se transforma en calor

7. PROPIEDADES MAGNÉTICAS
El proceso y los productos de la tecnología
4.1.− Paramagnetismo y Diamagnetismo
Al someter a un material a la acción de un campo magnético de intensidad “H”
se produce en el material una inducción de intensidad B.
La permeabilidad magnética “µ” , es la relación µ=B/H.
Cuando µ<1 la sustancia es diamagnética, es decir, que tiende a desviar las
líneas de fuerza de campo.
Cuando µ>1 la sustancia es paramagnética, es decir, que tiende a concentrar
las líneas de fuerza de campo.
4.2.− Ferromagnetismo
Cuando µ es muy elevado (Fe, Co, Ni del orden de 1.000.000
aproximadamente), el metal queda con magnetismo remanente al separarlo
del campo magnético.

8. PROPIEDADES MECÁNICAS Y TÉCNICAS
El proceso y los productos de la tecnología
Estas propiedades confieren superioridad de unos materiales sobre los demás en aplicaciones mecánicas
estructurales, pudiendo mejorarse mediante aleaciones y tratamientos térmicos. Estas propiedades son:
5.1.− Cohesión
Resistencia de los átomos de los metales a separarse. Depende de los enlaces de los átomos.
5.2.− Dureza
Resistencia del material a ser rayado o penetrado por otro. A mayor cohesión, mayor dureza y a mayor
temperatura de fusión del metal, mayor dureza.
5.3.− Elasticidad
Capacidad del metal de recobrar su forma primitiva al cesar la causa que provoca la deformación.
El límite de elasticidad es la máxima carga unitaria que puede soportar un metal sin sufrir deformación
permanente. Las piezas y estructuras se deben construir y dimensionar para trabajar por debajo del límite
elástico.
5.4.− Plasticidad
Capacidad de los cuerpos para adquirir deformaciones permanentes , pero sin llevarlos a la rotura. Solo lo
poseen los metales. El límite elástico debe ser menor que la cohesión del material

9. PROPIEDADES MECÁNICAS Y TÉCNICAS
El proceso y los productos de la tecnología
5.5.− Maleabilidad
Capacidad de los metales de deformarse plásticamente al someterlos a fuerzas de compresión (es decir a
formar láminas)
5.6.− Ductilidad
Capacidad de los metales de deformarse plásticamente al someterlos a fuerzas de tracción (es decir a
formar hilos)
5.7− Resistencia a la rotura
Carga máxima por unidad de superficie que destruye la cohesión y produce rotura. Varía con la modalidad
de aplicación de las cargas (en caliente, carga variable, permanente,…)Hay resistencia a la rotura por
tracción, compresión, torsión y cizallamiento.
5.8.− Tenacidad y fragilidad
Tenaces son los materiales que poseen elasticidad y plasticidad. Tenacidad es también la resistencia a la
rotura por choque, y expresa el trabajo desarrollado por un material en su proceso de deformación hasta
la rotura.
Son frágiles los que carecen de zona plástica. Un material frágil es poco tenaz pero puede ser muy
resistente

10. PROPIEDADES MECÁNICAS Y TÉCNICAS
El proceso y los productos de la tecnología
5.9.− Resilencia
Energía consumida en la rotura por choque de una probeta concreta con un péndulo
concreto. Se mide en kg/cm2 . A mayor tenacidad, mayor resilencia.
5.10.− Fluencia
Deformación lenta de los materiales al aplicarles cargas inferiores al límite elástico.
Aumenta con la carga y con la temperatura. A mayor temperatura de fusión, menos
fluencia.
El límite de fluencia es lo que resiste un metal en un intervalo de temperatura sin que
se rompa en un tiempo indefinido.
5.11− Fatiga
Desfallecimiento del metal al someterlo a esfuerzos alternados repetidos con cierta
frecuencia, pudiendo llegarse a fracturas con cargas inferiores al límite elástico si actúan
durante un tiempo suficiente.

11. PROPIEDADES QUÍMICAS
El proceso y los productos de la tecnología
6.1.− Oxidación metálica
Se debe a la acción conjunta del oxígeno y el calor. El oxígeno es muy activo,
con gran afinidad química por los metales, pero la combinación entre oxígeno
y metal no se produce fácilmente sin agentes que colaboren. El calor favorece
el proceso de oxidación ya que el oxígeno pasa a un estado atómico mucho
más activo.
6.2.− Corrosión metálica
Proceso provocado por fenómenos electroquímicos que se producen al
condensarse el vapor de agua sobre la superficie del metal. La corrosión se
produce por vía húmeda, mientras que la oxidación es por vía seca. Para que
se produzca la corrosión es imprescindible la presencia conjunta del oxígeno
como agente y del agua como medio.

12. TÉCNICAS DE MEDIDA Y ENSAYO DE
LAS PROPIEDADES
7.1.- Ensayo de tracción
Se realiza con probetas ( trozos de material
preparado) que se someten a tensiones
crecientes para averiguar su resistencia.
Se estira lentamente la probeta hasta la
rotura. La tensión que soporta la probeta es
igual a la carga que actúa por unidad de
sección.
Se recogen en un gráfico los valores
simultaneados de cargas y alargamientos, se
obtienen curvas como la de la figura, cuyo
estudio proporciona los siguientes datos:
Límite de elasticidad (Te): Es la tensión, más
allá de la cual, la probeta no recobra la
longitud primitiva. Te=FE/A0
Te= Tensión en el límite elástico en Kgf/mm2
FE= Fuerza en Kgf.
A0= Sección de la probeta en mm2

13. TÉCNICAS DE MEDIDA Y ENSAYO DE
LAS PROPIEDADES
Resistencia a la tracción (Tr): Es la tensión
máxima que aguanta la probeta durante el
ensayo. Tr=Fr/A0
Tr= En Kgf/mm2
Fr= Fuerza máxima que actúa sobre la
probeta en kgf.
A0= Sección de la probeta en mm2
Carga de rotura (Tu): Es la la carga con la que
se rompe el material. Tu=Fu/A0
Tu= En Kgf/mm2
Fu= Fuerza máxima que actúa sobre la
probeta en kgf.
A0= Sección de la probeta en mm2
La tensión también se representa con el
símbolo σ

14. TÉCNICAS DE MEDIDA Y ENSAYO DE
LAS PROPIEDADES
Alargamiento (δ): Es la longitud en que
aumenta la probeta al someterse a un
esfuerzo. δ=Lf-L0
Alargamiento unitario o Deformación
(ε):
El alargamiento unitario, o
deformación unitaria, se expresa en
tanto por uno referido a la longitud
inicial. ε=Lf-L0/L0
También se puede sacar de la relación
siguiente.ε =σ/E
Siendo E el módulo de Young o módulo
de elasticidad

15. TÉCNICAS DE MEDIDA Y ENSAYO DE
LAS PROPIEDADES
El módulo de Young o módulo elástico
longitudinal es un parámetro que
caracteriza el comportamiento de un
material elástico, según la dirección en
la que se aplica una fuerza. Este
comportamiento fue observado y
estudiado por el científico inglés
Thomas Young.
Para un material lineal e isótropo, el
módulo de Young tiene el mismo valor
para una tracción que para una
compresión, siendo una constante
independiente del esfuerzo siempre
que no exceda de un valor máximo
denominado límite elástico, y es
siempre mayor que cero: si se
tracciona una barra, aumenta de
longitud.

16. TÉCNICAS DE MEDIDA Y ENSAYO DE
LAS PROPIEDADES
7.2.- Ensayo de resilencia
Se realiza para conocer la tenacidad
del material frente a los esfuerzos
bruscos o choques violentos, y el
comportamiento de materiales con
entalladuras que sufren concentración
de esfuerzos.
En el ensayo se suele usar una
máquina denominada Péndulo de
Charpy. El ensayo nos da la resilencia,
y el valor obtenido solo es informativo
y comparativo.
Es un ensayo importante para conocer
el efecto de los tratamientos térmicos
a los que se someten algunos
materiales para mejorar sus
propiedades funcionales

17. TÉCNICAS DE MEDIDA Y ENSAYO DE
LAS PROPIEDADES
7.3.- Ensayo de dureza
7.3.1.- Ensayo Brinell: Es un ensayo
basado en la resistencia de penetración.
Una bola con un cierto diámetro se
oprime contra el material a ensayar con
una fuerza progresiva, hasta llegar a un
máximo. Se produce una huella en forma
de casquete esférico, tanto mayor cuanto
menos duro es el material.
La dureza Brinell se expresa por un
número, cuyo valor es :
HB=Carga de Ensayo/Superficie casquete
(kgf/mm2)
La designación de este ensayo se hace
escribiendo al número de dureza seguido
de las letras HB y de las características
del ensayo bola/carga/tiempo (110 HB
5/250/30).
Se pueden emplear varios penetradores
según el material, pero guardando una
relación constante entre la carga (P), y el
cuadrado del diámetro de la bola Q=P/D2
siendo Q la constante de ensayo.

18. TÉCNICAS DE MEDIDA Y ENSAYO DE
LAS PROPIEDADES
7.3.2.- Ensayo de Martens: A través del
esclerómetro de Martens se mide la
anchura de una raya producida en el
material mediante una punta de
diamante piramidal cargada con una
fuerza determinada y constante.
7.3.3.- Ensayo con lima: Se aplica una
lima fina al material, observando si
resbala fácilmente o arranca viruta.
7.3.4.- Ensayo Shore: En este ensayo
se mide la dureza por la altura de
rebote de una pequeña pesa, dejada
caer desde cierta altura.

19. TÉCNICAS DE MEDIDA Y ENSAYO DE
LAS PROPIEDADES
7.3.5.- Ensayo Vickers: Es similar al ensayo Brinell
pero con penetrador de diamante piramidal y las
cargas son más pequeñas. Se usa para piezas
delgadas y materiales muy duros
720 HV 30 carga en kgf
nº de dureza dureza Vickers
7.3.6.- Ensayo Rockwell: Permite conocer la dureza
más rápidamente que los métodos anteriores. El
penetrador puede ser un cono de diamante o una
bola, pudiéndose usar varias escalas según el tipo
de penetrador y la carga.
La dureza se mide en un reloj comparador
incorporado a un máquina. La máquina se
denomina durómetro.
720 HRB 150 carga total del ensayo
nº leido en el reloj HRC Bola
Cono
1. Se precarga con un peso (10 kgf) y se pone a
cero.
2. Se aplica la carga principal (10 + 140 kgf)
teniendo h2 = penetración máxima.
3. Se retira la carga principal, dejando la precarga de
10 kgf, retrocede la aguja y se lee HRC

20. TÉCNICAS DE MEDIDA Y ENSAYO DE LAS
PROPIEDADES
El proceso y los productos de la tecnología
7.4.- Ensayo de fatiga
7.4.1 Ensayo por flexión rotativa: Se usa una probeta cilíndrica sujeta por un extremo a un
mandril giratorio, mientras que en el otro actúa un apoyo cargado radialmente.
7.4.2 Ensayo por torsión: La probeta está empotrada por un extremo y en el otro se le aplica
una torsión alterna.
7.5.- Ensayo de compresión
Se estudia el comportamiento de un material sometido a un esfuerzo de compresión
progresivamente creciente, mediante una máquina universal. Hay que tener cuidado con la
colocación de la pieza, ya que la excentricidad de la carga puede falsear los resultados.
Se aplica el esfuerzo hasta la rotura o aplastamiento (según el material).
Del diagrama de compresión, que se obtiene de forma semejante al de tracción se consigue:
tensión unitaria de compresión, contracción total, contracción en %, contracción unitaria…
Las probetas son cilíndricas para los metales y cúbicas para los no metales. Se usa para
piedras, hormigón, fundiciones,…
7.6.- Ensayo de cizalladura
Se estudia el comportamiento de un material sometido a un esfuerzo cortante,
progresivamente creciente, hasta la rotura.
El diagrama de ensayo de cizalladura es similar al de tracción y compresión. Se usa para
chavetas, remaches, tornillos, pernos…

21. TÉCNICAS DE MEDIDA Y ENSAYO DE LAS
PROPIEDADES
El proceso y los productos de la tecnología
7.7.- Ensayos tecnológicos
Se reproduce a la escala conveniente las condiciones prácticas del fin al que se destina
el material cuyo comportamiento se estudia
7.7.1 Ensayo de plegado: Estudia la plasticidad de los metales doblando las probetas en
condiciones normalizadas y observando si aparecen grietas en la parte exterior de la
curva, donde los esfuerzos de tracción son elevados. El ensayo se realiza en frío o en
caliente. Las probetas son prismáticas, de sección rectángular, pulidas y la cara de
tracción tiene las aristas redondeadas. Las caras de la probeta, tras el ensayo, quedaran
en contacto, paralelas a una determinada distancia o bien formando un ángulo.
7.7.2 Ensayo de embutición: Se presiona un vástago sobre una chapa del material hasta
que aparece la primera grieta. El grado de embutición de la plancha es la penetración
en mm del punzón o vástago hasta la aparición de la primera grieta.
7.8.- Ensayo de defectos (no destructivos)
Descubren y localizan los defectos en la superficie o en el interior de los materiales sin
dañar ni dejar huella alguna, ya que se aplican a piezas terminadas. Son muy útiles y se
aplican extensiva y sistemáticamente, incluso para revisar piezas en servicio.
Pueden ser ensayos magnéticos, eléctricos, macroscópicos, electromagnéticos, sónicos,
ultrasónicos, por rayos X, etc

22. TIPOS DE ESFUERZOS