Propiedades de los materiales técnicos, para la asignatura de Tecnología Industrial II

1. Propiedades
Tecnología Industrial II

2. Índice
Clasificación de las propiedades
Propiedades mecánicas
Ensayos
Ensayo de tracción
Ley de Hooke
Ensayos de dureza
Escalas Brinnell, Vickers y Rockwell
Ensayo de resiliencia
Ensayo de fatiga

3. Clasificación de las propiedades
Químicas: reactividad, resistencia a la corrosión,...
Físicas: color, densidad,...
Decorativas
Mecánicas: relacionadas con la aplicación técnica del
material

4. Propiedades mecánicas
Cohesión: resistencia a la separación de los átomos o
moléculas de un material
Elasticidad: capacidad de recuperar la
forma inicial tras una deformación
(antónimo: rigidez)
Plasticidad: capacidad de
quedar deformado

Maleabilidad

Ductilidad

5. Propiedades mecánicas II
Dureza: resistencia a ser rayado
o penetrado
Tenacidad: capacidad de absorber
golpes sin romperse (antónimo:
fragilidad)
Resistencia a fatiga: capacidad de
soportar deformaciones repetidas
sin romperse

6. Tipos de ensayos
Por su rigor:
ensayos científicos
ensayos técnicos
Por conservación del material: destructivos
no destructivos
Por el método usado: químicos
físicos
metalográficos
mecánicos

7. Ensayo de
tracción

8. Ensayo de tracción
Estirar de los extremos de una barra o probeta
Medir la fuerza aplicada
Medir el alargamiento
Pulsa para ver la animación

9. Ensayo de tracción
Estirar de los extremos de una barra o probeta
Medir la fuerza aplicada
Medir el alargamiento
LE: Límite elástico
LF: Límite de fluencia
LR: Límite de rotura

10. Ensayo de tracción: valores
Esfuerzo
F
σ=
S
Deformación unitaria
∆
ε=
0
Elongación
ε ·100%

11. Ley de Hooke
En la zona elástica:
σ = E·ε
E = Módulo de Young

12. Coeficiente de seguridad
Esfuerzo de trabajo:
LE
σT =
n

13. Ensayos de dureza

14. Escala de Mohs
Rayar la superficie de un material con otro de referencia
H1 Talco
H6 Ortosa
H2 Yeso
H7 Cuarzo
H3 Calcita
H8 Topacio
H4 Fluorita
H9 Corindón
H5 Apatito
H10 Diamante

15. Escala de Mohs
Valores típicos:
La uña del dedo (H = 2.5)
Una moneda de cobre (H = 3)
Una pieza de acero (H = 5) Un fragmento de vidrio (H = 5.5)
Inconvenientes:
Escala no lineal con los
valores

16. Ensayo Brinell

Aplicar fuerza sobre una esfera

Mantener la fuerza un tiempo

Medir el diámetro de la huella
F = k ·D
d
Pulsa para ver la animación
2

17. Escala Brinell

Calcular la profundidad
f
D− D −d
f =
2
2

2
Calcular la superficie de la huella
S = π ·D· f

Calcular el esfuerzo soportado por el material
F
σ=
S

18. Escala Brinell
100 HB 5 250 30
Esfuerzo (kp/mm2)
Tiempo (s)
Fuerza (kp)
Diámetro de la bola (mm)
Hardness Brinell

19. Ensayo Vickers

Aplicar fuerza sobre una pirámide de ángulo 136°

Mantener la fuerza un tiempo

Medir el tamaño de la huella

Calcular el esfuerzo
d
Pulsa para ver la animación

20. Escala Vickers
= d

Calcular el lado

Calcular la altura del triángulo
2

h=
2·sen68°

Calcular la superficie de la huella
2
1
d
S = ··h =
2
2·sen68°

Calcular el esfuerzo soportado por el material
F
σ=
S

21. Escala Vickers
700 HV 30
Esfuerzo (kp/mm2)
Fuerza (kp)
Hardness Vickers

22. Ensayos Rockwell

Penetrador:
bola (Rockwell B)
pirámide (Rockwell C)

Precarga de 10 kp

Carga: 100 kp (Rockwell B)
150 kp (Rockwell C)

Eliminar la carga adicional

Medir la deformación
d
Pulsa para ver la animación

23. Escala Rockwell

Calcular la regla de tres:
0 ,002 mm  1 unidad Rockwell
→
d mm  e unidades Rockwell
→

Obtener la dureza:
HRB = 130 − e
HRC = 100 − e

24. Escala Rockwell
70 HRC
Dureza
Ensayo C
Hardness Rockwell

25. Ensayo de
resiliencia

26. Ensayo de resiliencia
• Probeta de sección cuadrada 10x10mm
• Entalla de 2 mm
• Péndulo cayendo desde 1 m
KVC =
E P FINAL − E P INICIAL
S

27. Ensayo de fatiga

28. Ensayo de fatiga

Esfuerzo aplicado de forma repetitiva

Rotura por fatiga

29. FIN
José Ramón López - 2013