UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN -TARAPOTO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVILESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES

DOCENTE:

ING. HUGO SANCHEZ MERCADO

ALUMNO:

CODIGO:073161

SEMESTRE :2008 - II

GUILLERMO DAVILA ORBE

TARAPOTO-PERÚ2008

PROPIEDADES

DE LOS

MATERIALES

En nuestra carrera los materiales son parte fundamental de cualquier proyecto que deseemos ejecutar, puesto del uso que les demos dependen nuestras obras y construcciones.

Pero para poder utilizarlos adecuadamente debemos conocer sus propiedades, pues gracias a las propiedades que posean cada uno de ellos; podremos definir en cual y en que tipo de proyectos es favorable o recomendable su uso.

Es por eso que en el siguiente trabajo, he mencionado y definido algunas de esas propiedades con el fin de conocerlas y aprenderlas, pues gracias a su conocimiento podré en el futuro desarrollar y ejecutar proyectos de ingeniería.

Entre las propiedades fundamentales de los materiales tenemos:

1.- PROPIEDADES FISICAS

Dependen de la estructura y procesamiento del material. Describen características como color, conductividad eléctrica o térmica, magnetismo y comportamiento óptico, generalmente no se alteran por fuerza que actúan sobre el material.

Entre ellas tenemos:

Densidad.- Es la relación entre la masa de una cantidad de material y el volumen que ocupa. Así tenemos:

Unidades:

Peso específico.- Es la relación entre el peso de una cantidad de material y el volumen que ocupa. Así tenemos:

Unidades:

Porosidad.- Es la propiedad de los materiales que tienen espacios libres llamados poros entre sus moléculas; dejándose así atravesar por el aire, agua, calor, sonido, hasta microorganismos. Estos poros pueden ser visibles como en el caso de los corchos, esponjas o ladrillos ó pueden ser no visibles como en el caso de los vidrios y metales.

Compacidad.- Es la inversa de la porosidad. Se refiere al grado de densidad.

Hidroscopicidad.- Propiedad de absorber la humedad por capilaridad. Esta depende de la porosidad del material. Cuanto mayores son los poros menor es la capilaridad. Esta propiedad es la causante de muchas manchas en los muros y cielo rasos.

Permeabilidad.- Capacidad de ciertos materiales para dejarse atravesar por los Líquidos. Puede hacerse por capilaridad, por presión o por ambas cosas a la vez. La Cantidad de líquido que penetra en el cuerpo por capilaridad mide su capacidad de absorción y está vinculado con la porosidad. Depende de la cantidad, forma y grado de comunicación de los espacios vacios del material.

Impermeabilidad.- Es la inversa de la permeabilidad.

Además estas pueden dividirse en: eléctricas, térmicas, magnéticas y ópticas.

1.1 1.1 PROPIEDADES ELECTRICASPROPIEDADES ELECTRICAS

Se define en dos:

Conductor.- Material que facilita que pase la electricidad a través de su masa. Materiales nobles como el cobre.

Aislante.- Material por el cual no pasa la electricidad. Tienen que estar secos. El mas usado es el plástico, aunque también los vidrios, porcelanas, etc.

1.2. 1.2. PROPIEDADES TERMICASPROPIEDADES TERMICAS

Son aquellas que están relacionadas con la temperatura y que determinan el comportamiento del material en unas condiciones dadas:

Dilatación térmica.- Aumentan el tamaño (dilatan) al subir la temperatura. El origen en que al aumentar la temperatura, aumentan las vibraciones de las partículas y da mayor separación entre ellas.

Calor especifico.- Es la cantidad de energía calorífica que es preciso aportar para elevar su temperatura.

Temperatura de fusión: Al calentar un sólido, se amplia, dando la dilatación, pero si sigue aumentando llega a un punto en el que las vibraciones son tales que su estructura no se mantiene y se fusiona. A la temperatura en la que sucede esto se le llama temperatura de fusión, varía con la presión.

Difusión.- Son, los movimientos de los átomos de un sólido desde su posición de equilibrio hasta otras posiciones próximas. Esto se provoca por la agitación térmica de los átomos del mismo sólido. Esto quiere decir que cualquier tipo de átomo se reparte por igual por todo el sólido, con el paso del tiempo.

Cuando se aumenta la temperatura del sólido, se produce de una forma más fácil la difusión, puesto que este hecho constituye la agitación de los átomos del sólido.

Conductividad térmica.- La transmisión de calor por conducción se verifica a través de los cuerpos desde los puntos de mayor a menor temperatura, se debe al choque de partículas y átomos.La conductividad térmica depende de:

- La naturaleza de los cuerpos. - La fase en la que se encuentran. - La composición.

- La temperatura

1.3. 1.3. PROPIEDADES MAGNÉTICASPROPIEDADES MAGNÉTICAS

Por su comportamiento frente a un campo magnético, son:

o Materiales diamagnéticos se oponen al campo, así por dentro es débil. Como el bismuto, oro, plata.

o Materiales paramagnéticos en su interior el campo es mayor. Como el aluminio, paladio, oxígeno.

o Materiales ferromagnéticos al campo es mucho mayor y se utiliza como núcleo en transformadores y bobinas. Como el hierro, cobalto, níquel.

Q = m · C · ( T2 – T1)

1.4. 1.4. PROPIEDADES ÓPTICASPROPIEDADES ÓPTICAS

Al incidir luz sobre un cuerpo, parte de el se refleja, otra parte se difunde y parte le atraviesa, sufre un reflexión no especular en múltiples direcciones y la luz que sobra, la absorbe al cuerpo, aumentando su energía. El color de un cuerpo depende de la luz reflejada. Los cuerpos pueden ser:

o Opacos absorben o reflejan toda la luz, impidiendo que los traspase.o Transparentes transmiten la luz, permiten ver a través de ellos.o Translucidos dejan pasar la luz, pero no dejan ver los objetos a

través de ellos.

2.- PROPIEDADES MECANICAS

Describen la forma en que un material soporta fuerzas aplicadas, incluyendo fuerzas de tensión, compresión, impacto, cíclicas o de fatiga, o fuerzas a  altas temperaturas. A continuación, se definen las que mencionaremos más adelante:

- Tenacidad: Es la propiedad que tienen ciertos materiales de soportar, sin deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que se les apliquen. Ejemplo: el acero.

- Dureza: Es la resistencia que un material opone a la penetración. Ejemplo: el diamante.

- Fragilidad: Un material es frágil cuando se rompe fácilmente por la acción de  un choque. Ejemplo: el vidrio.

- Elasticidad: Consiste en  la capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que había determinado su deformación. Ejemplo: las gomas.

-ISOTROPÍA: Cuando la propiedad de elasticidad se manifiesta en igual medida, cualquiera sea la dirección en que se ha producido la deformación. Los materiales fundidos, tales como el acero se consideran isótropos.

-ANISOTROPÍA: Es la inversa de la isotropía. Si las condiciones de elasticidad varían según la dirección en que se produzcan las deformaciones, los cuerpos o materiales se califican como anisótropos

- Plasticidad: Aptitud de algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones permanentes, bajo  la acción de una presión o fuerza exterior, sin que se produzca rotura. Ejemplo: la arcilla fresca.

- Ductibilidad: Considerada una variante de la plasticidad, es la propiedad que poseen ciertos metales para poder estirarse en forma de hilos finos. Ejemplos: oro, plata, platino y el cobre.

- Maleabilidad: Otra variante de la plasticidad, consiste en la posibilidad de transformar algunos metales en láminas delgadas. Ejemplo: el oro y el aluminio.

Las anteriores propiedades mecánicas se valoran con exactitud mediante ensayos mecánicos:- Ensayo de tracción: Ofrece una idea aproximada de la tenacidad y elasticidad de un material.- Ensayos de dureza: Permiten conocer el grado de dureza del material.- Ensayos al choque: Su práctica permite conocer la fragilidad y tenacidad de un material.- Ensayos tecnológicos: Ponen de manifiesto las características de plasticidad que posee un material para proceder a su forja, doblado, embutido, etc.

3.- PROPIEDADES QUIMICAS

Uno de los factores que limitan la vida de un material es la alteración química que puede experimentar en procesos de oxidación o corrosión. Resulta imprescindible conocer las propiedades para poder determinar su mayor o menor tendencia a sufrir procesos de este tipo.

OXIDACIÓN.- OXIDACIÓN.- Es Es cuando un material se combina con el oxigeno, transformándose en óxido más o menos complejo . De forma esquemática.

El signo + que precede a la energía indica que es exotérmica, y transcurre hacia la formación del óxido. Si es endotérmica, para el signo menos, puede deducirse que es difícil de oxidar.

Material + Oxígeno Óxido del material ± Energía

CORROSIÓN.- CORROSIÓN.- Es cuando la oxidación se produce en un ambiente húmedo o con otra sustancia agresiva. Es más peligrosa para la vida de los materiales pues en un medio húmedo la capa de óxido no se deposita sobre el material, se disuelve .

La corrosión existe en determinados puntos del material, esto forma fisuras, que pueden producir una rotura por fatiga o una fractura frágil.

COMPOSICIÓN QUÍMICA: Su conocimiento es importante porque la presencia o ausencia de ciertos compuestos o elementos en los materiales puede definir algunas de sus características o propiedades.

ESTABILIDAD QUÍMICA: Interesa la resistencia que opone un material al ataque de los agentes agresivos que pudieran alterar sus propiedades.

4. PROPIEDADES TECNOLÓGICAS

Son las que permiten a los materiales recibir las formas requeridas para su empleo en construcción. Las operaciones tecnológicas fundamentales son: de separación; dan forma y tamaño cortando, separando o dividiendo el material, de agregación; consiste en la unión de materiales por medios físicos, químicos o mecánicos, de transformación; son las que modifican el material sin necesidad de agregados ni supresiones. Las propiedades son:

FORJABILIDAD: Calentar y dar forma a través de golpes. MALEABILIDAD: Posibilidad de reducir el material a láminas

delgadas.

DUCTIBILIDAD: Permite a los materiales estirarse, reduciéndose a hilos.

PLASTICIDAD: Capacidad de deformarse y retener la nueva forma permanentemente.

SOLDABILIDAD: permite vincular ciertos materiales por soldadura.

CLAVADO: permite el vínculo con clavos, ej: maderas

ENCOLADO: vínculo por pegado, en maderas y plásticos.

RIGIDEZ: Es la capacidad para resistir la deformación. Los materiales son tanto más rígidos cuanto menores sean las deformaciones producidas por un esfuerza dado.

DUREZA: Es la resistencia de un sólido a dejarse penetrar por otro poracción de una fuerza.

BIBLIOGRAFIA

PAGINAS WEB:

http://www.mailxmail.com/curso/excelencia/cienciamateriales

www.monografias.com

www.arqhys.com

www.wikipedia.org

www.rincondelvago.com

www.construmatica.com

www.amvediciones.com

PROPIEDADES GENERALES DE LOS

MATERIALES

I. PROPIEDADES FISICAS

a) Formas y Dimensiones:

Es la apariencia externa que presenta un material. En el caso de los minerales la

forma depende del orden métrico de una estructura interna obteniendo en éste

caso formas poliédricas, a las cuales se les denominan cristales.

Las diferentes formas cristalinas sirven para determinar las especies minerales.

Cuando la estructura interna de un mineral no está ordenado los minerales son

amorfos. En el caso de los agregados para concreto, las formas con

subredondeadas, redondeados, suangulosas dependiendo estos del choque o roce

de las partículas rocosas en los movimientos de turbulencia de las aguas de los

ríos que los transportan y después los depositan. Las formas agulosas de las

piedras y gravas que no han sufrido transporte, tienen mejor estabilidad en los

muros de rocas que los construyen para diversas obras.

Dimensiones:

Las dimensiones de los diferentes materiales varían de acuerdo al uso que se les

da, así cuando las gravas que se utilizan para el concreto armado son muy grande

se trituran hasta obtener el tamaño adecuado.

b) Porosidad:

Se llama porosidad de un material al % de vacíos o huecos que contiene.

c) Peso Específico:

Generalmente, puede definirse el peso específico absoluto de un cuerpo de

material homogéneo y continuo como:

£ = P ƒ = P Vol Vol

1. El peso específico de un cuerpo homogéneo es un peso por unidad de

volumen absoluta.

2. El peso específico de un material cualquiera es igual a la acción de la

gravedad multiplicada por la densidad absoluta del mismo material.

El concepto de Peso Específico relativo o simplemente Peso Específico es

utilizado a diario por el Ingeniero o el constructor para comparar el peso de

los distintos materiales de que puede disponer para un objetivo determinado.

Para determinar el Peso Específico, se emplean principalmente dos

materiales: el que utiliza la balanza hidrostática y el conocido con el nombre

de método del práctico.

d) Permeabilidad:

Es la propiedad de un material de dejar pasar un fluido, cuando se establece una

diferencia de presión entre sus caras.

La permeabilidad se mide por el llamado coeficiente de filtración “kf”, que

representa la cantidad de líquido que pasa por un cuerpo de espesor y superficie

dada en un tiempo que baja una presión determinada.

Se presenta en el caso de una obra que tenga contacto con el agua.

La solución para resolver los problemas de permeabilidad de los materiales de

construcción está en buscar materiales densos y compactos con poros densos,

cerrados y usándose complementariamente, capaz y productos

impermeabilizantes.

e) Capilaridad:

Es un fenómeno que se presenta en nuestra vida diaria y que tiene gran

importancia en el terreno de la ingeniería, principalmente en la consolidación de

los terrenos, tanto para cimentaciones como en terracerías en la permeabilidad de

los materiales, etc.

Es la materiales que presenta cuando se pone en contacto molecular de un

líquido con las de un sólido.

La capacidad está relacionada a la absorción, la cantidad de líquido que penetra

en el cuerpo por capilaridad mide el poder de absorción y está evidentemente

vinculada a la porosidad.

f) Hidrocopicidad:

Es la propiedad de los materiales porosos al absorber vapor agua a partir del aire

humedecido.

La hidrocopicidad influye negativamente en las propiedades de los materiales.

Bajo la resistencia mecánica, crece la conductividad térmica, aumenta el

volumen de los materiales, etc.

La hidrocopicidad es siempre menor que la porosidad.

II. PROPIEDAD TERMICA

a) Calor Específico:

Se define calor específico a una sustancia como la capacidad calorífica del

cuerpo por unidad de masa; también es la cavidad de calor necesario para elevar

en 1k la temperatura de 1 mol. Gramo de sustancia o material. El calor

específico en unidades de kilómetros o calorías grandel. El calor específico para

un mismo cuerpo varía según la temperatura que se considera para fines

prácticos de construcción puede adoptarse valores medios determinados

experimentalmente. En la mayor parte de los materiales sólidos se presenta

vibraciones reticulares a la temperatura ordinaria.

A las temperaturas muy bajas el calor específico disminuye por grados al

principio y luego tiende rápidamente a cero a medida que la temperatura se

acerca a Ok.

El calor específico a presión constante, Gp de una sustancia se define mediante

la ecuación:

El calor específico del agua es a 1col/gr. °C.

b) Dilatación:

Es el cuerpo sometido a un aumento de temperatura. El cuerpo sufre un

incremento en sus tres dimensiones, fenómeno que se conoce con el nombre de

dilatación y en los cuerpos sólidos pueden ser de tres clases:

• Dilatación Lineal

• Dilatación Cúbica

• Dilatación Superficial

• Dilatación Lineal:

O sea en una sola dirección por ej. El aumento de longitud que sufre una

barra de hierro, cuando se calienta.

• Dilatación Cúbica:

O de volumen que afecta al volumen del cuerpo

• Dilatación Superficial:

O de superficie que afecta el área del cuerpo (material).

El conocimiento de la magnitud de la dilatación de los materiales es importante

porque es necesario prever el libre juego de las estructuras al dilatarse o

contraerse por las variaciones de temperatura a los efectos que puede originar la

impersibilidad de deformarse libremente o la aislación térmica necesaria

tendiente a evitar la dilatación.

La dilatación interesa principalmente en el terreno ingenieríl, en los sólidos y es

de gran importancia conocerlo, ya que en las estructuras metálicas es factor

importantísimo evitar trastornos serios en el conjunto estructural

La dilatación lineal que sufren los cuerpos sólidos al experimentar un aumento

de temperatura nos lo da el perímetro de cuadrante.

• Coeficiente de Dilatación Lineal:

Llámese coeficiente de dilatación lineal de una sustancia cuando su

temperatura se eleva a un grado.

• Coeficiente de Dilatación Superficial:

Se llama así al aumento que sufre la unidad superficial de una sustancia.

• Coeficiente de Dilatación Cúbica:

Se llama así al elemento del volumen de la sustancia al incrementarse su

temperatura en grados.

MATERIALES DILATACION

Lineal (c)

DILATACION

Superficial(c)

DILATACION

Volumétrica (c)

Metales y aleaciones:FundiciónCobreLatonPlataHierro DulceAcero no templadoAcero templadoZincEstañoNiquelPlomoZinc laminadoHierro forjadoAluminio

Materiales de ConstrucciónConcretoMampostería de tabiqueMampostería de piedra labradaMármolPiedra a reniscaPiedra calcareaMadera de pino (perpendicular A la fibra)Madera de roble (perpendicular A la fibra)Madera de pino (normal a la Fibra)Madera de roble (normal a la Fibra)

0.000011110.000017190.000018670.000019180.000012350.000010780.000012640.000029410.000022140.000012600.00002860.000093110.00001200.0000231

0.000011150.0000560.00000630.0000100.0000110.000006

0.000003

0.0000049

0.000058

0.000054

0.000022210.000034380.000037330.000038160.000024700.000021560.000025260.000058820.000044280.000025200.00005720.00006220.0000240.0000452

0.000023300.00001100.00001260.0000200.0000220.000016

0.0000074

0.0000098

0.000115

0.000108

0.000033300.000051550.000056020.000057240.000037040.000032350.000037910.000033250.000056420.000037810.00008580.00009330.00003600.0000693

0.000033460.00001650.00001990.0000300.0000330.000024

0.0000111

0.0000147

0.0000174

0.0000162

c) Transmisión del Calor:

El calor se propaga en los cuerpos desde partes calientes a los más fríos y esa

propagación se hace en el interior de los cuerpos es decir por transmisión de

molécula existen algunos materiales que son buenos conductores del calor como

el hierro y la madera.

Es importante esta propiedad para saber cuanto calor puede transmitirse dentro

de un determinado material o o estructura para controlar la trasmisión del calor o

mantener la temperatura dentro de ciertos límites previamente establecidos.

Formas de propagación del calor

. Por conducción.- Cuando el material se transmite en un material continuo

entre dos puntos de diferentes temperaturas.

. Por convexion.- Cuando la propagación se realiza a través de fluidos

acompañado con movimiento real de la sustancia de las partes calientes a las

partes frías.

. Por radiación.- Cuando se produce sin la intervención de los medios

materiales. Se refiere a la emisión continua de energía desde la superficie de los

cuerpos. Se propagan por medio de las radiaciones electromagnéticas.

d) Reflexión del calor.- Los cuerpos siguen la permeabilidad al calor se puede

calificar en atérmicas y diatérmicas.

1. Cuerpos Atérmicos:

Son aquellos que aumentan de temperatura cuando el flujo de energía

calorífica radiante los atraviesa, o sea son impermeables en mayor o menor

grado de los radiaciones caloríficas.

Por una fuente de calor choca con un cuerpo pos-térmico se produce un

proceso de absorción y recepción.

La energía absorbida se transforma en calor y aumenta la temperatura del

cuerpo mientras que la energía reflejada no lo modifica salvo el hecho de

convertirla a su vez de radiación calorífica reflejada.

El conocimiento de poder reflejante y de absorción permite regular la

cantidad de calor que absorbe una estructura al estar expuesta a la radiación

de una fuente de calor (sol).

El calor y superficies de los cuerpos influyen en la capacidad reflejando y

absorviente, las mayores absorciones ocurren con el color negro y las

mayores reflexiones con el color blanco.

III. PROPIEDADES ACUSTICAS:

a) Transmisión y Reflexión del Sonido:

El sonido se origina por vibraciones de frecuencias relativamente bajos y puede

propagarse por el aire por los cuerpos.

El sonido al igual que la radiación calorifica al chocar con un cuerpo puede ser

reflejada, absorbida o ambas cosas a la vez.

La capacidad de absorber y aislar el sonido es una propiedad muy importante de

los materiales los cuales están relacionada con la porosidad.

b) Aislamiento al Sonido y Fluidos

Los aislamientos de sonidos y fluidos se reducen empleando material adecuado

que satisfaga estos requisitos.

Conocidos de los coeficientes de transmisión del sonido o fluidos de los

diferentes materiales forman las superficies de una ambiente cualquiera es

posible calcular la disminución de dicho sonido o ruidos o viceversa conociendo

los niveles requeridos de sonidos o ruidos se pueden determinar tipos y

espesores de muros, techos, puertas, ventanas, pisos, etc. necesarios para cumplir

este requisito.

La intensidad de los sonidos se mide por la energía transmitida en un segundo a

través de una superficie de área unitaria y normal a la dirección de la onda

sonora.

IV. PROPIEDADES OPTICAS:

a) Color:

El color es interesante como componente arquitectónico del diseño de las

estructuras es usado como elementos decorativos paralelo tanto reviste especial

importancia.

b) Reflexión a la Luz:

La luz al igual que el calor y el sonido es un fenómeno bibratorio pero de

frecuencias y velocidades mucho mayores.

La energía luminosa bibratoria al chocar con un cuerpo puede ser reflejada o

absorbida.

El estudio del poder reflejante tiene interés en algunos aspectos decorativos y

donde adquiere verdadera importancia es en luminotécnica de los ambientes y en

el diseño de construcción de aparatos, artefactos o dispositivos de iluminación

en superficies reflejantes.

TRANSMISIÓN DE LA LUZ:

Se estudia especialmente la cantidad de la luz que pasa la modificación de su

composición y la dirección en el ambiente de la luz que pasa.

V. PROPIEDADES QUIMICAS:

a) Composición Química:

Tiene mucha importancia puesto que la ausencia de ciertos elementos o la

presencia de otros elementos o la presencia de otros elementos en la

composición química los materiales pueden cambiar las característica,

propiedades en función de las condiciones de fabricación.

b) Estabilidad Química:

Es importante la resistencia del material de agentes agresivos que pueden alterar

sus propiedades tal como su resistencia durabilidad de ajuste, color, etc.

VI. PROPIEDADES MECANICAS:

a) Dureza (cuerpos sólidos)

Se le conoce como la resistencia que un cuerpo opone a dejarse rayar o penetrar

por otro. En la resistencia que un cuerpo opone a su cambio de forma cuando se

halla en contacto con una superficie genérico sometida a una carga exterior.

Kick, dice que la dureza es proporcional a la resistencia al esfuerzo constante y

que puede ser medida por ella.

La dureza es la resistencia al esfuerzo constante.

Deberá tenerse en cuenta que no cabe medir la dureza absoluta y que su medida

solo puede arrojar valores relativas, que exigen, cuando pretenden compararse.

• Uno de los sistemas más conocidos para la comparación de la dureza en la

escala de MOHS, la cual está representado por la siguientes.

1. Talco

2. Yeso

3. Calcita

4. Fluorita

5. Apatiíta

6. Ortoza

7. Cuarzo

8. Topacio

9. Corindón

10. Diamante.

b) Resistencia Mecánica:

Es la propiedad de los materiales a oponerse a que sea deformado por acción de

las fuerzas exteriores aplicadas y otros factores.

Si las moléculas exteriores que actúan en un cuerpo u incrementan

sucesivamente el cuerpo termina por romperse, llegando al que se denomina

“Limite de Ruptura”. La resistencia a una ruptura depende de la clase del

material de que se trata y además del Area de la reacción transversal existente.

Las cargas producen efectos sobre los cuerpos que se denominan tensiones que

pueden ser fracción, comprensión, flexión, cortante torsión, impacto.

La resistencia depende de la porosidad. Los metales por ser materiales

compactos tiene alta resistencia ®.

R = F A

1) Resistencia a la Tracción:

Cuando las fuerzas aplicadas a un cuerpo tienden por producir alargamientos

en las fibras del cuerpo; se dice que está sometido a un esfuerzo de tracción.

2) Resistencia a la Comprensión:

Consiste en la aplicación de cargas sobre los elementos estructurales y que se

va incrementando paulatinamente.

3) Resistencia a la Flexión:

Consiste en someter al elemento estructural a una carga peprpendicular a la

longitud del elemento.

c) Elasticidad:

Es la propiedad de los cuerpos de recuperar su forma y dimensiones cuando la

fuerza aplicada deja de actuar.

• Depende de la naturaleza del material

• Depende de la magnitud de la fuerza

• Depende de la historia del material

Limite Elástico:

Es el esfuerzo máximo que puede soportar un material sin sufrir deformación

permanente.

d) Plasticidad:

Es la propiedad de los materiales de experimentar y mantener la deformación

permanente después de desaparecer la carga. Es decir, cuando al crear las fuerzas

que actúan sobre el cuerpo este no recupera su forma o dimensiones originales.

e) Tenacidad:

Es la propiedad de los materiales de admitir una deformación considerable antes

de reponerse. Son tenaces los materiales en los que el límite elástico y el de

ruptura están muy separados entre si en los que se produce una deformación

considerable entre ambos límites.

La tenacidad y la fragilidad son dos propiedades opuestas.

f) Rigidez:

Un cuerpo es perfectamente rígido si la distancia entre dos puntos no varía

cuando se le aplica un sistema de cargas.

g) Isotropía:

Es una propiedad de los materiales que está relacionado con la elasticidad. Es la

propiedad en la cual las condiciones o características de elasticidad se manifiesta

en igual medida en cualquier dirección donde se presente la deformación.

h) Fluencia:

Cuando el concreto es sometido a una carga primero sufre una deformación

elástica de aquel. Sin embargo, cuando las cargas permanecen en el mismo sitio

en forma gradual con el tiempo. Estas deformaciones son condición de carga

recibe el nombre de fluencia o flujo plástico.

El fenómeno prosigue durante un periodo de tiempo indefinido incluso se han

realizado cuantificaciones durante lapsos de más de 10 años, no obstante el ritmo

de influencia es cada vez más lento y va aproximadamente a un valor limite. Al

parecer, la magnitud de influencia alcanza estando al límite, es igual a tres veces

la magnitud de la deformación elástica. En general mas del 50% demuestran

fluencia, último ocurre durante los primeros tres meses después de la aplicación

de la carga. Luego de la retira dicha carga se produce una inmediata

recuperación elástica, a la que sigue una recuperación plástica de menor

magnitud que la fluencia ocurrida.

VII. CONCLUSIONES

• Todos los materiales parecen propiedades determinantes, pero cada uno con

diferente capacidad frente a estas propiedades.

• Muchas de las propiedades están relativamente vinculadas así como por

ejemplos: la permeabilidad y la hidrocapacidad dependen de la porosidad.

• Los materiales más resistentes con aquellos que poseen menos cantidad de

poros como el fierro.

VIII. RECOMENDACIONES:

Se debe conocer perfectamente las propiedades de un material, sobre todo su

capacidad de resistencia para ser empleado adecuadamente en las obras de

ingeniería.

Al realizar las obras debe tener en cuenta, evitar en lo posible materiales

permeables debido a la gran capacidad de erosión y destrucción del agua.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Los materiales se clasifican generalmente en cinco grupos: metales cerámicos , polímeros, semiconductores y materiales compuestos. Los materiales de cada uno de estos grupos poseen estructuras y propiedades distintas.

MetalesTienen como característica una buena conductividad eléctrica y térmica, alta resistencia, rigidez, ductilidad.Las aleaciones conceden alguna propiedad particularmente deseable en mayor proporción o permiten una mejor combinación de propiedades.

Cerámicos

Tienen baja conductividad eléctrica y térmica y son usados a menudo como aislantes. Son fuertes y duros, aunque frágiles y quebradizos. Nuevas técnicas de procesos consiguen que los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga. Dentro de este grupo de materiales se encuentran : el ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos.

Polímeros

Son grandes estructuras moleculares creadas s partir de moléculas orgánicas. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica, resistencia y debe evitarse su uso a temperaturas elevadas. Los polímeros termoplásticos, en los que las cadenas moleculares no están conectadas de manera rígida tienen buena ductibilidad y conformabilidad; en cambio, los polímeros termoestables son más resistentes, a pesar de que sus cadenas moleculares fuertemente enlazadas los hacen más frágiles. Tienen múltiples aplicaciones, entre ellas en dispositivos electrónicos.

Semiconductores

Su conductividad puede controlarse para su uso en dispositivos electrónicos. Son muy frágiles.

Materiales compuestos

Están formados a partir de dos o más materiales de distinto grupos, produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de los materiales de forma individual.

De los elementos que figuran en la tabla periódica, alrededor de 80 pueden ser clasificados como metales. Todos ellos tienen en común que sus electrones más extremos en un átomo son cedidos fácilmente. Esta característica es la causa de su conductividad, tanto eléctrica como térmica, de su brillo y ,maleabilidadEl uso de metales puros es limitado, pues son blandos o tienden a corroerse. Sin embargo, toleran un considerable cantidad de elementos en estado sólido o líquido. Así, la mayor parte de los metálicos comúnmente usados son mezclas de dos o más metales elementales. Es posible realizar de varias maneras, pero casi siempre se obtienen por la unión de metales por arriba de su punto de fusión. Esa mezcla sólida de metales o metaloides se denomina aleación.Cada clase contiene series de materiales caracterizados por una aplicación común, a su vez, cada serie se divide en grupos de materiales con características afines y específicas. Y el grupo esta compuesto por individuos que indican un tipo definido del material considerado. Así, la identificación de un producto determinado depende de la indicación:Clase-Serie-Grupo-Individuo

Aleaciones FérreasSon las sustancias férreas que han sufrido un proceso metalúrgico. También llamados productos siderúrgicos, pueden clasificarse en : Hierros. Aceros. Fundiciones. Aleaciones férreas especiales. Conglomerados férreos.De todos estos productos siderúrgicos, son los aceros y las fundiciones los empleados por excelencia en la fabricación mecánica y ya en menor proporción, los conglomerados no férreos.

HierroSe aplica a los hierros que son productos siderúrgicos de los que, solamente con carácter de impurezas pueden formar parte de otros elementos.El hierro puro carece de una gran variedad de usos industriales debido a sus bajas características mecánicas y la dificultad de su obtención. Encuentra aplicaciones en la industria eléctrica dadas sus cualidades de permeabilidad magnética.Para conocer la constitución y el comportamiento de un determinado material, no suele ser suficiente con el reconocimiento visual o por medio de los sentidos. Habitualmente es necesario someterlo a procedimientos más complejos de observación denominados ensayos.A partir de ellos podemos determinar las propiedades de los materiales, que se agrupan en tres grandes categorías: propiedades físicas, propiedades químicas y propiedades mecánicas.Las propiedades físicas son la extensión y la impenetrabilidad, que son atributos propios del material. Otras se derivan del comportamiento de éste bajo la acción de agentes físicos externos como el calor, la electricidad, el magnetismo o la luz.Las propiedades químicas son la oxidación y la corrosión, sobre todo en los metales. El resto se relaciona con los procedimientos de obtención y los tratamientos superficiales.Las propiedades mecánicas de los materiales frente a determinadas acciones mecánicas exteriores, como fuerzas o desplazamientos. Las principales son: cohesión, dureza, elasticidad, plasticidad, ductilidad, maleabilidad, tenacidad, fragilidad, fatiga y resiliencia

.CohesiónEs la resistencia que oponen las moléculas de los materiales a separarse unas de otras.

DurezaEs la resistencia que opone un cuerpo de recobrar su forma primitiva cuando cesa la causa que lo deforma. Los materiales poseen un límite de elasticidad, a partir del cual las deformaciones producidas son permanentes.

PlasticidadEs la capacidad que tienen algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones permanentes sin llegar a la rotura.

DuctilidadEs la capacidad que poseen ciertos materiales de poder deformarse plásticamente y extenderse en forma de hilos cuando son sometidos a esfuerzos de tracción.Los materiales dúctiles más típicos son el cobre, el aluminio, el oro y el volframio.

MaleabilidadEs la capacidad de algunos materiales de poder deformarse plásticamente y extenderse en forma de láminas cuando son sometidas a esfuerzos de compresión.

TenacidadEs la capacidad de absorber energía frente a esfuerzos bruscos exteriores antes de romperse o deformarse.Un material es tenaz cuando resulta ser elástico y plástico a la vez.

FragilidadEs la cualidad contraria a la tenacidad.El diamante y el vidrio ordinario son materiales frágiles.

FatigaEs la resistencia a la rotura por un esfuerzo de magnitud o sentido variables.

ResilienciaEs la capacidad de un material de absorber energía en la zona elástica al someterlo a un esfuerzo de rotura.

Materiales cerámicosConstituyen un amplio grupo en el que se incluyen las arcillas, y sus derivados, los cementos y los hormigones.Tradicionalmente se han utilizado como materiales de construcción pero el desarrollo tecnológico actual ha determinado la aparición de nuevos materiales cerámicos, tanto puros como mezclados con óxidos metálicos y compuestos de carbono, que pueden aplicarse a otros ámbitos, además del tradicional de la construcción.Entre los metales cerámicos puros destacan el óxido de aluminio, el nitruro de silicio y el carburo de tungsteno.Estos materiales presentan una estructura atómica formada por enlaces híbridos iónico-covalentes que posibilitan una gran estabilidad de sus electrones y les confieren propiedades específicas como la dureza, la rigidez y un elevado punto de fusión.

Sin embargo, su estructura reticular tiene menos electrones libres que la de los metales, por lo que resultan menos elásticos y tenaces que éstos. Según su micro estructura, podemos clasificarlos en: cerámicos cristalinos, cerámicos no cristalinos o vidrios y Vitro cerámicos.Cerámicos cristalinosSe obtienen a partir de sílice fundida. Tanto el proceso de fusión como el de solidificación posterior son lentos, lo que permite a los átomos ordenarse en cristales regulares. Presentan una gran resistencia mecánica y soportan altas temperaturas, superiores a la de reblandecimiento de la mayoría de los vidrios refractarios.Cerámicos no cristalinosSe obtienen también a partir de sílice pero, en este caso, el proceso de enfriamiento es rápido, lo que impide el proceso de cristalización. El sólido es amorfo, ya que los átomos no se ordenan de ningún modo preestablecidos.Vitro cerámicosSe fabrican a partir de silicatos de aluminio, litio y magnesio con un proceso de enfriamiento también rápido. Químicamente son similares a los vidrios convencionales, pero la mayor complejidad de sus moléculas determina la aparición de microcristales que les confieren mayor resistencia mecánica y muy baja dilatación térmica.

Propiedades y aplicacionesLos materiales cerámicos se caracterizan por la s siguientes propiedades:

Son muy duros y presentan una gran resistencia mecánica al rozamiento, al desgaste y a la cizalladucha.

Son capaces de soportar altas temperaturas Tienen gran estabilidad química y son resistentes a la corrosión Poseen una amplia gama de cualidades eléctricas.

Los materiales cerámicos son materiales ligeros. Su densidad varía según el tipo de cerámica y el grado de compacidad que presenten..Son mucho más duros que los metales. A diferencia de éstos, se trata de materiales relativamente frágiles, ya que los enlaces iónico-covalentes.Su fragilidad es muy baja y las fracturas se propagan de manera irreversible.Para mejorar sus propiedades, se han desarrollado materiales híbridos o compositores. Estos compuestos constan de una matriz de fibra de vidrio, de un polímero plástico o, incluso, de fibras cerámicas inmersos en el material cerámico, con lo que se consigue que el material posea elasticidad y tenacidad, y, por tanto, resistencia a la rotura.Los materiales cerámicos también se utilizan en la fabricación de otros materiales híbridos denominados cermet, abreviatura de la expresión inglesa ceramic metals, compuestos principalmente de óxido de aluminio, dióxido de silicio y metales como el cobalto, el cromo y el hierro.Para obtenerlos, se emplean dos técnicas: el sintetizado y el fritado.El sintetizado consiste en compactar los polvos metálicos cuando presentan dificultad para ser aleados. El proceso sería: triturar y moler el material hasta convertirlo en polvo, someterlo a un proceso de recocido, prensarlo a una presión y finalmente someterlo a tostación a temperatura inferior a la de su punto de fusión.El fritado consiste en someter el polvo metálico junto al material cerámico a una compresión dentro de un horno eléctrico para obtener una aleación. Primero se somete la mezcla a un caldeo dentro del molde y después se somete a presión, pero siempre a una temperatura inferior a la de los metales de la aleación. Se consigue una masa metálica, rígida y compacta que se emplea en la fabricación de piezas mecánicas.

Resistencia a la temperaturaEsta propiedad se fundamenta en tres características de los materiales cerámicos: elevado punto de fusión, bajo coeficiente de dilatación y baja conductividad térmica.*Su elevado punto de fusión supera el de todos los metales, si exceptuamos el volframio.*Su bajo coeficiente de dilatación los hace particularmente resistentes a los choques térmicos. Otros materiales, en esta circunstancia, experimenta cambios de volumen que determinan la aparición de gritas y su posterior rotura.* Su baja conductividad térmica permite su empleo como aislantes.Resistencia a los agentes químicosLa estructura atómica de los materiales cerámicos es la responsable de su gran estabilidad química, que se manifiesta en su resistencia a la degradación ambiental y a los agentes químicos.Las aplicaciones de los diferentes tipos de materiales dependen de su estructura y de los agentes químicos a que vayan ser sometidos.La alúmina de elevada pureza se emplea en prótesis o implantes óseos o dentales por su resistencia al desgaste y a la corrosión, y su gran estabilidad a lo largo del tiempo.El grafito, el carburo de silicio y los cementados se utilizan en la industria para diferentes aplicaciones, dependiendo del fluido al que han de estar expuestos.Pueden emplearse en conducciones, componentes de tuberías y válvulas. De forma mas restrictiva, pueden utilizarse para fabricar el revestimiento interno de crisoles y contenedores de metales fundidos, ya que, además de soportar sus elevadas temperaturas, no les afecta la corrosión.Sin embargo, conviene distinguir entre los metales de bajo punto de fusión, como el estaño o el plomo, y los de elevado punto de fusión. ara esto0s últimos, de elevada reactividad, es necesario elegir cuidadosamente el revestimiento.Se utilizan materiales cuando éstos han de entrar en contacto con productos químicos. sí, los fabricados a base de óxidos de magnesio soportan bien las bases, pero son atacado por los ácidos; el dióxido de silicio resiste los ácidos, pero estacado por las bases. Como solución intermedia, el nitruro de silicio presenta buena resistencia a ambos agentes químicos.Los materiales cerámicos carentes de óxidos, como el nitruro de boro suelen presentar un buen comportamiento frente a los gases calientes y los vapores.Cualidades eléctricasLa estructura cristalina de los materiales cerámicos permite dotarlos de cualidades muy diversas.

Las cerámicas terrosas naturales, como la arcilla, el talco, el feldespato o el pedernal, bien molidas de impurezas, se emplean para la fabricación de aislantes eléctricos en resistencias.

A partir de estas cerámicas naturales y mediante un proceso de cocción hasta llegar a la vitrificación, puede obtenerse porcelana eléctrica. Se utiliza como aislante de resistencias

Como materiales semiconductores se emplean óxidos cuya estructura cristalina, tomando como base el silicio, se impurifica con materiales como aluminio, galio, indio, fósforo, arsénico antimonio, etc...

Las ferritas están compuestas básicamente por óxidos de hierros, a los que se añade níquel, cobalto o magnesio. Se obtienen por sinterización y se emplean en la fabricación de imágenes por sus `propiedades magnéticas. No obstante, conviene distinguir ferritas blandas y ferritas duras.

Las ferritas blandas pueden usarse en la fabricación de electroimanes porque se desmagnetizan de inmediato. Las ferritas duras mantienen las propiedades magnéticas a lo largo del tiempo y se utilizan para fabricar imanes permanentes.

La ventaja fundamental respecto a los imanes metálicos radica en su baja conductividad eléctrica, que impide la propagación de corrientes inducidas.