Ensayos de dureza y tracciòn

Apunte de Materiales

Característica generales

Materiales: podríamos definir rápidamente diciendo que es toda “cosa” compuesta por materia.

La materia se encuentra formada por moléculas éstas se encuentran animadas de movimiento, el cual cambia constantemente de dirección y velocidad cuando chocan o bajo el influjo de otras interacciones físicas. Debido a este movimientopresentan energía cinética que tiende a separarlas, pero también tienen una energía potencial que tiende a juntarlas. Por lo tanto el estado físico de una sustancia puede ser:
• Sólido: si la energía cinética es menor que la potencial.
• Líquido: si la energía cinética y potencial son aproximadamente iguales.
• Gaseoso: si la energía cinética es mayor que la potencial.
• Plasma: si laenergía cinética es tal que los electrones tienen una energía total positiva.

Estructuras moleculares de los materiales

Todos los materiales están integrados por átomos los que se organizan de diferentes maneras, dependiendo del material que se trate y el estado en el que se encuentra. Cuando un material se encuentra en forma de gas, sus átomos están más dispersos o desordenados (a unamayor distancia uno de otro) en comparación con los átomos de ese mismo material pero en estado líquido o sólido. Existen materiales en los que sus átomos siempre están en desorden o desaliniados aún en su estado sólido, a estos materiales se les llama materiales amorfos, un ejemplo es el vidrio, al que se considera como un líquido solidificado.
En el caso de los metales, cuando estos están ensu estado sólido, sus átomos se alinean de manera regular en forma de mallas tridimensionales. Estas mallas pueden ser identificadas fácilmente por sus propiedades químicas, físicas o por medio de los rayos X. Cuando un material cambia de tipo de malla al modificar su temperatura, se dice que es un material polimorfo o alotrópico.
Cada tipo de malla en los metales da diferentespropiedades, no obstante que se trata del mismo material, así por ejemplo en el caso del hierro aleado con el carbono, se pueden encontrar tres diferentes tipos de mallas: la malla cúbica de cuerpo centrado, la malla cúbica de cara centrada y la malla hexagonal compacta. Cada una de estas estructuras atómicas tienen diferentes números de átomos, como se puede ver en las siguientes figuras.

|Malla cúbicade cuerpo centrado| |Malla cúbica de cara centrada | |Malla hexagonal compacta |
|[pic] | |[pic] | |[pic] |

La malla cúbica de cuerpo de cuerpo centrado. Es la estructura que tiene el hierro a temperatura ambiente, se conoce como hierro alfa.Tiene átomos en cada uno de los vértices del cubo que integra a su estructura y un átomo en el centro. También se encuentran con esta estructura el cromo, el molibdeno y el tungsteno.
La malla cúbica de cara centrada aparece en el hierro cuando su temperatura se eleva a aproximadamente  a 910ºC, se conoce como hierro gamma. Tiene átomos en los vértices y en cada una de sus caras, su cambioes notado además de por los rayos X por la modificación de sus propiedades eléctricas, por la absorción de calor y por las distancias intermoleculares. A temperatura elevada el aluminio, la plata, el cobre, el oro, el níquel, el plomo y el platino son algunos de los metales que tienen esta estructura de malla.
La malla hexagonal compacta se encuentra en metales como el berilio, cadmio,magnesio, y titanio. Es una estructura que no permite la maleabilidad y la ductilidad, es frágil.
Modificar a una malla de un metal permite la participación de más átomos en una sola molécula, estos átomos pueden ser de un material aleado como el carbón en el caso del hierro. Si se tiene en cuenta que el carbón es el que, en ciertas proporciones, da la dureza al hierro, entonces lo que se...