Propiedades de los materiales

Propiedades mecánicas de los metales
Los metales y aleaciones son procesados en diferentes formas mediante diversos métodos de manufactura. Algunos de los procesos industriales más importantes son la fundición, la laminación, extrusión, trefilado, embutido y forja, maquinado y troquelado.
Cuando se aplica un esfuerzo de tensión uniaxial sobre una barra de metal, el metal se deformaelásticamente y luego plásticamente, produciendo una deformación permanente. Para muchos diseños, el ingeniero está interesado en el límite elástico al 0.2% (esfuerzo de fluencia convencional al 0.2%), la máxima resistencia a la tensión y la elongación o ductilidad del metal o aleación. Estos valores se obtienen a partir del diagrama esfuerzo-deformación generado en un ensayo de tracción.
La dureza de unmetal también puede resultar de importancia en ingeniería; comúnmente, las escalas de dureza en la industria son de los tipos: Rockwell B y C y Brinell (HB).
La deformación plástica de los metales tiene lugar principalmente por el proceso de deslizamiento, que involucra un movimiento de las dislocaciones. El deslizamiento usualmente tiene lugar sobre los planos más compactos y en las direccionescompactas. La combinación de un plano de deslizamiento y una dirección de deslizamiento constituye un sistema de deslizamiento. Los metales con un alto número de sistemas de deslizamiento (Cu, Ag, Pt, Ni, Pb, Al) son más dúctiles que aquellos con sólo unos pocos sistemas de deslizamiento (Fe, Cr, V, Mo, W). Muchos metales se deforman con formación de maclas cuando el deslizamiento es difícil.
Loslímites de grano a bajas temperaturas, usualmente endurecen los metales por proporcionar barreras al movimiento de las dislocaciones, sin embargo, bajo algunas condiciones de deformación a alta temperatura, los límites de grano se vuelven regiones de debilidad debido al deslizamiento del límite de grano.
Cuando un metal se deforma plásticamente por trabajo en frío, el metal se endurece pordeformación produciendo un aumento en la resistencia y una disminución de la ductilidad. El endurecimiento por deformación puede eliminarse proporcionando al metal un tratamiento térmico de recocido. Cuando el metal endurecido por deformación es calentado lentamente hasta una temperatura por encima del punto de recristalización tiene lugar un proceso de recuperación, recristalización y crecimiento de grano,y el metal se ablanda. Mediante la combinación de endurecimiento por deformación y recocido, pueden conseguirse grandes reducciones en la sección de un metal sin fractura.
La fractura de los metales sometidos a esfuerzos de tracción puede clasificarse según los tipos de dúctil, frágil y dúctil-frágil.
Un metal también puede fracturar debido a la fatiga si está sometido a una tensión cíclica ypor compresión de suficiente magnitud. A altas temperaturas y tensiones en un metal puede sobrevenirle termofluencia, o deformación dependiente del tiempo. La termofuencia de un metal pude ser tan severa que ocurre la fractura del metal. Existen diversos ensayos para diagnosticar la fatiga y la falla por termofluencia de los productos manufacturados.
Propiedades mecánicas de la cerámica
Losmateriales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad, dado que tienden a ser materiales porosos. Los poros y otras imperfecciones microscópicas actúan como entallas o concentradores de esfuerzo, reduciendo la resistencia a los esfuerzos mencionados.
El módulo de elasticidad alcanza valores bastante altos del ordende 311 GPa en el caso del Carburo de Titanio (TiC). El valor del módulo de elasticidad depende de la temperatura, disminuyendo de forma no lineal al aumentar ésta.
Estos materiales muestran deformaciones plásticas. Sin embargo, debido a la rigidez de la estructura de los componentes cristalinos hay pocos sistemas de deslizamientos para dislocaciones de movimiento y la deformación ocurre de...