Materiales. Propiedades Mecánicas. Comportamiento Elástico Y Plástico.

TEMA 1: MATERIALES. PROPIEDADES MECÁNICAS. COMPORTAMIENTO ELÁSTICO Y PLÁSTICO. ÍNDICE. 1.- INTRODUCCIÓN. 2.- COMPORTAMIENTO DEPENDIENTE Y NO DEPENDIENTE DEL TIEMPO. 2.1.- Comportamiento elástico. 2.2.- Comportamiento viscoelástico. 2.3.- Comportamiento plástico. 2.4.- Comportamiento viscoplástico. 2.5.- Caso general. 3.- COMPORTAMIENTO DEPENDIENTE FLUENCIA Y DE RELAJACIÓN. DEL TIEMPO: ENSAYOS DE4.- COMPORTAMIENTO NO DEPENDIENTE DEL TIEMPO: ENSAYOS DE TRACCIÓN. 5.- OTROS ENSAYOS MECÁNICOS. 5.1.- Ensayo de compresión. 5.2.- Ensayo de dureza. 5.3.- Ensayo de torsión. 5.4.- Ensayo de impacto. 6.- FATIGA. 7.- TENSIÓN Y DEFORMACIÓN REALES.

18

1.- UNTRODUCCIÓN. Históricamente, el desarrollo y la evolución de las sociedades han estado íntimamente vinculados a la capacidad de susmiembros para producir y conformar los materiales necesarios para satisfacer sus necesidades. La importancia de los materiales es tal que, a las sociedades antiguas se la identifica con el nombre del material, que aparece y se extiende en uso durante ese periodo (edad de piedra, edad de bronce,…). El hombre primitivo, utiliza materiales que le aporta la naturaleza: piedras, madera, arcilla, cuero,….Posteriormente, la aparición de técnicas de producción de materiales proporciona materiales con propiedades mejoradas frente a las ofrecidas por los naturales. Entre los más relevantes están la aparición de los materiales cerámicos y metálicos. El tratamiento térmico y la adición de otras sustancias mejoran notablemente las propiedades de estos materiales. El proceso seguido consistía en que se teníaun material con una serie de características, en función de ellas se elegía para una determinada aplicación. En los años 50 aparecen publicaciones donde se estudian los elementos estructurales de un material y como influyen en sus propiedades. Se pueden modificar o adaptar las características de los materiales, para poder satisfacer las más diversas necesidades. La ciencia de los materiales sededica a la investigación de la relación entre la estructura y las propiedades de los materiales. La ingeniería de los materiales se centra en las relaciones propiedades-estructura y diseña o proyecta la estructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado de propiedades. El concepto de propiedad no es tan claro. Un material en servicio está expuesto a estímulos externos que provocanalgún tipo de respuesta. Las propiedades de un material se expresan en términos del tipo y magnitud de la respuesta a un estímulo específico impuesto. Las definiciones de las propiedades suelen ser independientes de la forma y del tamaño del material. Las propiedades de los materiales sólidos son: • • • • • • Mecánicas = Relacionan la deformación con la carga o fuerza aplicada. Eléctricas = Elestímulo es el campo eléctrico. Ejemplos de propiedades eléctricas son la conductividad y constante dieléctrica. Comportamiento térmico = El estímulo es el calor, las propiedades conductividad térmica y capacidad calorífica. Magnéticas = Respuestas frente a la influencia de un campo magnético. Ópticas = El estímulo es la radiación electromagnética. Químicas = Indican la reactividad química de unmaterial.

Los criterios para la selección de un material destinado a una aplicación determinada. 1. 2. 3. 4. Caracterizar las condiciones en que el material prestará servicio. Propiedades requeridas por el material para dicho servicio. Tener en cuenta la degradación que el material experimenta en servicio. Economía.

18

La clasificación de los materiales los sitúa en dos grandes bloques: 1.Materiales estructurales. Se aplica a los materiales con propiedades fundamentalmente mecánicas masivas (rigidez, elasticidad, resistencia mecánica, tenacidad, etc.) y de superficie (comportamiento a la fricción, desgaste, oxidación, corrosión, etc.) útiles para la construcción en sentido amplio. Los materiales estructurales suelen agruparse en: Naturales, metálicos, cerámicos, polímeros y...