Tema 4: Materiales

 Propiedades de los materiales 

Cuando se diseña un objeto o una máquina hay que tener en cuenta las propiedades físicas y mecánicas de los materiales que utilizaremos. Distinguiremos ahora dos tipos de propiedades: las propiedades físicas y mecánicas.

 Propiedades físicas 

Las propiedades físicas nos permiten determinar las características de los materiales independientemente de su forma, tamaño o composición. Las más importante son: densidad, fusibilidad, dilatación, conductividad térmica y eléctrica.

La densidad es la masa que tiene un determinado volumen de un material. Aprovechando esta propiedad se pueden diseñar objetos de la misma forma y tamaño pero de pesos diferentes.

Fusibilidad. Es la mayor o menor facilidad que tienen los materiales para fundirse por efecto del calor. El punto de fusión es la temperatura a la que el sólido se transforma en líquido. Cada material se caracteriza por un punto de fusión diferente.
En el caso de los materiales metálicos o plásticos se utiliza esta propiedad para obtener diferentes formas mediante la utilización de moldes en los que se vierte el metal fundido.
Algunos materiales se utilizan por su resistencia al calor. Son los llamados materiales termoestables.

Dilatación. Es la propiedad que tienen algunos materiales de aumentar sus dimensiones por efecto del calor. Esta propiedad debe tenerse en cuenta en la construcción de puentes, vías, edificios, etc.
La dilatación puede ser en longitud,
en superficie o en volumen.

Conductividad térmica. Es la característica de los materiales que facilita, en mayor o menor grado, el paso del calor. Existen materiales denominados aislantes térmicos, como la madera, y otros que son conductores térmicos, como los metales.

Conductividad eléctrica. Es la propiedad de los materiales que facilita, en mayor o menor grado, el paso de la corriente eléctrica. Los que favorecen el paso de corriente se denominan conductores, mientras que los que no son aislantes.

 Propiedades Mecánicas 

Son las que nos permiten determinar el comportamiento de los materiales cuando son sometidos a una fuerza. Las más importantes son: la elasticidad, la plasticidad, la dureza, la tenacidad/fragilidad y la fatiga.

Elasticidad. Es la propiedad por la cual un material sometido a una fuerza se deforma y vuelve a tener su forma inicial cuando deja de actuar dicha fuerza. Cada material tiene su límite de elasticidad a partir del cual queda deformado permanentemente o se rompe.

Plasticidad. Es la propiedad que tienen los materiales de deformarse permanentemente sin romperse. De esta propiedad se derivan la maleabilidad y la ductilidad de los metales.

Tenacidad y fragilidad. La tenacidad es la propiedad que tienen los materiales de resistir esfuerzos y deformarse considerablemente antes de romperse. La propiedad contraria es la fragilidad.

Dureza. Es la propiedad que indica la resistencia que oponen los materiales a ser rayados o penetrados por otros. Las herramientas de corte deben estar hechas con materiales duros.

Fatiga. Es la propiedad que tienen los materiales de resistir sin romperse cuando son sometidos a esfuerzos variables y de sentidos contrarios. Los muelles, los amortiguadores y las ballestas están
sometidos a esfuerzos de fatiga.