TEMA 5: LOS MATERIALES. TIPOS Y PROPIEDADES 1

Departamento de Tecnología.
IES Nuestra Señora de la Almudena
Mª Jesús Saiz
TEMA 5: LOS MATERIALES. TIPOS Y PROPIEDADES
1.- Clasificación de los materiales
Los objetos que nos rodean están fabricados con una gran variedad de materiales que
podemos clasificar por su origen.
Sin embargo, el criterio más adecuado para clasificar materiales es por sus propiedades. Las
posibles aplicaciones de los materiales dependen fundamentalmente de sus características.
Normalmente, los materiales metálicos no se utilizan en estado puro, sino formando
aleaciones. Una aleación está compuesta de dos o más elementos, siendo al menos uno
metálico. Como por ejemplo: el acero, aleación de hierro y carbono; el bronce, aleación de
cobre y estaño.
Clasificación según su origen:
Materiales naturales: son aquellos que se encuentran en la naturaleza, como el
algodón, la madera, el cobre, el oro, etc.
Materiales artificiales: son aquellos fabricados por el hombre a partir de los
naturales como el papel, el vidrio o el acero.
Materiales sintéticos: son aquellos creados por las personas a partir de
materiales artificiales. Es decir, no se encuentran en la naturaleza ni ellos ni
ninguno de sus componentes. por ejemplo, el poliéster o el nailon.
Clasificación según sus propiedades y aplicación::
La mayoría de los materiales de la ingeniería están divididos en tres grupos principales
materiales metálicos, poliméricos , y cerámicos
Materiales metálicos: Estos materiales son sustancias inorgánicas que están
compuestas de uno o más elementos metálicos, pudiendo contener también
algunos elementos no metálicos, ejemplo de elementos metálicos son hierro
cobre , aluminio , níquel y titanio mientras que como elementos no metálicos
podríamos mencionar al carbono.
Los materiales cerámicos , como los ladrillos , el vidrio y la loza , tienen
escasas conductividad tanto eléctrica como térmica y aunque pueden tener
buena resistencia y dureza son deficientes en ductilidad , conformabilidad y
resistencia al impacto..
Polímeros, en estos se incluyen el caucho , los plásticos y muchos tipos de
adhesivos . Se producen creando grandes estructuras moleculares a partir de
moléculas orgánicas obtenidas fundamentalmente del petróleo.
2.- Propiedades de los materiales
Son el conjunto de características que hacen que el material se comporte de una manera
determinada ante estímulos externos como la luz, el calor, las fuerzas, etc.
Estas propiedades hacen que cada material sea apropiado para unas aplicaciones u otras.
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Propiedades ópticas
Opacos: son los materiales que no permiten que la luz los atraviese.
Transparentes: son los materiales que dejan pasar la luz
Translúcidos: son los materiales que dejan pasar la luz, pero no dejan ver
nítidamente a través de ellos.
Propiedades térmicas
Conductor: es la capacidad de conducción de calor. En otras palabras la
conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir
el movimiento cinético de sus moléculas a sus propias moléculas adyacentes o a
otras substancias con las que está en contacto. Ejemplo: metales
Aislante: material que ofrecen una resistencia alta a la transferencia de calor.
Ejemplo: madera, plásticos.
Fusibilidad: facilidad con la que un material puede pasar de líquido a sólido.
Propiedades eléctricas
Conductor: capacidad de un material para dejan traspasar a través de ellos la
electricidad. Ejemplo: metales.
Aislantes: son los materiales que no permiten el paso de la corriente eléctrica,
ejemplo: madera, plástico, etc.
Semiconductores: son los materiales que sólo permiten el paso de la corriente
eléctrica en determinadas condiciones.
Propiedades químicas
Oxidación: es la resistencia de un material a reaccionar con el oxígeno de la
atmósfera formando un óxido. Cuando el material se oxida queda recubierto de
una capa de óxido.
Corrosión: es cuando se produce oxidación pero en un medio húmedo. Cuando el
material se corroe, la capa de óxido se desprende del material. La corrosión es
más destructiva que la oxidación.
Propiedades mecánicas
Elasticidad: es la propiedad de un material que le hace recuperar su tamaño y
forma original después de desaparecer la fuerza que lo deformaba.
Plasticidad: es la propiedad de un material de deformarse y conservar su nueva
forma cuando se encuentra sometido a fuerzas que lo deforman.
Ductilidad: es la capacidad de un metal para ser estirado y convertido en
alambre,
Maleabilidad: es la capacidad de un material para cambiar de forma cuando se
martilla o lamina, para formas hojas delgadas.
Dureza: es la oposición que ofrece un cuerpo a dejarse rayar o penetrar por otro.
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Resiliencia: es la resistencia que opone un cuerpo a los choques o
esfuerzos bruscos.
Fragilidad: es la facilidad de los materiales a romperse cuando una fuerza
impacta sobre ellos.
Resistencia a la rotura es la oposición que opone un material a romperse ante la
acción continuada de diferentes esfuerzos (tracción, compresión, flexión, torsión y
cizalladura)
Tenacidad: es la propiedad que tienen ciertos materiales de absorber y soportar,
sin deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que se les apliquen.
Fatiga: consiste en el desgaste y posterior ruptura de un objeto que , soporta
cargas repetitivas, aun cuando estas cargas están por debajo de su tensión de
rotura
Maquinabilidad: es la facilidad que ofrecen los materiales a ser mecanizados.
Acritud: aumento de la dureza, resistencia y fragilidad en ciertos metales, como
consecuencia de una deformación en frio.
3.- Esfuerzos a los que puede someterse un material
Cuando una fuerza actúa sobre un objeto, tiende a deformarlo. Las fuerzas o esfuerzos que
pueden deformar un material son las siguientes:
Tracción: cuando sobre el objeto actúan fuerzas que tienden a estirarlo. Los tensores
son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de esfuerzos.
Viga
Compresión: cuando las fuerzas aplicadas tienden a aplastar o comprimir el objeto. Los
pilares y columnas son ejemplo de elementos diseñados para resistir esfuerzos de
compresión.
Pandeo: Cuando se somete a compresión una pieza de gran longitud en relación a su
sección, se arquea recibiendo este fenómeno el nombre de pandeo.
Flexión: cuando actúen sobre el elemento cargas que tiendan a doblarlo. A este tipo de
esfuerzo se ven sometidas las vigas de una estructura.
Torsión: Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a
retorcerlo. Es el caso del esfuerzo que sufre una llave al girarla dentro de la cerradura.
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Cizalla o cortadura: Es el esfuerzo al que está sometida a una pieza cuando las fuerzas
aplicadas tienden a cortarla o desgarrarla. El ejemplo más claro de cortadura lo
representa la acción de cortar con unas tijeras.
4.- Criterios para la elección adecuada de los materiales
La elección adecuada de un material para una aplicación concreta debe hacerse teniendo en
cuenta muchos criterios, entre ellos debemos destacar:
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Propiedades de los materiales
Tipos de esfuerzo a los que va a estar sometido
Diseño de la pieza según su funcionalidad
Disponibilidad del material
Coste económico
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