Lista de 14 diferentes propiedades mecánicas de los materiales

¿Qué son las propiedades de los materiales?

La propiedad de un material es una propiedad intensiva de algún material, es decir, una propiedad física que no depende de la cantidad del material. Estas propiedades cuantitativas se pueden utilizar como una métrica mediante la cual se pueden comparar los beneficios de un material frente a otro, lo que ayuda en la selección de materiales.

Una propiedad puede ser una constante o tal vez una función de una o más variables independientes, como la temperatura. Las propiedades de los materiales suelen variar hasta cierto punto según la dirección del material en el que se miden, una condición denominada anisotropía.

Las propiedades de los materiales que se relacionan con diferentes fenómenos físicos a menudo se comportan linealmente (o aproximadamente) en un rango operativo dado. Modelarlas como funciones lineales puede simplificar significativamente las ecuaciones diferenciales constitutivas que se utilizan para describir la propiedad.

Las ecuaciones que describen las propiedades relevantes de los materiales se utilizan a menudo para predecir los atributos de un sistema.

Las propiedades se miden mediante métodos de prueba estandarizados. Muchos de estos métodos han sido documentados por sus respectivas comunidades de usuarios y publicados a través de Internet; consulte ASTM International.

Lista de propiedades mecánicas de los materiales

Una descripción de algunas propiedades mecánicas y físicas comunes proporcionará información que los diseñadores de productos podrían considerar al seleccionar materiales para una aplicación determinada.

• Conductividad
• Resistencia a la corrosión
• Densidad
• Ductilidad/maleabilidad
• Elasticidad/rigidez
• Resistencia a la fractura
• Dureza
• plasticidad
• Fuerza, Fatiga
• Resistencia, Corte
• Resistencia, Tracción
• Fuerza, rendimiento
• Resistencia
• Resistencia al desgaste

Ampliando esas definiciones:

1. Conductividad

La conductividad térmica es una medida de la cantidad de calor que fluye a través de un material. Se mide como un grado por unidad de tiempo, por unidad de área transversal, por unidad de longitud. Los materiales con baja conductividad térmica pueden usarse como aislantes, aquellos con alta conductividad térmica pueden ser disipadores de calor.

Los metales que exhiben una alta conductividad térmica serían candidatos para su uso en aplicaciones como intercambiadores de calor o refrigeración. Los materiales de baja conductividad térmica se pueden usar en aplicaciones de alta temperatura, pero a menudo los componentes de alta temperatura requieren una alta conductividad térmica, por lo que es importante comprender el entorno.

La conductividad eléctrica es similar y mide la cantidad de electricidad que se transfiere a través de un material de sección transversal y longitud conocidas.

2. Resistencia a la corrosión

La resistencia a la corrosión describe la capacidad de un material para prevenir el ataque químico o electroquímico natural de la atmósfera, la humedad u otros agentes. La corrosión adopta muchas formas, incluidas las picaduras, la reacción galvánica, la corrosión por tensión, la partición, la intergranular y otras (muchas de las cuales se analizarán en otras ediciones del boletín informativo).

La resistencia a la corrosión se puede expresar como la profundidad máxima en mils a la que penetraría la corrosión en un año; se basa en una extrapolación lineal de la penetración que se produce durante la vida útil de una prueba o servicio determinado.

Algunos materiales son intrínsecamente resistentes a la corrosión, mientras que otros se benefician de la adición de placas o revestimientos. Muchos metales que pertenecen a familias que resisten la corrosión no están totalmente a salvo de ella, y aún así están sujetos a las condiciones ambientales específicas donde operan.

3. Densidad

La densidad, a menudo expresada como libras por pulgada cúbica o gramos por centímetro cúbico, etc., describe la masa de la aleación por unidad de volumen. La densidad de la aleación determinará cuánto pesará un componente de cierto tamaño.

Este factor es importante en aplicaciones como la aeroespacial o la automoción, donde el peso es importante. Los ingenieros que buscan componentes de menor peso pueden buscar aleaciones que sean menos densas, pero luego deben considerar la relación resistencia-peso.

Se puede elegir un material de mayor densidad como el acero, por ejemplo, si proporciona mayor resistencia que un material de menor densidad. Dicha pieza podría hacerse más delgada para que menos material pudiera ayudar a compensar la mayor densidad.

4. Ductilidad/maleabilidad

La ductilidad es la capacidad de un material para deformarse plásticamente (es decir, estirarse) sin fracturarse y conserva la nueva forma cuando se retira la carga. Piense en ello como la capacidad de estirar un metal determinado en un alambre.

La ductilidad a menudo se mide usando una prueba de tracción como un porcentaje de elongación, o la reducción en el área de la sección transversal de la muestra antes de la falla. También se puede utilizar una prueba de tracción para determinar el módulo de Young o el módulo de elasticidad, una importante relación tensión/deformación utilizada en muchos cálculos de diseño.

La tendencia de un material a resistir el agrietamiento o la rotura bajo tensión hace que los materiales dúctiles sean apropiados para otros procesos de trabajo de metales, incluido el laminado o el trefilado. Ciertos otros procesos, como el trabajo en frío, tienden a hacer que un metal sea menos dúctil.

La maleabilidad, una propiedad física, describe la capacidad de un metal para formarse sin romperse. La presión, o tensión de compresión, se usa para presionar o enrollar el material en láminas más delgadas. Un material con alta maleabilidad será capaz de soportar una mayor presión sin romperse.

5. Elasticidad, Rigidez

La elasticidad describe la tendencia de un material a volver a su tamaño y forma originales cuando se elimina una fuerza de distorsión. A diferencia de los materiales que exhiben plasticidad (donde el cambio de forma no es reversible), un material elástico volverá a su configuración anterior cuando se elimine la tensión.

La rigidez de un metal a menudo se mide por el Módulo de Young, que compara la relación entre el estrés (la fuerza aplicada) y la deformación (la deformación resultante). Cuanto mayor sea el módulo, lo que significa que una mayor tensión da como resultado una deformación proporcionalmente menor cuanto más rígido es el material.

El vidrio sería un ejemplo de un material rígido/de alto módulo, mientras que el caucho sería un material que exhibe baja rigidez/bajo módulo. Esta es una consideración de diseño importante para aplicaciones donde se requiere rigidez bajo carga.

6. Resistencia a la fractura

La resistencia al impacto es una medida de la capacidad de un material para resistir un golpe. El efecto del impacto en una colisión que ocurre en un corto período de tiempo suele ser mayor que el efecto de una fuerza más débil aplicada durante un período más largo.

Por lo tanto, se debe incluir una consideración de resistencia al impacto cuando la aplicación incluye un riesgo elevado de impacto. Ciertos metales pueden funcionar aceptablemente bajo carga estática pero fallar bajo cargas dinámicas o cuando se someten a una colisión. En el laboratorio, el impacto a menudo se mide a través de una prueba Charpy común, donde un péndulo pesado golpea una muestra opuesta a la muesca en V maquinada.

7. Dureza

La dureza se define como la capacidad de un material para resistir la indentación permanente (es decir, la deformación plástica). Por lo general, cuanto más duro es el material, mejor resiste el desgaste o la deformación. El término dureza, por lo tanto, también se refiere a la rigidez de la superficie local de un material o su resistencia al rayado, abrasión o corte.

La dureza se mide empleando métodos como Brinell, Rockwell y Vickers, que miden la profundidad y el área de la depresión mediante un material más duro, como una bola de acero, un diamante u otro penetrador.

8. Plasticidad

La plasticidad, lo contrario de la elasticidad, describe la tendencia de cierto material sólido a mantener su nueva forma cuando se somete a fuerzas de formación. Es la cualidad que permite que los materiales se doblen o trabajen en una nueva forma permanente. Los materiales pasan de un comportamiento elástico a plástico en el límite elástico.

9. Fuerza – Fatiga

La fatiga puede conducir a la fractura bajo esfuerzos repetidos o fluctuantes (por ejemplo, carga o descarga) que tienen un valor máximo inferior a la resistencia a la tracción del material. Las tensiones más altas acelerarán el tiempo hasta la falla y viceversa, por lo que existe una relación entre la tensión y los ciclos hasta la falla.

El límite de fatiga, entonces, se refiere a la tensión máxima que el metal puede soportar (la variable) en un número dado de ciclos.

Por el contrario, la medida de la vida a la fatiga mantiene la carga fija y mide cuántos ciclos de carga puede soportar el material antes de fallar. La resistencia a la fatiga es una consideración importante cuando se diseñan componentes sujetos a condiciones de carga repetitivas.

10. Fuerza - Corte

La resistencia al corte es una consideración en aplicaciones como pernos o vigas donde la dirección, así como la magnitud de la tensión, son importantes. El cizallamiento ocurre cuando las fuerzas direccionales hacen que la estructura interna del metal se deslice contra sí misma, a nivel granular.

11. Fuerza - Tracción

Una de las medidas más comunes de las propiedades de los metales es la resistencia a la tracción o máxima. La resistencia a la tracción se refiere a la cantidad de carga que una sección de metal puede soportar antes de romperse. En las pruebas de laboratorio, el metal se alargará pero volverá a su forma original a través del área de deformación elástica.

Cuando alcanza el punto de deformación plástica o permanente (medido como rendimiento), conserva la forma alargada incluso cuando se retira la carga. En el punto de tracción, la carga hace que el metal finalmente se rompa.

Esta medida ayuda a diferenciar entre materiales que son frágiles de aquellos que son más dúctiles. La resistencia a la tracción o a la tracción última se mide en Newtons por milímetro cuadrado (Mega Pascales o MPa) o libras por pulgada cuadrada.

12. Fuerza – Rendimiento

Similar en concepto y medida a la resistencia a la tracción, el límite elástico describe el punto después del cual el material bajo carga ya no volverá a su posición o forma original. La deformación pasa de elástica a plástica.

Los cálculos de diseño incluyen el punto de fluencia para comprender los límites de integridad dimensional bajo carga. Al igual que la resistencia a la tracción, el límite elástico se mide en Newton por milímetro cuadrado (Mega Pascales o MPa) o libras por pulgada cuadrada.

13. Dureza

Medida mediante la prueba de impacto Charpy similar a la resistencia al impacto, la tenacidad representa la capacidad de un material para absorber el impacto sin fracturarse a una temperatura determinada. Dado que la resistencia al impacto suele ser menor a bajas temperaturas, los materiales pueden volverse más frágiles.

Los valores de Charpy se prescriben comúnmente en aleaciones ferrosas donde existen posibilidades de bajas temperaturas en la aplicación (p. ej., plataformas petroleras en alta mar, oleoductos, etc.) o donde se considera la carga instantánea (p. ej., contención balística en aplicaciones militares o aeronáuticas). /P>

14. Resistencia al desgaste

La resistencia al desgaste es una medida de la capacidad de un material para resistir el efecto del roce de dos materiales entre sí. Esto puede tomar muchas formas, incluidas la adhesión, la abrasión, el rayado, el desgarramiento, la excoriación y otras.

Cuando los materiales tienen diferente dureza, el metal más blando puede comenzar a mostrar los efectos primero, y el manejo de eso puede ser parte del diseño. Incluso rodar puede causar abrasión debido a la presencia de materiales extraños. La resistencia al desgaste se puede medir como la cantidad de pérdida de masa para un número determinado de ciclos de abrasión con una carga determinada.

Otras propiedades mecánicas

• Fragilidad: Capacidad de un material para romperse o romperse sin una deformación significativa cuando está bajo tensión; opuesto de plasticidad, ejemplos:vidrio, hormigón, hierro fundido, cerámica, etc.
• Módulo de volumen: Relación de presión a compresión volumétrica (GPa) o relación del aumento de presión infinitesimal a la disminución relativa resultante del volumen
• Coeficiente de restitución: La relación entre la velocidad relativa final e inicial entre dos objetos después de que chocan. Rango:0-1, 1 para colisión perfectamente elástica.
• Resistencia a la compresión: Esfuerzo máximo que un material puede soportar antes de la falla por compresión (MPa)
• Desplazamiento: La deformación lenta y gradual de un objeto con respecto al tiempo. Si la s en un material excede el límite elástico, la deformación causada en el material por la aplicación de la carga no desaparece totalmente al retirar la carga. La deformación plástica que sufre el material se conoce como fluencia. A altas temperaturas, la tensión debida a la fluencia es bastante apreciable.
• Durabilidad: Capacidad para resistir el desgaste, la presión o el daño; resistente
• Límite de fatiga: Esfuerzo máximo que un material puede soportar bajo carga repetida (MPa)
• Flexibilidad: Capacidad de un objeto para doblarse o deformarse en respuesta a una fuerza aplicada; flexibilidad; complementario a la rigidez
• Módulo de flexión
• Resistencia a la flexión: Esfuerzo de flexión máximo que un material puede soportar antes de fallar (MPa)
• Coeficiente de fricción: La cantidad de fuerza normal a la superficie que se convierte en fuerza que resiste el movimiento relativo de las superficies en contacto entre pares de materiales
• Difusividad de masa: Capacidad de una sustancia para difundirse a través de otra
• Relación de Poisson: Relación entre la deformación lateral y la deformación axial (sin unidades)
• Resiliencia: Capacidad de un material para absorber energía cuando se deforma elásticamente (MPa); combinación de fuerza y ​​elasticidad
• Resbalón: Una tendencia de las partículas de un material a sufrir una deformación plástica debido a un movimiento de dislocación dentro del material. Común en Cristales.
• Módulo específico: Módulo por unidad de volumen (MPa/m^3)
• Fuerza específica: Resistencia por unidad de densidad (Nm/kg)
• Peso específico: Peso por unidad de volumen (N/m^3)
• Rigidez: Capacidad de un objeto para resistir la deformación en respuesta a una fuerza aplicada; rigidez; complementario a la flexibilidad
• Rugosidad de la superficie: Las desviaciones en la dirección del vector normal de una superficie real de su forma ideal
• Resistencia a la tracción: La tensión de tracción máxima que un material puede soportar antes de fallar (MPa)
• Viscosidad: La resistencia de un fluido a la deformación gradual por esfuerzo de tracción o cizallamiento; espesor
• Módulo de Young: Relación entre tensión lineal y deformación lineal (MPa)

Propiedades acústicas

• Absorción acústica
• Velocidad del sonido
• Reflejo de sonido
• Transferencia de sonido
• Elasticidad de tercer orden (Efecto acustoelástico)

Propiedades atómicas

• Masa atómica: Se aplica a todos los elementos. La masa promedio de los átomos de un elemento medida en unidad de masa atómica.
• Número atómico: Se aplica solo a elementos puros
• Peso atómico: Se aplica a isótopos individuales o mezclas específicas de isótopos de un elemento dado

Propiedades químicas

• Resistencia a la corrosión
• Higroscopia
• pH
• Reactividad
• Superficie interna específica
• Energía superficial
• Tensión superficial

Propiedades eléctricas

• Capacidad
• Constante dieléctrica
• Rigidez dieléctrica
• Resistividad y conductividad eléctrica
• Susceptibilidad eléctrica
• Coeficiente electrocalórico
• Electroestricción
• Polarizabilidad magnetoeléctrica
• Coeficiente de Nernst (efecto termoeléctrico)
• Permisividad
• Constantes piezoeléctricas
• Piroelectricidad
• Coeficiente de Seebeck

Propiedades magnéticas

• Temperatura de Curie
• Diamagnetismo
• Coeficiente de Hall
• Histéresis
• Magnetoestricción
• Coeficiente magnetocalórico
• Potencia magnetotermoeléctrica (coeficiente de efecto magneto-Seebeck)
• Magnetorresistencia
• Permeabilidad
• Piezomagnetismo
• Coeficiente piromagnético
• Efecto Spin Hall

Propiedades de fabricación

• Capacidad de fundición:con qué facilidad se puede obtener una fundición de calidad del material
• Calificación de maquinabilidad
• Velocidades y avances de mecanizado

Propiedades ópticas

• Absorbancia:la fuerza con la que un químico atenúa la luz
• Birefringencia
• Color
• Efecto electroóptico
• Luminosidad
• Actividad óptica
• Fotoelasticidad
• Fotosensibilidad
• Reflectividad
• Índice de refracción
• Dispersión
• Transmitancia

Propiedades radiológicas

• Sección transversal de neutrones
• Actividad específica
• Vida media

Propiedades térmicas

• Diagrama de fase binario
• Punto de ebullición
• Coeficiente de dilatación térmica
• Temperatura crítica
• Punto Curie
• Temperatura de transición de dúctil a frágil
• Emisividad
• Punto eutéctico
• Inflamabilidad
• Punto de inflamación
• Temperatura de transición vítrea
• Calor de vaporización
• Temperatura de inversión
• Punto de fusión
• Conductividad térmica
• Difusividad térmica
• Expansión térmica
• Punto triple
• Presión de vapor
• Capacidad calorífica específica

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son las 7 propiedades de los materiales?

Propiedades físicas de los materiales:

• Densidad.
• Punto de fusión.
• Conductividad térmica.
• Conductividad eléctrica (resistividad)
• Expansión térmica.
• Resistencia a la corrosión.

¿Cuáles son las propiedades de los materiales explicadas con ejemplos?

Las propiedades físicas se refieren a propiedades que se pueden observar o medir sin cambiar la composición del material. Los ejemplos incluyen el color, la dureza y el olor y los puntos de congelación, fusión y ebullición. Las propiedades químicas se descubren observando las reacciones químicas.

¿Cuáles son las tres propiedades de los materiales?

Las cuatro propiedades del material son masa, tenacidad, dureza y maleabilidad. Los materiales se presentan en la naturaleza de acuerdo a su compacidad. El material se clasifica en tres estados comunes en los que están presentes:sólido, líquido y gas.

¿Cuáles son las 10 propiedades de los materiales?

Una descripción de algunas propiedades mecánicas y físicas comunes proporcionará información que los diseñadores de productos podrían considerar al seleccionar materiales para una aplicación determinada.

• Conductividad.
• Resistencia a la corrosión.
• Densidad.
• Ductilidad/maleabilidad.
• Elasticidad/rigidez.
• Resistencia a la fractura.
• Dureza.
• Plasticidad.

¿Cuáles son los 4 tipos de materiales?

Los materiales generalmente se dividen en cuatro grupos principales:metales, polímeros, cerámicas y compuestos.

¿Qué propiedad es común entre todos los materiales?

Las propiedades mecánicas comunes que se consideran en una amplia gama de materiales son la rigidez, tenacidad, resistencia, ductilidad, dureza y resistencia al impacto. Las propiedades mecánicas de los materiales no son constantes; cambian continuamente cuando se exponen a diversas condiciones, como el calor o la tasa de carga.

¿Cuáles son las dos propiedades principales de los materiales?

Las propiedades importantes del material son:

• Propiedades físicas:incluye brillo, color, tamaño y forma, densidad, conductividad elástica y térmica y punto de fusión.
• Propiedades químicas:Incluye composición química, estructura, etc.
• Propiedades mecánicas.

¿Qué es una propiedad en términos de materiales?

En ciencia, una propiedad es cualquier cosa que describe un material o sustancia. Es una característica de ese material. Por ejemplo, qué tan duro es el material, su color o su forma. La elasticidad es una propiedad del caucho; en otras palabras:el caucho es elástico.

¿Qué son los materiales clasificarlo escribir dos propiedades de los materiales?

El material es la materia de la que está hecho un objeto. Es un término relativamente amplio para ser definido. Se clasifican según sus propiedades. Tienen propiedades como dureza, resistencia, rigidez, conductividad térmica, capacidad calorífica, permeabilidad y magnetismo, etc.

¿Cuáles son las cinco propiedades de los materiales metálicos?

Los metales son lustrosos, maleables, dúctiles, buenos conductores del calor y la electricidad.

¿Qué son las propiedades estructurales de los materiales?

Los materiales estructurales son aquellos que soportan carga. Las propiedades clave de los materiales en relación con la carga de soporte son:módulo elástico, límite elástico, resistencia máxima a la tracción, dureza, ductilidad, tenacidad a la fractura, fatiga y resistencia a la fluencia.

¿Qué sé sobre los materiales?

Material es una sustancia o mezcla de sustancias que constituye un objeto. Los materiales pueden ser puros o impuros, vivos o no vivos. Los materiales se pueden clasificar en función de sus propiedades físicas y químicas, o de su origen geológico o función biológica.

¿Cómo se relacionan las propiedades de los materiales con sus usos?

Que existe una diferencia entre un objeto y los materiales de los que está hecho. Que diferentes materiales tienen diferentes propiedades. Que las propiedades de un material determinan su idoneidad para un uso particular. Las definiciones de propiedades clave, p. absorbencia y flexibilidad.

¿Cuáles son las propiedades de clasificar materiales en grupos?

Los objetos se agrupan sobre la base de propiedades como brillo, dureza/suavidad, transparencia, solubilidad, flotación, atracción hacia el imán, conducción de calor y conducción de electricidad. Los materiales se pueden agrupar en lustrosos y no lustrosos según el lustre/brillo que posean.

¿Cuáles son las cinco propiedades básicas con las que clasificamos los materiales?

Las cinco propiedades en base a las cuales podemos clasificar los materiales son:

• La apariencia de los materiales.
• Dureza y suavidad de los materiales.
• La solubilidad.
• Transparencia, translucidez y opacidad.
• El peso de los materiales sobre el agua.

¿Cómo clasifica los materiales según sus propiedades?

Los materiales sólidos se han agrupado convenientemente en tres clasificaciones básicas:metales, cerámicas y polímeros. Este esquema se basa principalmente en la composición química y la estructura atómica, y la mayoría de los materiales se clasifican en un grupo distinto u otro, aunque existen algunos intermedios.

¿Cuáles son las propiedades funcionales de los materiales?

Los materiales funcionales son aquellos que poseen propiedades electrónicas, magnéticas, ópticas y piezoeléctricas deseables para aplicaciones tales como recolección y almacenamiento de energía, así como dispositivos de memoria y comunicación.

¿Cuáles son las propiedades de los objetos?

Las propiedades básicas de un objeto son aquellos elementos identificados por su nombre de cuatro partes (nombre, tipo, instancia y versión) y también incluyen el propietario, el estado, la plataforma y la versión.

¿Cómo le explicas los materiales a un niño?

Un material es cualquier sustancia que tiene un nombre. Por ejemplo:tiza, papel, madera, hierro, aire, agua, arcilla, plástico, caucho, piedra, cuero, cera. Todo está hecho de materiales. Cuando queremos hacer algo, debemos elegir el mejor material para el trabajo.

¿Qué materiales se clasifican en Clase 6?

La madera y el papel son materiales no lustrosos. El vidrio y el hierro son materiales lustrosos. El vidrio es transparente, el papel es translúcido y la madera y el hierro son materiales opacos. La madera y el hierro son materiales duros y el papel y el vidrio son materiales blandos.

¿Qué propiedades de un material tiene la capacidad de conducir electricidad?

Los metales son generalmente muy buenos conductores, lo que significa que permiten que la corriente fluya fácilmente. Los materiales que no permiten el paso de la corriente con facilidad se denominan aislantes. La mayoría de los materiales no metálicos, como el plástico, la madera y el caucho, son aislantes.

¿Cuál es la función del material?

Es tan importante como la fabricación, la ingeniería y las finanzas. El suministro de materiales de calidad adecuada es esencial para la fabricación de productos estándar. Evitar el desperdicio de material ayuda a controlar el costo de producción. La gestión de materiales es esencial para todo tipo de preocupaciones.