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Una descripción detallada de las propiedades mecánicas y de maquinabilidad del cobre, incluyendo su elasticidad, plasticidad, maleabilidad, ductilidad, dureza, fragilidad, propiedades de maquinabilidad y propiedades físicas y químicas. Además, se incluyen ilustraciones y ejemplos para facilitar el entendimiento.
Qué aprenderás
Tipo: Ejercicios
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Alumnos: Ramírez Martínez Bradley Jesús. Mendoza Camarillo Ángel. García Luna María Daniela. Grupo: GME1342. Materia: Estructuras y Propiedades de la Materia. 28 de octubre de 2022
Propiedades Mecánicas García Luna María Daniela Ilustración 1 Elasticidad Plasticidad La plasticidad es la propiedad mecánica que tiene un material para deformarse permanente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su límite elástico. En los metales, la plasticidad se explica en términos de desplazamientos irreversibles de dislocaciones. La plastilina es un material con una mayor plasticidad, ya que al ser sometido a una fuerza tiende a deformarse y a adoptar el estado en el que se quedó. Proceso de plasticidad Maleabilidad Capacidad de un material para adoptar una forma diferente a la original sin romperse. En el caso de los materiales metálicos es la capacidad de extenderse y formar así planchas o láminas. El cobre es un metal de fácil deformación a temperatura ambiente y esto lo logra sin romperse o agrietarse. A pesar de estar a temperatura ambiente, se puede estirar, martillar, presionar, deformar y, sin embargo, no se romperá.
Propiedades Mecánicas García Luna María Daniela Maleabilidad del cobre Ductilidad Capacidad de un material para deformarse fácilmente, los materiales dúctiles son aquellos que pueden ser estirados y conformados en hilos finos o alambre. El cobre es muy dúctil debido a que sus átomos cuentan con la posibilidad de deslizarse unos sobre otros y, de esta manera, el metal logra estirarse sin romperse. Por esta cualidad, es muy utilizado para la fabricación de cables y todos los artículos que se someten a fuerzas de presión, estiramiento y movimiento constante. Ductilidad del cobre Dureza Resistencia que presenta un material a dejarse rayar por otro. Para medir la dureza de un material se utiliza la escala de Mohs, de 1 a 10, correspondiendo el número 10 al material más duro. El material que es considerado el más duro es el diamante debido a que sus electrones se comparten con otros cuatro átomos de carbono para formar enlaces químicos muy fuertes que dan lugar a un cristal tetraédrico extremadamente rígido. Estructura del diamante
Propiedades de maquinabilidad Ramírez Martínez Bradley Jesús Propiedades de maquinabilidad Maquinabilidad La maquinabilidad no tiene una definición directa, como las calidades o los números. En rasgos generales, comprende la capacidad del material de la pieza para ser mecanizado. La maquinabilidad es una medida de la facilidad o dificultad con la que se puede cortar un material con una herramienta de corte. Un material que se puede cortar con una potencia mínima, sin causar deformación de las áreas circundantes, es más mecanizable que uno que requiere más esfuerzo y causa más deformación. En la práctica, el uso de materiales con buena maquinabilidad proporciona beneficios a corto y largo plazo. A corto plazo, el uso de materiales mecanizables puede conducir a mejores piezas con tolerancias estrechas, deformación mínima y un buen acabado superficial. También se pueden fabricar más rápidamente que las piezas fabricadas con materiales difíciles de mecanizar. A largo plazo, el uso de materiales mecanizables reduce el desgaste de la herramienta y prolonga su vida útil, lo que en última instancia ahorra dinero a los talleres mecánicos. Maquinabilidad. Soldabilidad. Es la capacidad que tienen los materiales para ser unidos mediante procesos de soldadura, considerando sus naturalezas, y lo más importante, sin presentar daños, transformaciones estructurales perjudiciales, tensiones, o deformaciones en los productos finales. Esta capacidad depende de diversas propiedades y variaciones, cuyo resultado positivo es la de una unión con propiedades mecánicas, e incluso, físico químicas adecuadas y fiables.
Propiedades de maquinabilidad Ramírez Martínez Bradley Jesús Soldadura al cable de cobre con estaño. Templabilidad. La templabilidad es la propiedad de algunos metales para sufrir transformaciones en su estructura cristalina producto del calentamiento y enfriamiento sucesivo y brusco. Depende de la composición química del acero. Todos los aceros aleados tienen una relación específica entre las propiedades mecánicas y la velocidad de enfriamiento. Un acero aleado de alta templabilidad es aquel que endurece, no sólo en la superficie sino también en su interior. Así que podemos decir, que la templabilidad es una medida de la profundidad a la cual una aleación específica puede endurecerse. Los aceros se templan fácilmente debido a la formación de una estructura cristalina característica denominada martensita. Vidrio templado. El cristal templado es un vidrio de seguridad, que ha sido procesado mediante tratamiento térmico para aumentar su resistencia en comparación con el vidrio ordinario. Esto se logra mediante un proceso de calentamiento y enfriamiento controlado del vidrio original. De esta forma se pueden mejorar las propiedades mecánicas y térmicas del
Propiedades físicas y químicas Mendoza Camarillo Ángel Propiedades físicas y químicas Opacidad Un material presenta opacidad cuando no deja pasar la luz en proporción apreciable. Es una propiedad óptica de la materia, que tiene diversos grados y propiedades. Se dice, en cambio, que un material es traslúcido cuando deja pasar la luz, pero de manera que las formas se hacen irreconocibles, y que es transparente cuando deja pasar fácilmente la luz. Ejemplos de Materiales Opacos:
Propiedades físicas y químicas Mendoza Camarillo Ángel El metal es más brillante cuando se corta por primera vez. La exposición a elementos como el oxígeno y el carbono hace que los metales pierdan el brillo en la superficie porque los elementos provocan un deslustre que reduce la libertad de vibración de los electrones. Medición de brillo Los brilló metros o medidores de brillo son los instrumentos utilizados para medir la reflexión especular de un objeto o superficie de forma controlada y fiable. El brillo se mide en unidades de brillo (Gloss Units GU) con trazabilidad a patrones de referencia controlados en el BAM (Alemania), NRC (Canadá), NPL (Reino Unido) o ENAC (España). Angulo de brillos. Densidad de la materia La densidad es una magnitud escalar, de uso frecuente en la física y la química, que se refiere a la cantidad de masa presente en un cuerpo o una sustancia determinados por unidad de volumen. Suele representarse mediante el símbolo ρ. Tipos de densidad Densidad absoluta: Por lo general, hablamos de densidad absoluta cuando empleamos el término densidad, y es una magnitud intensiva calculada, como dijimos arriba, a partir del volumen y la masa. Sus unidades de medida en el SI son el (kg/m3). Densidad relativa. Este otro tipo, en cambio, surge de la comparación entre la densidad de la sustancia en cuestión y alguna otra que le sirve de referente, por lo que se trata de una magnitud adimensional (sin unidades). Densidad aparente. Se aplica a materiales heterogéneos, así como a los porosos, cuya mezcla incide en la densidad (siendo menor que si se compactase cada elemento por separado).
Propiedades físicas y químicas Mendoza Camarillo Ángel Unidades de medida de la conductividad térmica La conducción térmica se mide, de acuerdo con el Sistema Internacional, a partir de la relación W/ (K.m), donde W son watts, K kelvin y m, metros. Esta unidad es equivalente a Joules sobre metro por segundo por Kelvin (J/m.s.K.). Ejemplos de conductividad térmica
Propiedades físicas y químicas Mendoza Camarillo Ángel Al aplicar el metal a un campo eléctrico, los electrones fluyen libremente de un extremo a otro del metal, tal y como ocurre también con el calor, del cual son a la vez buenos transmisores. Por eso se emplea el cobre y otros metales en el tendido eléctrico y en los dispositivos electrónicos. En la siguiente figura se representa esquemáticamente el flujo de electrones (en rojo) cuando se aplica un campo eléctrico a un metal: Flujo de electrones. Punto de fusión Se llama punto de fusión al grado de temperatura en el cual la materia en estado sólido se funde, es decir, pasa al estado líquido. Esto ocurre a una temperatura constante y es una propiedad intensiva de la materia, lo cual significa que no depende de su masa o de su tamaño. El punto de fusión es la temperatura a la cual un sólido se transforma en líquido y durante esta transición coexisten el sólido y el líquido. Las sustancias puras presentan puntos de fusión más elevados y con menor grado de variación que las sustancias impuras (mezclas). Mientras más mezclada esté la materia, más bajo será su punto de fusión (que, además, tendrá una mayor variación). Por lo tanto, las mezclas tienen menor punto de fusión que sus componentes puros. Cubos de hielo. Ejemplos de punto de fusión
Anexo Actividades de las propiedades de los materiales Anexo. Actividad 1. Relaciona los siguientes ejemplos según corresponda la propiedad mecánica aplicada.
Anexo Actividades de las propiedades de los materiales Actividad 2. Crucigrama de las propiedades de maquinabilidad de los materiales
