PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS
METALES
Propiedades mecanicas
• Resistencia       • Fragilidad




• Tenacidad         • Resiliencia
• Fluencia   • Ductilidad




• Fatiga     • Maleabilidad
• Maquinabilidad   • Dureza




• Colabilidad      • Elasticidad




                   • Plasticidad
El Proceso de Metales y Aleaciones’’’

                         Fundición




      Embutición                          Laminación




             Trefilado               Extrusión
La Fundición de Metales y Aleaciones

Fundición en un horno
Fundición del cobre
Lingotes con forma de plancha y de
          sección circular
Obtención de lingotes de acero’’’
Productos semiacabados
Lingotes en forma de plancha   Tochos para extrusión
Placas (de acero)              Perfiles estructurales de acero




Chapas                         Lingotes de sección circular
                               Barras y alambre
Productos y aleaciones de fundición´´´
• Escala muy pequeña
• Molde con la forma del producto final
Ejemplo: los pistones utilizados en productos de
automóviles
1-Colado
2-Se retiran del molde
3-Se eliminan las rebabas
  del tratamiento térmico
Laminación en caliente y en frío
   de metales y aleaciones
  Laminación en caliente de lingotes de
   sección rectangular y laminación en
         frio de chapas metálicas
Laminación en caliente de lingotes de
            sección rectangular
•   Se lleva a cabo en caliente
•   Mayor reducción de espesor
•   1200 C
•   El planchón se recalienta
•   Bobina
Laminación en frio de chapas
               metálicas
• Recocido para reblandecer el metal y eliminar
  cualquier trabajo en frio
• Se aplica a temperatura ambiente
Extrusión de metales y aleaciones
• Es un proceso de conformado plástico
  mediante el cual un material sometido a alta
  presión ve reducida su sección transversal
  cuando es forzado a pasar a través de una
  abertura o matriz de extrusión
• Barras cilindricas, tubos y formas irregulares
• Bajo punto de fusion
• Aluminio, cobre y aleaciones
• Prensas de extrusión de gran potencia
Tipos de Extrusion
Directa              Indirecta
Forja
• Golpeado o comprimido hasta forma deseada
• Metal caliente o frio
• Los dos tipos principales de forja son
  -Martillo                  -Prensa
Forja en matriz abierta
• Matrices planas, cavidades semicirculares o en
  forma de V
• Piezas de grandes dimensiones
Forja en matriz cerrada
• Entre las dos partes de la matriz
• Forma de parte superior e inferior
• Pueden ser una o mas matrices
En general
•   Mejora la estructura del material
•   Reduce la porosidad
•   Afina estructura interna
•   Mas tenaz y menos proclive a romper
•   Mas homogéneo
Procesos secundarios
Trefilado de alambre
• Se reduce el diámetro a traves del paso de las
  matrices
• En el trefilado de alambre de acero se utiliza
  un injerto de carburo de volframio insertado
  en una camisa de acero
Embutición
• Forma de copa
• Chapas metálicas
Tensión y deformación en metales
Deformación elástica
• Recupera sus dimensiones originales
• Cantidad de deformación pequeña
• Los átomos del metal se desplazan de sus
  posiciones originales pero sin llegar a alcanzar
  nuevas posiciones
• Los átomos de metal a sus posiciones iniciales
Deformación plástica
• No recupera completamente sus dimensiones
• Los átomos del metal se desplazan
  permanentemente desde sus posiciones
  iniciales hasta nuevas posiciones
Tensión y deformacion convencional
Tensión convencional
• Es igual a la fuerza media de tracción F sobre
  la barra dividida por el área de su sección
  transversal
Deformacion convencional
• Es la relación entre el cambio en la longitud de
  una muestra en la dirección en que se aplica la
  fuerza y la longitud original de la muestra
  considerada
Tensión y deformación real
Tensión real
• La sección transversal cambia continuamente
• La tensión convencional no es precisa
• La convencional disminuye mientras la
  deformación aumenta
• La real en mayor que la convencional

En ingeniería no se basa en la tensión real hasta
fractura, sino hasta que excede el limite elástico y el
material empieza a deformarse
Dureza y ensayo de dureza
Deformacion plástica de metales
        policristalinos
Efectos de los limites de grano sobre la
      resistencia de los metales
• Los limites de grano aumentan la resistencia
• Actuan como barreras del movimiento de
  dislocasiones, excepto a temperatura elevada
• Grano pequeño
• Cobre policristalino es mas resistente que el
  monocristalino
• Durante la deformación plástica de metales las
  dislocaciones que se mueven a lo lago de un
  determinado plano de deslizamiento no
  pueden seguir en línea recta cuando van
  desde un grano a otro

• Las lineas cambian de dirección en los limites
  de grano
El trabajo en frio o endureciemiento
           por deformacion
• Es uno de los metodos mas importantes de
  endureciemiento de metales.
• Ejemplo, el cobre y el aluminio puros
  solamente pueden endurecer de forma
  significativa por este metodo
Endurecimiento de los metales por
          disolución solida
• Aumenta la resistencia de los metales
• La adicion de uno o mas elementos al metal
  puede aumentar la resistencia por la
  formacion de una disolucion solida
• Estos estados de tension interactuan con las
  dislocaciones y dificultan su movimiento , por
  la que la disolicion solida es mas resistente
  que el metal puro
Factor de tamano relativo
La diferencia en entre el tamano de los
átomos del soluto y los del disolvente afecta al
endurecimiento porque afecta a la distorsión
de la red cristalina y la distorsión de la red
dificulta el movimiento de las dislocaciones, es
decir, endurece el metal
Orden a corto alcance
Tienden a formar una cierta ordenación
atómica de corto alcance. Como
consecuencia, las diferentes estructuras de
enlace impiden el movimiento de las
dislocaciones
DIOS LES BENDIGA

Propiedades mecanicas de los metales

  • 1.
  • 2.
    Propiedades mecanicas • Resistencia • Fragilidad • Tenacidad • Resiliencia
  • 3.
    • Fluencia • Ductilidad • Fatiga • Maleabilidad
  • 4.
    • Maquinabilidad • Dureza • Colabilidad • Elasticidad • Plasticidad
  • 5.
    El Proceso deMetales y Aleaciones’’’ Fundición Embutición Laminación Trefilado Extrusión
  • 6.
    La Fundición deMetales y Aleaciones Fundición en un horno
  • 7.
  • 8.
    Lingotes con formade plancha y de sección circular
  • 9.
    Obtención de lingotesde acero’’’
  • 10.
    Productos semiacabados Lingotes enforma de plancha Tochos para extrusión Placas (de acero) Perfiles estructurales de acero Chapas Lingotes de sección circular Barras y alambre
  • 11.
    Productos y aleacionesde fundición´´´ • Escala muy pequeña • Molde con la forma del producto final Ejemplo: los pistones utilizados en productos de automóviles 1-Colado 2-Se retiran del molde 3-Se eliminan las rebabas del tratamiento térmico
  • 12.
    Laminación en calientey en frío de metales y aleaciones Laminación en caliente de lingotes de sección rectangular y laminación en frio de chapas metálicas
  • 13.
    Laminación en calientede lingotes de sección rectangular • Se lleva a cabo en caliente • Mayor reducción de espesor • 1200 C • El planchón se recalienta • Bobina
  • 14.
    Laminación en friode chapas metálicas • Recocido para reblandecer el metal y eliminar cualquier trabajo en frio • Se aplica a temperatura ambiente
  • 15.
    Extrusión de metalesy aleaciones • Es un proceso de conformado plástico mediante el cual un material sometido a alta presión ve reducida su sección transversal cuando es forzado a pasar a través de una abertura o matriz de extrusión • Barras cilindricas, tubos y formas irregulares • Bajo punto de fusion • Aluminio, cobre y aleaciones • Prensas de extrusión de gran potencia
  • 16.
  • 17.
    Forja • Golpeado ocomprimido hasta forma deseada • Metal caliente o frio • Los dos tipos principales de forja son -Martillo -Prensa
  • 18.
    Forja en matrizabierta • Matrices planas, cavidades semicirculares o en forma de V • Piezas de grandes dimensiones
  • 19.
    Forja en matrizcerrada • Entre las dos partes de la matriz • Forma de parte superior e inferior • Pueden ser una o mas matrices
  • 20.
    En general • Mejora la estructura del material • Reduce la porosidad • Afina estructura interna • Mas tenaz y menos proclive a romper • Mas homogéneo
  • 21.
    Procesos secundarios Trefilado dealambre • Se reduce el diámetro a traves del paso de las matrices • En el trefilado de alambre de acero se utiliza un injerto de carburo de volframio insertado en una camisa de acero
  • 22.
    Embutición • Forma decopa • Chapas metálicas
  • 23.
    Tensión y deformaciónen metales Deformación elástica • Recupera sus dimensiones originales • Cantidad de deformación pequeña • Los átomos del metal se desplazan de sus posiciones originales pero sin llegar a alcanzar nuevas posiciones • Los átomos de metal a sus posiciones iniciales
  • 24.
    Deformación plástica • Norecupera completamente sus dimensiones • Los átomos del metal se desplazan permanentemente desde sus posiciones iniciales hasta nuevas posiciones
  • 25.
    Tensión y deformacionconvencional Tensión convencional • Es igual a la fuerza media de tracción F sobre la barra dividida por el área de su sección transversal Deformacion convencional • Es la relación entre el cambio en la longitud de una muestra en la dirección en que se aplica la fuerza y la longitud original de la muestra considerada
  • 27.
    Tensión y deformaciónreal Tensión real • La sección transversal cambia continuamente • La tensión convencional no es precisa • La convencional disminuye mientras la deformación aumenta • La real en mayor que la convencional En ingeniería no se basa en la tensión real hasta fractura, sino hasta que excede el limite elástico y el material empieza a deformarse
  • 28.
    Dureza y ensayode dureza
  • 29.
    Deformacion plástica demetales policristalinos
  • 30.
    Efectos de loslimites de grano sobre la resistencia de los metales • Los limites de grano aumentan la resistencia • Actuan como barreras del movimiento de dislocasiones, excepto a temperatura elevada • Grano pequeño • Cobre policristalino es mas resistente que el monocristalino
  • 31.
    • Durante ladeformación plástica de metales las dislocaciones que se mueven a lo lago de un determinado plano de deslizamiento no pueden seguir en línea recta cuando van desde un grano a otro • Las lineas cambian de dirección en los limites de grano
  • 33.
    El trabajo enfrio o endureciemiento por deformacion • Es uno de los metodos mas importantes de endureciemiento de metales. • Ejemplo, el cobre y el aluminio puros solamente pueden endurecer de forma significativa por este metodo
  • 34.
    Endurecimiento de losmetales por disolución solida • Aumenta la resistencia de los metales • La adicion de uno o mas elementos al metal puede aumentar la resistencia por la formacion de una disolucion solida • Estos estados de tension interactuan con las dislocaciones y dificultan su movimiento , por la que la disolicion solida es mas resistente que el metal puro
  • 35.
    Factor de tamanorelativo La diferencia en entre el tamano de los átomos del soluto y los del disolvente afecta al endurecimiento porque afecta a la distorsión de la red cristalina y la distorsión de la red dificulta el movimiento de las dislocaciones, es decir, endurece el metal
  • 36.
    Orden a cortoalcance Tienden a formar una cierta ordenación atómica de corto alcance. Como consecuencia, las diferentes estructuras de enlace impiden el movimiento de las dislocaciones
  • 37.