Materials

Destructius

Tracció

Consisteix en estirar una peça lentament fins que es trenqui, mesurant la força
aplicada, en N, i l’allargament en mm.

Tensió o esforç unitari σ=F/Ao en Pa

Deformació =Ɛ Δl/lo

El pendent de la recta tensió-deformació a la zona elàstica s’anomena mòdul de Young o mòdul d’elasticitat, E:
mòdul de Young, E=σ/ Ɛ en Pa

Duresa

És la resistència o oposició que presenta un material a ser ratllat o penetrat per una altre material. (escala Mohs, 1. Talc,... 10. Diamant).

La mesura de la duresa amb un duròmetre professional amb una mostra d’acer i escara Rockwell C, utilitzarà una punta de diamant i una càrrega equivalent a 150kg, l’instrument dona directament el valor de la duresa.

Un altre assaig utilitzat és la duresa Brinell HBW:
XX HBW (D/C/t)

XX: grau de duresa Brinell, XX=0,012*F/A, A és la superfície de la marca.

D:diàmetre del penetrador (mm)

C: 0,012*F (F és la càrrega aplicada en N) 0,012 = 1/9,806 és una constant

t: temps que ha durat l’aplicació de la càrrega en s.

Exemple: 187 HBW 5/750/20

Impacte

-L’assaig d’impacte es fa amb un martell de Charpy.

Explicació: El martell a la posició més elevada té una energia potencial que es pot mesurar a partir de la massa del martell m, de la longitud L del seu braç, i de l’angle de l’agulla σ. Just abans de trencar-se l’energia potencial s’ha transformat en energia cinètica. En trencar-se, absorbeix una part d’aquesta energia, i la resta de l’energia es va
transformant en energia potencial quan el martell va pujant fins a un angle β.

Fórmules Importants

E consumida= Ep final – Ep inicial

E = mgL (cos β - cosσ )= mgh’ - mgh

L*cos β =h
L*cos σ =h’

La resiliència que és l’energia necessària per trencar una material amb un sol cop, es pot calcular com:
K=E/A
E és l’energia consumida en J
A és la secció de trencament de la proveta en mm²

La tenacitat és la capacitat de resistència al xoc.

No destructius

Tot i no haver-los treballat mencionar els assajos d'aquest tipus.

Magèntics

Raigs X

Raigs Gamma

Ultrasons

La metal·lúrgia és el conjunt de processos per l'obtenció de metalls.

La primera matèria natural són els minerals.
Per separar el metall d'aquests fem servir processos físic i químics.

Mena

és la part del mineral que conté el metall buscat.

Ganga

és la part del mineral que conté impureses o elements no desitjats

Riquesa

percentatge de mena que conté un mineral.

Enriquiment

és el procés destinat a separar al màxim la mena de la ganga.

Aliatges

Un aliatge és la combinació d'un metall amb altres elements químics metàl·lics o no-metàl·lics.

Els aliatges tenen característiques pròpies dels metalls i diferents dels metalls que el formen.

La siderúrgia és la part de la metal·lúrgia dedicada a l'obtenció del ferro i els seus derivats.

Característiques

El ferro pur té poca utilitat per la indústria.

S'acostuma a aplicar el nom de ferro a molts materials formats a base de ferro i altres elements.

El 90% dels materials empleats per la indústria són aliatges de ferro.

La gran utilitat del ferro es deguda a la seva resistència i el seu baix cost.

Minerals de ferro

magnetita

hematites

siderita

pirita

Ferro pur

Punt de fusió: 1539 ºC.

Color: blanc grisós.

Densitat: 7,87 g/cm3

Propietats: dúctil i mal·leable, bon conductor elèctric i magnètic.

Inconvenients: s'oxida fàcilment.

Aliatges Ferro-Carboni

0,1 a 1,7% de carboni: Acers

1,7 a 6,67% de carboni: Foses

L'obtenció del ferro és s'acostumava a fer en forns amb carbó vegetal. Actualment s'utilitza l'Alt Forn.

Mecàniques

sotmès a esforç (estirar, deformar, impactar...)

Resistència

Tracció

Compresió

Flexió

Torsió

Cisallament

Duresa

Tenacitat

Plasticitat

Ductilitat

Mal·leabilitat

Tèrmiques

Conductivitat tèrmica

Dilatació

Calor específic

Temperatures de fusió, solidificació i ebullició.

Electromagnètiques

Resistivitat elèctrica

Conductors (baixa resistència)

Aïllants (alta resistència)

Semiconductors (resistivitat afectada per fenòmens: llum, temperatura, pressió, etc.)

Magnetisme

Paramagnètics

Diamagnètic

Ferromagnètics

Coure(Cu)

Propietats

Es troba en estat pur a la natura.

És de color vermellós, dúctil i mal·leable.

Molt bon conductor tèrmic i elèctric.

Permet ser conformat en fred a base de cops.

Resistent a la corrosió produïda per l'aire, l'aigua i molts productes químics.

Presenta acritud.

Aplicacions

Conductors elèctrics.

Canonades per instal·lacions d'aigua i gas.

Estris de cuina i ornamentals.

Els aliatges de coure poden ser Llautons (courei zinc) i Bronzes (coure i estany)

Alumini (Al)

Propietats

Molt lleuger, de color blanc.

Bon conductor elèctric i tèrmic.

Dúctil i mal·leable

Resistent a la corrosió atmosfèrica i a l'aigua, fa una petita capa d'òxid que actua com autoprotecció.

Fon a baixa temperatura

Presenta acritud.

Els aliatges d'alumini s'anomenen aliatges lleugers.

Aplicacions

Conductors elèctrics.

Intercanviadors de calor.

Estris de cuina, envasos i embolcalls per productes alimentaris.

Fàcil emmotllament, permet processos de transformació per trefilar, laminat, extrusionat i injecció.

Es la base dels aliatges lleugers.

Titani (Ti)

Propietats

Metall bastant lleuger

Molt resistent als esforços mecànics.

Molt resistent a la corrosió

És un element abundant però de difícil obtenció, per la qual cosa és molt car.

Els aliatges de titani són fàcils de mecanitzar i admeten tractaments tèrmics.

Aplicacions

Aeronàutiques, aeroespacials, navals, de petrolera i
pròtesis quirúrgiques implants dentals.

Plom (Pb)

Propietats

Metall gris blavós

Molt tou, pesant, mal·leable

Poc tenaç

Molt baix punt de fusió

És resistent a la corrosió tret de l'aigua destil·lada (pluja) i a l'àcid nítric.

Com tots els metalls pesants és molt tòxic.

Aplicacions

Revestiment de dipòsits d'àcid sulfúric

Reduir sorolls, vibracions i com a element antifricció

Pantalla en enfront dels raigs X i g (en centrals nuclears).

Estany (Sn)

Propietats

Metall de color blanc blavós i brillant, molt tou, dúctil i mal·leable, resistent a la corrosió.

Aplicacions

Revestiment de làmines fines d'acer (llauna), utilitzada en la fabricació d'envasos.
Els aliatges d'estany i plom són utilitzats per la soldadura tova en fontaneria i en la indústria electrònica.

Zinc (Zn)

Propietats

Metall amb una bona resistència a la corrosió a l'aigua i a l'aire.

Aplicacions

S'utilitza en forma de làmines com a revestiment de dipòsits i en la galvanització de peces d'acer (zincat).
Antigament, s'utilitzava en alguns països com a revestiment de teulades.

Níquel (Ni)

Propietats

Metall de color blanc molt brillant, molt resistent a la corrosió. Molt mal·leable resistent a la tracció i al desgast.

Aplicacions

Com a metall pur s'utilitza en la fabricació d'instrumental quirúrgic i de laboratori.
En forma de revestiment electrolític, niquelat, dona protecció i un acabat brillant i atractiu.