Cuales son las propiedades de los metales

En la Tabla Periódica, hay tres tipos principales de elementos conocidos como Metales, No Metales y Metaloides. Aquí hay algunas propiedades de metales, no metales y metaloides.

Propiedades de los metales, no metales y metaloides

  • Los metales son generalmente brillantes, maleables y duros. Los metales también son buenos conductores de electricidad. Ejemplos de metales son oro, plata, hierro, uranio y zinc.
  • Los no metales no conducen el calor o la electricidad muy bien. Los no metales son típicamente frágiles y no se moldean fácilmente en formas. Ejemplos de elementos no metálicos son hidrógeno y carbono.
  • Los metaloides comparten características de metales y no metales y también se llaman semimetales. Los metaloides son típicamente semiconductores, lo que significa que aíslan y conducen la electricidad. Esta propiedad semiconductora hace que los metaloides sean muy útiles como material de chips de computadora. Ejemplos de elementos metaloides son silicio y boro.

Cuales son las propiedades mecánicas de los metales.

La muestra se alargará en proporción directa a la carga durante la porción elástica de la curva hasta el punto A. En este punto, la muestra continuará elongando pero sin un aumento en la carga. Esto se conoce como el límite elástico del acero y es el final de la porción elástica. En cualquier punto hasta el punto A si se elimina la carga, la muestra volverá a su dimensión original.

El rendimiento se produce desde el punto A hasta el punto B y esta es el área de deformación plástica. Si la carga se eliminara en el punto B, la muestra no volvería a su dimensión original, sino que tomaría un conjunto permanente. Más allá del punto B, la carga tendrá que aumentarse para estirar aún más la muestra.

La carga aumentará al punto C, que es la resistencia máxima del material. En el punto C, la muestra se romperá y la carga ya no se transportará. La resistencia máxima a la tracción del material se obtiene al dividir la carga final por el área de la sección transversal de la muestra original. Esto proporciona la máxima resistencia a la tracción en Newtons por milímetro cuadrado (Mega Pascales, MPa) o libras por pulgada cuadrada.

El límite de fluencia o punto de fluencia se obtiene dividiendo la carga en rendimiento o en el punto A por el área original. Esto proporciona una cifra en libras por pulgada cuadrada o MPa. Los metales extremadamente dúctiles no tienen límite elástico. Se estiran o ceden a cargas bajas. Para estos metales, el punto de fluencia está determinado por el cambio en la elongación. Dos décimas de elongación del uno por ciento se establece arbitrariamente como el límite elástico. El límite elástico es el límite sobre el cual se calculan los diseños.

Ductilidad

La ductilidad de un metal es la propiedad que le permite estirarse o cambiar su forma sin romperse y retener la forma modificada después de que se ha eliminado la carga.
La ductilidad de un metal puede determinarse a partir de la prueba de tracción. Esto se hace determinando el porcentaje de elongación. Las marcas de calibre están hechas a dos pulgadas de distancia en el punto donde ocurrirá la fractura. El aumento en la longitud del calibre en relación con la longitud original multiplicada por 100 es el porcentaje de elongación. Esto se hace haciendo marcas de punzón en el centro a dos pulgadas de distancia en la sección reducida del cupón de prueba, probando el cupón, sosteniendo firmemente las dos piezas y volviendo a medir la distancia entre las marcas centrales del punzón. Las dos pulgadas originales se restan de la longitud medida y la diferencia se divide entre dos y se multiplica por 100 para obtener un porcentaje de elongación.

Reducción del área

La reducción del área es otra medida de la ductilidad y se obtiene de la prueba de tracción midiendo el área de la sección transversal original de la muestra y relacionándola con el área de la sección transversal después de la falla.
Para una muestra redonda, se mide el diámetro y se calcula el área de la sección transversal. Después de que la barra de prueba se rompe, el diámetro se mide en el punto más pequeño. El área de la sección transversal se calcula nuevamente. La diferencia en el área se divide por el área original y se multiplica por 100 para obtener la reducción porcentual del área. Esta figura es de menor importancia que el alargamiento, pero generalmente se informa cuando se dan las propiedades mecánicas de un metal.

El espécimen de ensayo de tracción también proporciona otra propiedad del metal conocida como su módulo de elasticidad, también llamado módulo de Young. Esta es la relación entre el estrés y la tensión elástica. Se relaciona con la pendiente de la curva hacia el límite elástico. El módulo de elasticidad es importante para los diseñadores y se incorpora en muchas fórmulas de diseño.

Dureza

La dureza de un metal se define como la resistencia de un metal a la penetración local por parte de una sustancia más dura. La dureza de los metales se mide al forzar una bola de acero endurecido o un diamante en la superficie de la muestra, bajo un peso definido, en una máquina de prueba de dureza.
El Brinell es uno de los tipos más populares de máquinas para medir la dureza. Proporciona un número de dureza Brinell (BHN), que se expresa en kilogramos por milímetro cuadrado en función de la carga aplicada a la bola endurecida en kilogramos y dividida por el área de la impresión que deja la bola en milímetros cuadrados.

Hay muchos otros sistemas de medición de dureza. Una máquina popular es el probador de dureza Rockwell, que utiliza un diamante que se introduce en la superficie de la muestra. Se utilizan diferentes cargas para proporcionar diferentes escalas. Las cargas más pequeñas se usan para materiales más blandos. Otro método es mediante la máquina de dureza Vickers, que lee directamente, mientras se presiona un diamante en la superficie del metal. Otra forma es el escleroscopio Shore, que utiliza un pequeño peso caído que rebotará desde la superficie del metal proporcionando una medida de dureza.

Resistencia al impacto

La resistencia de un metal a los impactos se evalúa en términos de resistencia al impacto. Un metal puede poseer una ductilidad satisfactoria bajo cargas estáticas, pero puede fallar bajo cargas dinámicas o impacto.

La fuerza de impacto generalmente se determina mediante la prueba de Charpy. A veces se mide con la prueba de Izode. Ambos tipos de pruebas usan el mismo tipo de máquina de prueba de péndulo. La muestra de prueba Charpy es una viga sostenida en ambos extremos y contiene una muesca en el centro. La muestra se coloca sobre soportes y se golpea con un péndulo en el lado opuesto a la muesca. La precisión y ubicación de la muesca es de extrema importancia. Hay varios tipos de especímenes Charpy; el tipo V-notch es el más popular.

La resistencia al impacto de un metal se determina midiendo la energía absorbida en la fractura. Esto es igual al peso del péndulo multiplicado por la altura a la que se libera el péndulo y la altura a la que el péndulo se balancea después de haber golpeado la muestra. En la práctica métrica estándar, la resistencia al impacto se mide de dos maneras. Uno, en julios basado en energía absorbida y, dos, en julios por centímetro cuadrado del área de la superficie fracturada o el área de sección transversal debajo de la muesca. En términos anglosajones, la resistencia al impacto es la libra de energía absorbida.

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