Propiedades de los materiales

Materiales, es una palabra bastante genérica, en este caso comentaremos algo sobre las propiedades de los materiales metálicos, que son, fundamentalmente, de los que se compone la estructura de un automóvil.

Lo primero, necesitaremos saber que es un metal. Pues bien, entendemos por metal, todo material, compuesto por uno o mas metales, aunque también puede contener otros materiales o carbono.
Los materiales metálicos se componen básicamente en dos grupos: Férricos y no férricos.

• Metales férricos: Son aquellos que llevan principalmente hierro y una parte de Carbono.

• Metales no férricos: Son aquellos que se componen de otros materiales, solos o aleados pero sin hierro

Metales Férricos: Hierro, acero y fundición:

1. Hierro: Es uno de los materiales mas abundantes en la tierra, no se encuentra nunca en estado puro, siempre acompañado de minerales. Es dúctil, maleable, conduce bien la electricidad y puede imantarse y desimantarse fácilmente. Se usa poco puro, sobre todo en electrónica e instalaciones eléctricas. Su principal aplicación se encuentra al alearse con el carbono para formar productos siderúrgicos como el acero y la fundición.
2. Acero: es una aleación de hierro con un porcentaje de carbono que va del 0´1% al 1´76%, aunque aleado puede llegar al 2´5% de carbono. Es la aleación industrial más importante que hay. Es obtenido en los Altos Hornos.
3. Fundición: es una aleación de hierro con un porcentaje de carbono que va del 1´76% al 6´67%, aunque en la práctica estos porcentajes varían entre 2% y 4% debido al porcentaje de otros elementos que posee. Por lo general, son menos dúctiles, maleables y tenaces que el acero, aunque son más duras conforme aumenta el % de carbono, por lo que aumenta su fragilidad. La temperatura de fusión es más baja que en el acero y además no necesita regulación. Se pueden fundir piezas pequeñas o grandes. Su mecanizado es más fácil que en el acero. Absorben mejor las vibraciones que los aceros, tienen cualidades autolubricantes y resisten mejor la corrosión que los aceros. Además, son más baratas que los aceros.

Metales no Férricos: Se dividen en dos, los metales puros (Zinc, Magnesio, Titanio...) y aleaciones (Aluminio, Bronce, Latón...)

• Metales Puros:

1. Cobre: Después del aluminio, es el metal no férrico más importante. Entre sus propiedades destaca que es de color rojo, blando, tenaz, frágil, dúctil y maleable. Después de la plata, es el metal mejor conductor del calor y la electricidad.
2. Estaño: No se encuentra libre en la naturaleza, obteniéndose de la casiterita. Entre sus propiedades destaca la fabricación de hojalata (chapa de acero recubierta por una capa fina de estaño), que protege muy bien de la corrosión, además de soldarse mejor. También destaca por alearse con el cobre para formar el bronce. En el automóvil se utiliza para rematar golpes o bollos y para soldar cables.
3. Cinc: Se emplea para galvanizar y cubrir metales, pinturas, aleaciones de latón, metales antifricción...
4. Aluminio: Se obtiene de la bauxita. Muy dúctil, maleable, buen conductor del calor y la electricidad. Se suelda difícilmente. También se moldea fácilmente, lo que le hace idóneo para contornear la carrocería de un vehículo.
5. Magnesio: Se obtiene de la dolomita, se alea con aluminio, principalmente para llantas en vehículos.
6. Titanio: Es muy resistente a la oxidación y corrosión pero mal conductor del calor y la electricidad. Tiene mejor resistencia mecánica que el acero.  Es muy resistente a la oxidación y corrosión pero mal conductor del calor y la electricidad. Tiene mejor resistencia mecánica que el acero.

• Aleaciones: 

1. Latón: es una aleación de cobre con cinc conocida posiblemente desde el año 1000 aC.  También depende del % de cada metal su  peso  específico, conductividad y otras muchas propiedades.  El % de cinc no debe sobrepasar nunca el 50%, pues se hace frágil la aleación. Usados en la automoción para fabricar radiadores.
2. Bronce:  es una aleación de cobre con estaño conocida desde la antigüedad. El estaño tiene en la aleación propiedades aún mejores que el cinc en los latones, pues son mejores los productos resultantes y se trabajan mejor. Utilizados para rodamientos, y la aleación cuproaluminio se usa en faros de automóviles.
3. Aleaciones del aluminio: Se denominan aleaciones ligeras aquellas que tienen como base el aluminio.Se suele alear con Cu, Si, Zn, Mn, Fe, Co, Cr y Ti, teniendo como característica su bajo peso específico, siendo del orden de 1/3 del acero. Cada vez tienen más importancia debido a su ligereza, usándose en aeronáutica, culatas, cárteres, émbolos, puertas, ventanas, molduras, etc.

Propiedades mecánicas:

1. Dureza: es la resistencia de un cuerpo a ser rayado por otro. Opuesta a duro es blando. El diamante es duro porque es difícil de rayar. Es la capacidad de oponer resistencia a la deformación superficial por uno mas duro.
2. Plasticidad:  Capacidad de un material a deformarse ante la acción de una carga, permaneciendo la deformación al retirarse la misma. Es decir es una deformación permanente e irreversible.
3. Maleabilidad: facilidad para deformarse en tiras.
4. Ductilidad: facilidad para deformarse en hilos.
5. Resistencia: propiedad que presentan los materiales para soportar las diversas fuerzas. Es la oposición al cambio de forma y a la separación, es decir a la destrucción por acción de fuerzas o cargas.
6. Elasticidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de volver a su estado inicial cuando se aplica una fuerza sobre él
7. Resiliencia: resistencia a no destruirse por un golpe.

Estas propiedades son estudiadas por medio de distintos ensayos.

 El mas utilizado es el ensayo de tracción, que nos muestra el diagrama de tracción, en donde apreciamos, la elasticidad y plasticidad de un material.