Propiedades de los metales - Properties of Metals
Las propiedades generales de los
metales y sus aleaciones, como la dureza, la maleabilidad, la ductilidad, la
elasticidad, la tenacidad, la densidad, la fragilidad, la fusibilidad, la
contracción y la expansión de la conductividad, etc., son de interés primordial
en el mantenimiento de aeronaves. Estos términos se explican con el fin de
establecer una base para la discusión posterior de los metales estructurales.
Dureza - Hardness
La dureza se refiere a la capacidad de un material para resistir la abrasión, la penetración, la acción de corte o la distorsión permanente. La dureza puede aumentarse trabajando el metal en frío y, en el caso del acero y ciertas aleaciones de aluminio, mediante un tratamiento térmico.
Las piezas estructurales suelen formarse a partir de
metales en estado blando y luego se someten a un tratamiento térmico para
endurecerlas y que conserven la forma final. La dureza y la resistencia son
propiedades de los metales estrechamente relacionadas.
Resistencia - Strength
Una de las propiedades más
importantes de un material es la resistencia. La resistencia es la capacidad de
un material para resistir la deformación. También es la capacidad de un
material de resistir la tensión sin romperse. El tipo de carga o tensión sobre
el material afecta a la resistencia que presenta.
Densidad - Density
La densidad es el peso de una unidad
de volumen de un material. En los trabajos de aviación, se prefiere el peso especificado
de un material por pulgada cúbica, ya que esta cifra puede utilizarse para
determinar el peso de una pieza antes de su fabricación. La densidad es una
consideración importante a la hora de elegir el material que se utilizará en el
diseño de una pieza para mantener el peso y el equilibrio adecuados de la
aeronave.
Maleabilidad - Malleability
Se dice que un metal que puede ser
martillado, enrollado o prensado en varias formas sin agrietarse, romperse o
dejar algún otro efecto perjudicial, es maleable. Esta propiedad es necesaria
en las chapas metálicas que se trabajan en formas curvas, como los capós, los
carenados o las puntas de las alas. El cobre es un ejemplo de metal maleable.
Ductilidad - Ductility
La ductilidad es la propiedad de un metal que le permite ser estirado, doblado o retorcido permanentemente en diversas formas sin romperse. Esta propiedad es esencial para los metales utilizados en la fabricación de alambres y tubos. Los metales dúctiles son los preferidos para el uso en aeronaves por su facilidad de conformación y su resistencia a los fallos bajo cargas de choque.
Por esta razón, las aleaciones de aluminio se
utilizan para los anillos del capó, la piel del fuselaje y de las alas, y las
piezas conformadas o extruidas, como las costillas, los largueros y los
mamparos. El acero al cromo-molibdeno también se puede moldear fácilmente en
las formas deseadas. La ductilidad es similar a la maleabilidad.
Elasticidad - Elasticity
La elasticidad es una propiedad que permite a un metal volver a su tamaño y forma originales cuando se elimina la fuerza que provoca el cambio de forma. Esta propiedad es muy valiosa, ya que sería muy indeseable que una pieza se deformara permanentemente después de retirar una carga aplicada.
Cada metal tiene un punto conocido como límite
elástico, más allá del cual no puede ser cargado sin causar una distorsión
permanente. En la construcción de aeronaves, los elementos y las piezas se
diseñan de forma que las cargas máximas a las que se someten no los sometan a
esfuerzos más allá de sus límites elásticos. Esta propiedad deseable está
presente en el acero para muelles.
Dureza - Toughness
Un material que posee dureza soporta
el desgarro o el cizallamiento y puede ser estirado o deformado de otro modo
sin romperse. La dureza es una propiedad deseable en los metales de aviación.
Fragilidad - Brittleness
La fragilidad es la propiedad de un
metal que permite poca flexión o deformación sin romperse. Un metal frágil es
susceptible de romperse o agrietarse sin cambiar de forma. Dado que los metales
estructurales suelen estar sometidos a cargas de choque, la fragilidad no es
una propiedad muy deseable. El hierro fundido, el aluminio fundido y el acero
muy duro son ejemplos de metales frágiles.
Fusibilidad - Fusibility
La fusibilidad es la capacidad de un metal de convertirse en líquido mediante la aplicación de calor. Los metales se fusionan en la soldadura. Los aceros se funden a unos 2.600 °F y las aleaciones de aluminio a unos 1.100 °F.
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