Flashcards: Materials: propietats i assaigs

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. Quines són les quatre grans famílies de materials tècnics?

   Metàl·lics, polímers (plàstics), ceràmics i compostos.

2. 2. Quines propietats generals tenen els materials metàl·lics?

   Són bons conductors de la calor i de l'electricitat, tenaços i deformables.

3. 3. Metall fèrric i no fèrric: quina diferència hi ha?

   Un fèrric conté ferro com a element principal (acer, fosa) i sol rovellar-se. Un no fèrric no en té (alumini, coure, zinc, titani) i sol ser més lleuger o més resistent a la corrosió.

4. 4. Termoplàstic i termostable: quina diferència hi ha?

   Un termoplàstic es reblaneix amb la calor i es pot tornar a modelar (PET, PVC, polietilè). Un termostable, un cop endurit, ja no es pot tornar a fondre (baquelita, resines).

5. 5. Error típic: tots els plàstics es poden reciclar fonent-los?

   No: només els termoplàstics es reblaneixen i es poden remodelar. Els termostables, un cop endurits, no es tornen a fondre.

6. 6. Quines propietats tenen els ceràmics? Posa'n exemples.

   Són durs i resistents a la calor i a la corrosió, però fràgils. Per exemple, el vidre, la porcellana o el formigó.

7. 7. Què és un material compost? Posa'n un exemple.

   La combinació de dos o més materials per aprofitar el millor de cadascun. La fibra de carboni té fibres resistents dins d'una matriu de resina: és lleugera i molt resistent.

8. 8. Què és la duresa d'un material?

   La resistència a ser ratllat o penetrat per un altre material. El diamant és molt dur.

9. 9. Què és la tenacitat d'un material i quin n'és el contrari?

   L'energia que pot absorbir abans de trencar-se. El contrari és la fragilitat: l'acer és tenaç i el vidre, fràgil.

10. 10. Error típic: un material molt dur és també tenaç?

    No necessàriament. El vidre és més dur que l'acer comú, però és fràgil: costa de ratllar i en canvi es trenca de cop, perquè gairebé no absorbeix energia.

11. 11. Què és la resistència mecànica?

    La tensió màxima que un material aguanta sense trencar-se, a tracció, a compressió, a flexió…

12. 12. Elasticitat i plasticitat: quina diferència hi ha?

    L'elasticitat és recuperar la forma quan deixes de fer força (una goma). La plasticitat és quedar deformat permanentment (la plastilina).

13. 13. Ductilitat i mal·leabilitat: quina diferència hi ha?

    La ductilitat és deformar-se en fils sense trencar-se (el coure). La mal·leabilitat és deformar-se en làmines (el paper d'alumini). Truc: dúctil, fil.

14. 14. Què és un assaig de materials?

    Una prova normalitzada que mesura una propietat concreta d'un material sobre una proveta.

15. 15. Com es fa l'assaig de duresa Brinell?

    Es clava una bola de carbur de tungstè contra el material i es mesura el diàmetre de l'empremta. Per la bola de tungstè, la duresa s'escriu HBW.

16. 16. En què es diferencien els assaigs Rockwell i Vickers del Brinell?

    El Rockwell mesura la profunditat que penetra la punta, no el diàmetre de l'empremta. El Vickers fa servir una punta de diamant piramidal en lloc d'una bola.

17. 17. Com es fa l'assaig de tracció?

    S'estira una proveta fins que es trenca i es registra la corba tensió-deformació ($\sigma$-$\varepsilon$). És l'assaig més important en materials estructurals.

18. 18. Quins tres valors s'obtenen de l'assaig de tracció?

    El límit elàstic $\sigma_e$, la resistència a tracció $\sigma_r$ (el punt més alt de la corba) i l'allargament a la ruptura, que mesura la ductilitat.

19. 19. Què indica el límit elàstic $\sigma_e$?

    La tensió fins a la qual, si deixes d'estirar, la proveta torna a la seva llargada. Per sobre, la deformació queda permanent.

20. 20. Què mesura l'assaig de resiliència Charpy i com es fa?

    Mesura la tenacitat. Un pèndol amb un martell colpeja la proveta i es mesura l'energia absorbida en trencar-la. Serveix per saber si el material aguantarà cops.

21. 21. Per què l'assaig Charpy es fa a diverses temperatures?

    Perquè molts acers passen de tenaços a fràgils per sota d'una certa temperatura, i l'assaig permet trobar-la.

22. 22. Què és l'assaig de fatiga?

    Aplicar una força que canvia moltes vegades (cicles) per veure quan es trenca el material. Molts trencaments reals són per fatiga, no per una sola sobrecàrrega.

23. 23. Assaig destructiu o no destructiu: quan fas servir cadascun?

    Si la peça ha de continuar en servei, no destructius (radiografies, ultrasons), que l'examinen sense fer-la malbé. Els destructius es fan sobre provetes de sacrifici.

24. 24. Error típic: buscar «el millor material»?

    No existeix en abstracte: es busca el més adequat per a cada ús, equilibrant prestacions, cost, disponibilitat, pes, estètica i impacte ambiental.

25. 25. Què és el cicle de vida d'un material i per què s'ha de mirar?

    Les etapes d'extracció, fabricació, ús i final de vida. Un material reciclable o més durador pot sortir més a compte encara que d'entrada sigui més car.

26. 26. Per a què serveix la densitat en la selecció de materials?

    $d = \dfrac{m}{V}$. Entre dos materials igual de resistents, el menys dens fa la peça més lleugera: l'alumini, $2{,}7\ \mathrm{g/cm^3}$, davant l'acer, $7{,}8\ \mathrm{g/cm^3}$.