RESUMEN CAPITULO 6 Propiedades mecánicas más importantes: Resistencia, dureza, ductilidad y rigidez Factores a tomar en cuenta a la hora de realizar experimentos de laboratorio son: La carga, la duración y las condiciones del medio ambiente en que se desarrollan. !emperatura importante"
ESFUERZO / DEFORMACIÓN #l aplicar una carga a un metal, $ste responderá seg%n sea su naturaleza de comportamiento mecánico. &xisten ' tipos de cargas: !racción, compresión y cizalladura tambi$n torsión" (#)# *+# )& L# (#R-# &/-& *+ &+#01 )& L#21R#!1R/1 )/F&R&+!&. &nsayo de !racción: !racción: !ensión3 !ensión3 )e4ormación" &nsayo de (ompresión: (ompresión de4ormación" &nsayo de (izalladura o !orsión: (izalladura3de4ormación o !orsión3)e4 !orsión3)e4ormación ormación en mo5imiento mo5imiento rotacional rotacional alrededor alrededor del e6e"
TIPOS DE DEFORMACIONES Elástica: La de4ormación es proporcional a la tensión. -&+&R#L7&+!& 8L1 1(*RR& (1+ !&+/1+& P&9*&# σ =
ϵ =
F Ao
;!ensión
l i− l o lo
; )e4ormación
Ley de H!e σ = Eϵ
&; módulo de elasticidad # mayor módulo de elasticidad menor de4ormación, por ende mayor resistencia.
L# )&F1R7#(/8+ &L<!/(# +1 & P&R7#+&+!&, L1 9*& /-+/F/(# 9*& (*#+)1 & R&!/R# L# F*&R=# L# P/&=# >*&L>& # * F1R7# 1R/-/+#L.
ANELASTICIDAD" &s el comportamiento que ocurre cuando la de4ormación elástica depende del tiempo. &s decir, la de4ormación elástica continua aumentando despu$s de aplicar la carga, y al retirar la carga se requiere que transcurra alg%n tiempo para que el material se recupere completamente. &n los metales $sta componente es peque?a y a menudo despreciable.
PL#STICA # medida que se le sigue aplicando más tensión a un material, $ste se seguirá de4ormando, pasando los l@mites de la de4ormación elástica estas de4ormaciones serán plásticas. L# )&F1R7#(/8+ PL<!/(# 1+ P&R7#+&!&
PROPIEDADES DE TRACCIÓN Fluencia y l@mite elástico Fluencia: &s el ni5el de tensión necesario para lle5ar a cabo la de4ormación plástica R&/!&+(/# # L# !R#((/8+: es la tensión en el máximo del diagrama tensiónA de4ormación, o sea la máxima tensión soportada por una estructura a la tracción, si esta tensión es aplicada y mantenida, se producirá la rotura. )*(!/L/)#): es una medida del grado de de4ormación plástica que puede ser soportada hasta la 4ractura. R&/L&+(/#: es la capacidad de un material de absorber energ@a elástica cuando es de4ormado y ceder esta energ@a cuando se de6a de aplicar. L@mite elástico alto, módulo de elasticidad muy ba6o" !&+#(/)#): &s la medida de la capacidad de un material de absorber energ@a antes de la 4ractura.
)*R&=#: es la medida de la resistencia de un material a la de4ormación plástica localizada
RESUMEN &n este cap@tulo se han discutido 5arias propiedades mecánicas
importantes
de
los
materiales,
predominantemente de metales. &n primer lugar se han introducido los conceptos de tensión y de4ormación. La tensión es una medida de la carga o 4uerza mecánica aplicada, normalizada para tomar en consideración el área de la sección. e han deBnido dos parámetros de tensión distintos: la tensión nominal y la tensión real. La de4ormación es inducida por una tensiónC en ingenier@a se utiliza tanto la de4ormación nominal como la de4ormación real. #lgunas de las caracter@sticas mecánicas de los metales pueden ser determinadas a partir de ensayos tensiónA de4ormación sencillos. &xisten cuatro tipos distintos de ensayos: tracción, compresión, torsión y (izalladura. Los de tracción son los más comunes. (uando un material es estirado, primero se de4orma de manera elástica, o sea, la de4ormación no es permanente, y la tensión y la de4ormación son proporcionales. La constante de proporcionalidad es el módulo de elasticidad cuando la carga es de tracción o de
compresión, y es el módulo de cizalladura cuando la tensión es una cizalladura. &l 4enómeno de Duencia ocurre al comienzo de la de4ormación plástica, o de4ormación permanenteC el l@mite elástico se determina como la tensión para un E,G de de4ormación plástica a partir del comportamiento en la cur5a tensiónA de4ormación, el cual nos indica la tensión a la cual empieza la de4ormación plástica. La resistencia a la tracción corresponde a la tensión máxima que puede soportar una probeta, mientras que el alargamiento porcentual y la reducción de área son medidas de ductilidad, la cantidad de de4ormación plástica que tiene lugar hasta la 4ractura. La resiliencia es la capacidad del material para absorber energ@a durante la de4ormación elásticaC el módulo de resiliencia es el área deba6o de la cur5a nominal tensiónA de4ormación hasta el l@mite elástico. !ambi$n, la tenacidad estática representa la energ@a absorbida durante la 4ractura de un material, y se toma como el área ba6o la cur5a completa tensiónAde4ormación.
Los
materiales
d%ctiles
son
normalmente más tenaces que los 4rágiles. La dureza es una medida de la resistencia a la de4ormación plástica localizada. &n muchas t$cnicas populares de dureza RocHIell, 2rinell, Jnoop y >icHers" un peque?o penetrador se 4uerza en la superBcie del material, y un n%mero o @ndice es determinado sobre la base del tama?o o pro4undidad de la
huella resultante. &n mucho metales, la dureza y la resistencia a tracción son aproximadamente proporcionales uno a otro. Las propiedades mecánicas as@ como otras propiedades" no son cantidades exactas, y existirá siempre alguna dispersión en los 5alores medidos. Las propiedades t@picas del material se especiBcan usualmente en t$rminos de promedios, mientras que la magnitud de la dispersión se representa mediante la des5iación estándar. (omo resultado de la incertidumbre, tanto en las propiedades mecánicas medidas y en las tensiones aplicadas en ser5icio, usualmente se utilizan tensiones de traba6o o tensiones de seguridad para propósitos de dise?o. &n el caso de los materiales d%ctiles, las tensiones de traba6o son el cociente entre el l@mite elástico y el 4actor de seguridad.
