Ensayo De Materiales Cristalinos

Tema 4 Comportamiento plástico de los sólidos cristalinos

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Tema 4: Comportamiento plástico de los sólidos cirstalinos

1. Fenomenología de la deformación plástica 2. Ensayo de tracción: límite elástico, endurecimiento por deformación e inestabilidad plástica 3. Ensayo de compresión 4. Ensayo de trosion 5. Ensayo de dureza 6. Descripción matemática del comportamiento plástico

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1.Fenomenología de la deformación plástica
• Todos los materiales presentan una carga característica (límite elástico)
– Por debajo de ella se comportan elásticamente (al retirar la carga el material vuelve a su forma primitiva) Al sobrepasar la carga los materiales frágiles (cerámicas, vidrio) rompen sin casi deformación permanente

–

LA MAYORIA de materiales, al sobrepasar esa carga, sedeforman plásticamente (de forma permanente)

Conocer cómo y por qué los materiales deforman plásticamente es muy importante:
– – Para diseñar estructuras que puedan soportar cargas sin quedar dañadas Para diseñar sistemas capaces de introducir deformaciones plásticas
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1. Fenomenología de la deformación plástica
A veces la deformación plástica ayuda a prevenir catástrofes … pero demasiadadeformación no es buena

O necesitamos de ella para conformar los materiales

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2. El ensayo de tracción
Es un ensayo en el cual una muestra se somete a tracción, típcamente hasta que rompe Se usa para caracterizar el comportamiento a tracción de los materiales

Montaje experimental 1. 2. Se amarra la probeta por ambos extremos Es necesario medir la carga aplicada y el alargamiento de lamuestra:
1. 2. Normalmente se usa una celda de carga para medir la fuerza Normalmente se usa un extensómetro para medir el alargamiento de una longitud calibrada

3.

La muestra se somete a tracción (típicamente moviendo un actuador donde está amarrado un extremo de la probeta, mientras el otro permanece fijo) Se registra la carga y el alargamiento de la probeta
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4.

2 El ensayo detracción
• Montaje experimental
Máquina de ensayo Mordaza

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2 El ensayo de tracción
• Montaje experimental
Muestra Extensómetro

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2 El ensayo de tracción
• Registro carga-desplazamiento

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2 El ensayo de tracción
Registro tensión-deformación ingenieriles Registro tensión-deformación verdaderas

F σn = A0

u εn = l0

σ true =

Fl A0 l0

ε true = ln

l l0
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2 Elensayo de tracción
Registro tensión-deformación:
• E (Módulo de Young): Constante de proporcionalidad entre tensión aplicada y deformación resultante dentro del régimen elástico. • σy ó σ0.2% (tensión de fluencia): Tensión que produce en el material una deformación ingenieril permanente del 0.2% • σUTS (tensión última): Tensión ingenieril máxima que el material es capaz de soportar. Alalcanzarse esta deformación aparece la estricción.

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2 El ensayo de tracción
Stress YS

Energía plástica

Recuperación elástica

Strain – El área bajo la curva carga-desplazamiento es la energía almacenda en la muestra durante la deformación (elástica + plástica) – El área bajo la curva tensión-deformación verdaderas representa la energía almacenada por unidad de volumen (elástica +plástica) del material del que está hecha la probeta
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2 El ensayo de tracción
Tensión de fluencia de distintos materiales Normas – Los ensayos de tracción deben seguir normas establecidas que dependen de la forma y de las condiciones de ensayo. – Ejemplos de normas ASTM (American Standard for Testing Materials) •E 8-00 Materiales metálicos •E 21-92 Metales a alta temperatura •E 345-93 Láminasmetálicas •E 1450-92 Aleaciones estructurales en He líquido (4 K)
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3 El ensayo de compresión
Es un ensayo en el que se somete a una probeta a cargas compresivas. Se usa para estudiar el comportamiento de los materiales bajo ese estado de cargas

Procedimiento de ensayo
1. Se coloca la muestra entre los platos de la máquina (normalmente se lubrica para reducir la fricción) 2. Como en el...