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Tema 2. Propiedades mecánicas de los materiales metálicos

Leonardo Vergara

Qué es la manufactura
Se transforma el material en un producto de mayor valor

1

Clasificación de los procesos de manufactura en metales
Procesos que cambian la forma del material
Metalurgia

extractiva

Formado en frío Fundición Metalurgia de polvos
Métodos Métodos

y caliente

Procesos queprovocan desprendimiento de viruta por medio de máquinas Procesos que cambian las superficies Procesos para el ensamblado de materiales Procesos para cambiar las propiedades físicas

de maquinado convencional de maquinado especial

Con Por

desprendimiento de viruta pulido Por recubrimiento
Uniones Uniones

permanentes temporales

Tratamientos Temple

térmicos superficialConsideraciones para la selección proceso
      

La forma, tamaño y espesor de la parte Características y propiedades del material de la pieza. Los requerimientos de funcionamiento de la pieza. Los requerimiento de tolerancia y acabado superficial. Volumen y velocidad de producción. Mínima cantidad de pasos Costos de operación

2

Proceso y materiales comunes. Tabla 6

Propiedadesde los materiales metálicos
Influye en:  Proceso tecnológico de manufactura  Condiciones de servicio

3

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Propiedades Mecánicas
  

 

Rigidez – Módulo de Elasticidad o Módulo de Young (MPa) Resistencia - Fluencia, Última, Fractura, medida como esfuerzo (MPa) Ductilidad – Medida de la capacidad para deformar plásticamente sinfractura - Elongación, Reducción de área, (no tiene unidades o mm/mm) Tenacidad, Resiliencia – Medida de la capacidad para absorber energía (J/m3). Dureza - Resistencia a la indentación/abrasión (Varias escalas, ejm; Rockwell, Brinell, Vickers.)

Esfuerzo y deformación


En una manera simple , Esfuerzo puede ser considerado como Fuerza/Area. Similarmente, Deformación es el cambio en longitud delcomponente con respecto a la longitud original.



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Ejemplos de esfuerzo
Carga, Load, PP
L/2

Load, P Carga, P

Esfuerzo de ingeniería
L/2

Lo

Area Ao



L/2

P

P Ao L e Lo

Lo

Area Ao

L/2

Deformación de ingeniería

P

Esfuerzo directo Tensión

Esfuerzodirecto Compresión

Ensayo de tensión o tracción

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Curva obtenida Carga, P (kN)
Elongación total Deformación uniforme Comienzo de cuello Carga máxima, Pmax Deformación elástica
Fractura Carga, Pf Fractura

Elongación, L (mm)

Probeta antes y después del ensayo

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Ensayo de tensión o tracción

Acero

Acero aluminio

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Curva típica esfuerzo vs. deformación
Límite de proporcionalidad Límite elástico Esfuerzo de fluencia

Esfuerzo último Fractura

 
Fluencia
región elástica

Endurecimiento por deformaciónReducción de área

F Ao l f  lo lo

e

Deformación
Comportamiento plástico

Comportamiento elástico

e

Deformación elástica


  

La deformación elástica no es permanente, esto significa que cuando la carga es removida, la parte regresa a su forma y dimensiones originales. Para la mayoría de los metales la región elástica es lineal. Sí el comportamiento elástico eslineal se puede aplicar la ley de Hooke Donde E es el modulo de elasticidad (MPa)

  Ee

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Modulo de elasticidad
500

Esfuerzo (Mpa) Stress (MPa)

400 300 200 100 0 0.000 E

CONTINUED

Continúa

 ( 300  0 ) MPa   2x10 5 MPa  e ( 0 . 015  0 . 0 )

0.002

0.004

0.006

0.008...
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