Proceso de la deformación y rotura de los metales.

Proceso de la deformación y rotura de los metales.

Generalidades. Hemos dicho en el capítulo anterior que la acción de una carga sobre un metal da lugar a la deformación de éste, y eventualmente a su rotura si la carga es suficientemente elevada. Claro está que estos efectos de deformación y rotura, para cada metal en determinado estado, dependerá no sólo de la intensidad o valor de la carga,sino de su naturaleza y modo de actuación. La acción de la carga está definida por el conjunto de fuerzas que la originan y que puede traducirse en esfuerzos más o menos complejos en el metal.
Para analizar el proceso empezaremos, pues, por considerar el caso más sencillo de un metal que se halla sometido a un esfuerzo simple de tracción, que opera lentamente y a la temperatura ambiente.Imaginaremos, pues, una barra o varilla metálica sometida a un esfuerzo longitudinal, coincidente con un eje, que tienda a distender o alargar dicha varilla, y cuya intensidad crece progresiva y lentamente.

Estudio de la deformación de un metal por esfuerzos de atracción. Lo primero que vamos a considerar para el estudio de la deformación por tracción es el dispositivo a emplear en un ensayo detracción. Esquemáticamente en la figura 28 reproducimos la síntesis de una máquina de tracción. La barreta de ensayo B se sujeta por dos mordazas M y M'; la M va unida a un medio mecánico o hidráulico, capaz de desarrollar una carga K progresivamente creciente. La otra mordaza M' por intermedio del vástago a, se une a la palanca P, de la que tira, haciéndola desplazar en el sentido de la flechacuando actúa la fuerza K. La palanca y su contrapeso C miden en todo momento, por la posición que ocupen, el esfuerzo transmitido a través de la probeta y que se ejerce por K. Todo aumento de carga determinará una elevación de la palanca en sentido de la flecha; toda disminución, un descenso.
Este dispositivo nos permite estudiar el proceso de deformación de la probeta al variar las cargas, yaque podemos conocer los esfuerzos que actúan en todo momento sobre ella y medir las deformaciones, tanto por lo que respecta a variaciones de longitud como sección.
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Fig. 28. Esquema de una máquina de ensayo de tracción.

Deformación elástica. Si supuesta una barreta de un metal de sección y longitud conocidas, se sujeta entre las mordazas de la máquina y se incrementa progresivamente lacarga K, inmediatamente observamos que, aunque en muy pequeña magnitud, aumenta la longitud de la barreta. Al principio del ensayo, las deformaciones serán elásticas, y si se anula la carga, la deformación desaparece, recuperando la probeta la longitud primitiva.
La recuperación de la longitud inicial no es instantánea, sino que es gradual y asintótica con los tiempos. Cuando más precisosson los aparatos de medida se observa que más tiempo es necesario para que desaparezca totalmente la deformación.
A medida que aumentamos la carga, aumenta la deformación, y mientras dure el período elástico, las deformaciones producidas son proporcionales a las cargas que las originan.
El proceso continúa en igual forma hasta que alcanzamos una carga en la que la deformación producida yano tiene el carácter transitorio de las deformaciones elásticas, sino que al descargar la probeta desaparece sólo una parte de la deformación alcanzada (la elástica), pero subsiste una deformación residual, que tiene ya el carácter de permanente.
La mayor carga que no produce deformación residual o plástica la hemos denominado límite elástico, pero su determinación adolece de la mismaincertidumbre que la de las medidas de las deformaciones residuales, y cuanto más precisos son los instrumentos de medida, más bajas son las cargas que se observa producen deformación residual y, por tanto, más baja la medida del límite elástico. Todo parece indicar que aun dentro del período predominante elástico, se producen pequeños deslizamientos que dan lugar a pequeñas deformaciones de carácter...