propiedades mecanicas de los metales

Propiedades mecánicas de los metales

El comportamiento mecánico de un material está relacionado con su respuesta o deformación que sufre ante una fuerza o carga aplicada.

Las propiedades mecánicas más importantes son: Resistencia, dureza y ductilidad.

las principales formas de aplicar una carga a un elemento son: Tensión, compresión y corte.

Si la carga aplicada es estática,relativamente lenta y es aplicada uniformemente a la sección transversal de la superficie de un elemento, el mejor método para predecir el comportamiento mecánico de dicha pieza es un Ensayo de esfuerzo - deformación a temperatura ambiente.

El ensayo de esfuerzo – deformación más común es el ensayo de tensión: una probeta de dimensiones y forma normalizada es tensionada. El equipo utilizado posee unacelda de carga y un medidor de longitud (extensómetro) para medir la carga aplicada, normalmente a velocidad constante, y el cambio de longitud (elongación) que sufre la probeta, respectivamente.

Un ensayo de tensión típico es destructivo, es decir, la probeta es permanentemente deformada y llevada usualmente hasta fractura. Durante el ensayo se lleva un registro gráfico tanto de la cargaaplicada como la elongación sufrida.

La carga aplicada y la elongación sufrida están directamente relacionadas con el área de la probeta utilizada. Para eliminar esta dependencia se trabaja con el concepto de esfuerzo (f/a) y deformación (l/l).

El esfuerzo y deformación ingeneril están basados en el área (ao) y longitud (lo) inicial de la probeta tensionada:

 = f/ao (1)= (li – lo)/ lo (2)



Fig. 1. Equipo de Ensayo de Tensión







Fig. 2. Probeta estandar para ensayo de tensión








deformación elástica

a bajos niveles de esfuerzo, en la mayoría de los metales, se observa un comportamiento proporcional entre el esfuerzo aplicado y la deformación sufrida. Esta relación es conocida como la Ley de Hooke: = e .  ( 3)

donde E es el módulo de elasticidad o módulo de Young.

el rango de deformación en el cual la relación entre el esfuerzo aplicado y la deformación sufrida es proporcional se denomina deformación elástica.

El módulo de Young es una medida de la rigidez o resistencia a la deformación elástica del material. Mientras más grande el módulo de Young, mayorrigidez.

La deformación elástica es no permanente, es decir cuando cesa el esfuerzo o carga, la pieza retorna a su forma original. Los enlaces atómicos se tensionan pero no se rompen. Mientras más fuerte el enlace atómico, mayor será el módulo de elasticidad.

Con el aumento de temperatura el módulo de elasticidad disminuye.

Para cargas en comprensión y/o corte se observa un comportamientoelástico equivalente a bajos niveles de esfuerzo.

En el rango elástico para esfuerzos de tensión uniaxiales, la elongación axial de una pieza genera deformaciones (contracciones) laterales. La relación entre estas dos deformaciones se denomina relación de Poison :

= - x/z (4)








deformación plástica

la deformación plástica ocurre cuando los niveles deesfuerzo crecen y se logran romper los enlaces atómicos, el material es deformado y no regresa a su forma original.

En estos rangos ya el esfuerzo y la deformación no son proporcionales.



Resistencia a la fluencia


El límite a partir del cual el material comienza a deformarse plásticamente se le denomina límite de fluencia.

El límite de fluencia puede ser definido como el punto, en lacurva esfuerzo – deformación de un ensayo de tensión, donde se pierde la linealidad de la gráfica.

En el caso de que no se pueda determinar este punto con relativa precisión se utiliza el método offset donde por convención se ha definido el límite de fluencia como el punto de intersección de la línea paralela a la porción elástica de la curva esfuerzo – deformación que se inicia a un valor de...