Propiedades Mecánicas de los Materiales Metálicos

PROPIEDADES MECANICAS DE LOS METALES
Concepto de esfuerzo y Deformación: Tracción, Compresión, Cizalladura y Torsión. Deformación elástica: Aneslasticidad. Deformación plástica. Propiedades de Tracción: Fluencia y Limite elástico, Resistencia a la Tracción, Ductilidad, Resilencia, Tenacidad, Tensión, Dureza y Deformaciones Reales.
Introducción
Muchos materiales, cuando prestan servicio,están sometidos a fuerzas o cargas; ejemplos de ello son las aleaciones de aluminio con las cuales se construyen las alas de los aviones y el acero de los ejes de los automóviles. En tales situaciones es necesario conocer las características del material y diseñar la pieza de tal manera que cualquier deformación resultante no sea excesiva y no se produzca la rotura. El comportamiento mecánico de unmaterial refleja la relación entre la fuerza aplicada y la respuesta del material (O sea, su deformación). Algunas de las propiedades mecánicas más importantes son la resistencia, la dureza, la ductilidad y la rigidez.
Las propiedades mecánicas de los materiales se determinan realizando ensayos cuidadosos de laboratorio que reproducen las condiciones de servicio hasta donde sea posible. Losfactores que deben considerarse son la naturaleza de la carga aplicada, su duración, una compresión o una cizalladura, y su magnitud puede ser constante con el tiempo o bien fluctuar continuamente. El tiempo de aplicación puede ser de sólo una fracción de segundo o durar un periodo de varios años. La temperatura de servicio también es un factor importante.
El papel del ingeniero de estructurases determinar las tensiones (también denominados esfuerzos) y las distribuciones de tensiones en los componentes que están sujetos a cargas bien definidas. Esto puede lograrse mediante técnicas experimentales y/o mediante análisis de tensiones por medios matemáticos teóricos. Estos temas se tratan en los libros de texto tradicionales dedicados al análisis de tensiones y a la resistencia demateriales. Los ingenieros de materiales y los metalúrgicos, por otro lado, dirigen sus esfuerzos a producir y conformar materiales que puedan soportar las condiciones de servicio predichas por el análisis de tensiones. Esto necesariamente implica un conocimiento de la relación entre la microestructura (es decir, los detalles internos) de los materiales y sus propiedades mecánicas.
Los materialeselegidos para aplicaciones estructurales tienen combinaciones deseables de características mecánicas. Este trabajo practico se centra principalmente en el comportamiento mecánico de los metales. En este capítulo se analiza el comportamiento esfuerzo-deformación de los metales y las principales propiedades mecánicas relacionadas, y se examinan otras características mecánicas que son importantes.Concepto de esfuerzo deformación
Si una carga es estática o bien cambia de forma relativamente lenta con el tiempo y es aplicada uniformemente sobre una sección o superficie de una pieza, el comportamiento mecánico puede ser estimado médiame un simple ensayo esfuerzo-deformación. Con metales, este ensayo se realiza normalmente a temperatura ambiente. Existen tres principales maneras de aplicar lacarga: tracción, compresión y cizalladura (Figuras 1 a,b,c). En las aplicaciones de ingeniería, muchas cargas son torsionales más que de cizalladura pura; este tipo de carga se ilustra en la Figura 1 d.

Figura 1.- (a) Ilustración esquemática de como una carga de tracción produce alargamiento y una deformación lineal positiva. Las líneas discontinuas representan las formas antes de ladeformación; las líneas continuas, después de la deformación. (b) Ilustración esquemática de como una carga de compresión produce un concentración y una deformación lineal negativa. (c) Representación esquemática de la deformación de cizalladura "γ", siendo γ=tanϴ. (d) Representación esquemática de una deformación torsional (o sea, ángulo de giro ф producido por un par aplicado T).
Ensayos de tracción...