bachiller

Fundamentos de la Tecnología de Materiales

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TEMA 1
Capítulo 3
PROPIEDADES
MECÁNICAS DE LOS MATERIALES

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Podemos

clasificar

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los

materiales

en

base

a

sus

aplicaciones. Según este criterio, podemos dividirlos en dos
grandes grupos:
- Materiales estructurales
- y Materiales funcionales.

Los primeros sonaquellos que van a estar caracterizados por sus propiedades mecánicas y cuando prestan servicio están
sometidos fundamentalmente a fuerzas o cargas.
Es por tanto por lo que el estudio de su comportamiento mecánico resulta de vital importancia ya que será el que nos refleje la
relación existente entre la fuerza que se le aplique y la respuesta que el material presenta frente a esa solicitación.Fundamentos de la Tecnología de Materiales

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4.1 MECANISMOS DE ENDURECIMIENTO DE LOS METALES
A los ingenieros metalúrgicos y de materiales se les solicita en numerosas
ocasiones el diseño de aleaciones con alta resistencia pero también con cierta
ductilidad y tenacidad.

La capacidad de un metal o aleación para deformarse
plásticamente depende de la capacidad de las dislocaciones
paramoverse.

La resistencia mecánica se puede aumentar reduciendo la movilidad de
las dislocaciones; es decir, mayores fuerzas serán necesarias para
comenzar la deformación plástica.

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En definitiva, todas las técnicas de endurecimiento de las

aleaciones se basan en un principio muy simple:
-

La restricción e impedimento del movimientode las

dislocaciones convierte al material en más duro y
resistente.

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Mecanismos de endurecimiento:
 Endurecimiento por solución sólida de metales
 Endurecimiento por reducción del tamaño de
grano
 Endurecimiento por deformación
 Endurecimiento por precipitación

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4.1.1

6Endurecimiento por solución sólida de metales

La estructura de una solución sólida puede ser de dos tipos: por sustitución o de inserción. Se crean campos de tensión alrededor
de cada átomo de soluto, que interaccionan con las dislocaciones provocando que sus movimientos se hagan más difíciles, con lo
que se consigue que la solución sólida sea más resistente y dura que el metal puro.

Los dosfactores más importantes que afectan al endurecimiento
de las disoluciones sólidas:


El factor de tamaño relativo, o lo que es lo mismo, las diferencias entre el tamaño de los átomos
del soluto y el disolvente, ya que cuanto mayor sea esa diferencia mayor será la distorsión producida en la red cristalina.



El orden a corto alcance,

es decir, es muy raro que una solución sólida seforme al azar al

mezclarse diferentes átomos, eso significa que algún tipo de orden de corto alcance o agrupación de átomos semejantes
estará presente.

Un ejemplo de endurecimiento por solución sólida lo constituyen

los latones, resultado de la aleación de Cu con Zn,

de tal manera que mientras que la resistencia del cobre puro a tracción es del orden de 250 MPa, la resistencia a tracciónde la
aleación 70%Cu y 30% Zn (latón de cartuchería) es del orden de 430MPa.

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4.1.2

El

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Endurecimiento por reducción del tamaño de grano

tamaño

de

grano

de

un

metal

policristalino

afecta

considerablemente a las propiedades mecánicas del mismo.
Durante la deformación plástica del metal, las dislocaciones que semueven a lo largo de un plano de

cada grano

tiene su propio conjunto de dislocaciones en sus propios planos
de deslizamiento
preferidos, que a su vez
tienen diferentes

Planos de deslizamiento

orientaciones de las de los
granos colindantes.
Figura 4.1. Esquema de los planos de deslizamiento contenidos en los granos de un metal

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