Materiales Características mecánicas del acero

Características mecánicas del acero
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Índice de contenidos:
1- Introducción
2- Diagrama Tensión-Deformación
3- Límite elástico y Resistencia a la tracción
4- Módulo de elasticidad longitudinal o Módulo de Young
5- Módulo de elasticidad transversal
6- Coeficiente de Poisson7- Estricción
8- Resiliencia9- Tenacidad a la fractura
10- Dureza Brinell11- Soldabilidad
12-Resistencia al desgarro
13- Aptitud al doblado
14- Otros datos de diseño (densidad, punto de fusión, dilatación lineal…)
 
ANEXOS
A.1- Propiedades mecánicas de aceros estructurales según norma europea EN
A.2- Composición química de aceros estructurales según norma europea EN
 
A.3- Propiedades mecánicas de aceros estructurales según norma americana
A.4- Composición química de acerosestructurales según norma americana
 
DESARROLLO DEL CONTENIDO
1- Introducción
Según la norma UNE EN 10020:2001 define al acero como aquel material en el que el hierro es el elemento predominante, el contenido en carbono es, generalmente inferior al 2% y contiene además a otros elementos.
El límite superior del 2% en el contenido de carbono (C) es el límite que separa al acero de la fundición. Engeneral, un aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, pero como contrapartida incrementa su fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad. En función de este porcentaje, los aceros se pueden clasificar de la siguiente manera:

- Aceros dulce: Cuando el porcentaje de carbono es del 0,25% máximo. Estos aceros tienen una resistencia últimade rotura en el rango de 48-55 kg/mm2 y una dureza Brinell en el entorno de 135-160 HB. Son aceros que presentan una buena soldabilidad aplicando la técnica adecuada.
Aplicaciones: Piezas de resistencia media de buena tenacidad, deformación en frío, embutición, plegado, herrajes, etc.
 
- Aceros semidulce: El porcentaje de carbono está en el entorno del 0,35%. Tiene una resistencia última a larotura de 55-62 kg/mm2 y una dureza Brinell de 150-170 HB. Estos aceros bajo un tratamiento térmico por templado pueden alcanzar una resistencia mecánica de hasta 80 kg/mm2 y una dureza de 215-245 HB.
Aplicaciones: Ejes, elementos de maquinaria, piezas resistentes y tenaces, pernos, tornillos, herrajes.
 
- Aceros semiduro: Si el porcentaje de carbono es del 0,45%. Tienen una resistencia a larotura de 62-70 kg/mm2 y una dureza de 280 HB. Después de someterlos a un tratamiento de templado su resistencia mecánica puede aumentar hasta alcanzar los 90 kg/mm2.
Aplicaciones: Ejes y elementos de máquinas, piezas bastante resistentes, cilindros de motores de explosión, transmisiones, etc.
 
- Aceros duro: El porcentaje de carbono es del 0,55%. Tienen una resistencia mecánica de 70-75kg/mm2, y una dureza Brinell de 200-220 HB. Bajo un tratamiento de templado estos aceros pueden alcanzar un valor de resistencia de 100 kg/mm2 y una dureza de 275-300 HB.
Aplicaciones: Ejes, transmisiones, tensores y piezas regularmente cargadas y de espesores no muy elevados.
2- Diagrama Tensión-Deformación
El diagrama tensión-deformación resulta de la representación gráfica del ensayo de tracción,normalizado en UNE-EN 10002-1, y que consiste en someter a una probeta de acero normalizada a un esfuerzo creciente de tracción según su eje hasta la rotura de la misma. El ensayo de tracción permite el cálculo de diversas propiedades mecánicas del acero.
La probeta de acero empleada en el ensayo consiste en una pieza cilíndrica cuyas dimensiones guardan la siguiente relación deproporcionalidad:
L0= 5.65 x √S0

 
Donde L0 es la longitud inicial, S0 es la sección inicial y D0 es el diámetro inicial de la probeta. Para llevar a cabo el ensayo de tracción, las anteriores variables pueden tomar los siguientes valores:
D0 = 20 mm, L0 = 100 mm, o bien,
D0 = 10 mm, L0 = 50 mm. 

 
El ensayo comienza aplicando gradualmente la fuerza de tracción a la probeta, lo cual provoca que el...