materiales

Costo

2

PRINCIPALES PROPIEDADES MECÁNICA DE LOS MATERIALES

VOLUMÉTRICAS
Dureza
Tenacidad

Resistencia (A la tracción, a la fluencia, a la fatiga, a la corrosión, al
desgaste)
Ductilidad
Maleabilidad
Fragilidad
Rigidez

DE SUPERFICIE
Resistencia al desgaste
Resistencia a la corrosión

ENSAYOS DESTINADOS A MEDIR PROPIEDADES
MECÁNICAS DE LOS MATERIALES
PrincipalesEnsayos Mecánicos:
 Ensayo de tracción;
 Ensayo de flexión;
 Ensayo de impacto;
 Tenacidad a la fractura
 Ensayo de dureza;
 Ensayo de fatiga;
 Ensayo de fluencia (“creep”).
Efectos de la temperatura

Conceptos sobre Esfuerzo y Deformación
• El comportamiento mecánico de un material refleja la relación
entre su respuesta (o DEFORMACIÓN) a una carga (O
TENSIÓN) que esté siendoaplicada sobre un cuerpo
fabricado de este material.
• Las deformaciones pueden ser ELÁSTICAS o PLÁSTICAS.
• ELÁSTICAS no son permanentes. Desaparecen cuando la
fuerza aplicada es retirada. Las deformaciones elásticas son
reversibles.
• PLÁSTICAS son permanentes. Permanecen después que la
fuerza aplicada es retirada. Deformaciones plásticas son
irreversibles, siendo acompañadas pordesplazamientos
5
atómicos permanentes.

Concepto de Esfuerzo y Deformación
• Los ESFUERZOS pueden ser de TRACCIÓN, COMPRESIÓN, CISALLADURA
(CORTE) , TORSIÓN, FLEXIÓN y combinaciones.

TRACCIÓN

COMPRESIÓN

CORTE

TORSIÓN

•Note que el esfuerzo y la presión son dos conceptos
físicamente análogos, ambos tienen unidades de fuerza
dividida por el área (en el Sistema Internacional: N/m2 y enel
sistema Inglés Lb/plg2 (psi)).

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Esfuerzo - Deformación: TRACCIÓN SIMPLE
• TRACCIÓN SIMPLE (TENSIÓN UNIAXIAL): la fuerza
aplicada sobre el cuerpo es perpendicular a sus superficies.
• La
fuerza
de
tracción
resultante
se
distribuye
homogéneamente en el sólido.
• ESFUERZO DE INGENIERIA ()

• DEFORMACIÓN DE INGENIERIA ()

• En la deformación por tracción, normalmenteocurre:
alargamiento a lo largo del eje de aplicación de la fuerza;
contracción a lo largo de los otros dos ejes.

7

• PARA DEFORMACIONES ELÁSTICAS:
• COEFICIENTE DE POISSON :
 = - (x / ) = - (y / )
donde x = y = (do - d) / do = d / do .
• Módulo de elasticidad (módulo de Young o módulo de rigidez)
=E.
E polímeros ~ 1 GPa y E metales y cerámicos ~ 50 - 600 Gpa
PARADEFORMACIONES PLÁSTICAS (laminado)
En la dirección transversal del material, la resistencia decrece hasta un 30% y la ductilidad
se reduce hasta un 50% con respecto a la dirección de laminación. En la dirección del
espesor, la resistencia y la ductilidad son aún menores.

En ensayos de soldaduras por doblez, la rotura del metal base puede ser resultado de soldar
el material en la dirección delaminación paralela al eje de soldadura. Aún cuando un metal
presente excelentes propiedades en la dirección de laminación, al cargarlo en cualquiera de
las otras dos direcciones puede terminar en rotura.

ENSAYO DE TRACCIÓN NORMA ASTM A371
MÁQUINA Y CUERPO DE PRUEBA (PROBETA)
Máquina de ensayo
Representación de una

máquina

para ensayos de tracción.
La
probeta
es
deformada
axialmentepor el movimiento de la
parte superior de la máquina.
La
celda
de
carga
y
el
extensómetro miden la magnitud de
la carga aplicada y el alargamiento
respectivamente
Probeta de ensayo

Probeta de sección reducida

9

Obtención de las probetas de uniones
soldadas

12

Determinación de propiedades mecánicas a partir de la
curva de tracción ingenieril.

13

Curva EsfuerzoReal - Deformación Real

• Ecuaciones válidas hasta el inicio de la formación del cuello (puntos M y
M’):
 R  F   (  1)
A

R  ln

N

 ln( 1)

0

• La curva Esfuerzo Real - Deformación Real lleva en consideración la existencia de un
estado esfuerzo-deformación diferenciado a lo largo de la probeta.



14

Recuperación Elástica y Endurecimiento por
deformación...