Metalurgia mecánica

GLOSARIO E e Módulo de Young deformación lineal deformación verdadera deformación bajo tensión cortante esfuerzo normal límite último de tensión esfuerzo de trabajo

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1.1 OBJETIVO DEL LIBRO La metalurgia mecánica es la parte de la metalurgia que se ocupa de estudiar la respuesta de los metales cuando les son aplicadas fuerzas o cargas. Es un área de la ingeniería importante ya que se hacenecesario conocer los límites a los que los materiales pueden estar sometidos sin fallar. Además hay que conocer el comportamiento de los materiales cuando el objetivo es su conformado. La metalurgia mecánica es un área interdisciplinar del conocimiento que abarca, entre otras, las teorías de resistencia de materiales, elasticidad y plasticidad. Estas teorías se muestran válidas cuando losmateriales son homogéneos, pero no son tan eficaces cuando los materiales están en continuo cambio (alta temperatura, transición dúctil-frágil,…). Es por eso importante un buen conocimiento de la estructura de los materiales para relacionarla con su comportamiento mecánico. De esta forma se podrá después llevar a cabo el estudio para la mejora de sus propiedades mecánicas. 1.2 RESISTENCIA DE MATERIALES– CONCEPTOS BÁSICOS La base en que se fundamenta la metalurgia es la resistencia de los materiales, relacionada con las fuerzas internas, la deformación y las cargas externas. El método general de análisis asume que los cuerpos están en equilibrio, donde las ecuaciones que se aplican son para un modelo estático. Aunque estas ecuaciones han de ser expresadas en términos de fuerzas externas aplicadas,hay que convertir las fuerzas internas en externas, a través del paso de un plano a través de un cuerpo al punto de interés. Las fuerzas de resistencia internas son expresadas como stress (fuerza por unidad de área). El stress actúa sobre un área concreta, para lo cual hay que evaluar su distribución en el plano. La distribución del stress se estudia a partir de la deformación por unidad delongitud (strain.) Se asume que el cuerpo que se está analizando es continuo (sin poros o espacios vacíos), homogéneo (propiedades idénticas en todos los puntos) e isótropo (sus propiedades no dependen de la dirección u orientación de las medidas.) Estas propiedades se cumplen aparentemente para materiales habituales a gran escala, no así a escala microscópica. 1.3 COMPORTAMIENTO ELÁSTICO Y PLÁSTICOCualquier material puede ser deformado cuando se le aplica una carga externa, sin embargo, hasta determinado valor de carga, el material tiene la capacidad de recuperar su forma original (comportamiento elástico).. El límite de carga a partir del cual al cesar la aplicación de la carga el material no vuelve a su forma original se denomina límite elástico. Al sobrepasarlo, el material tiene uncomportamiento plástico. Para la mayoría de materiales en régimen de comportamiento elástico la deformación es proporcional a la carga (ley de Hooke). Ésta es pequeña para los metales y requiere de equipos sensibles para su medida, por lo que para la mayoría de ellos la ley de Hooke tiene un estrecho rango de cargas para su aplicación. A pesar de ello, es muy importante para diseño en ingeniería.1.4 ESFUERZO MEDIO Y DEFORMACIÓN

Se define e como la deformación lineal media, es decir, lo que cambia una pieza en longitud al ser sometida a un ensayo de tracción e = (L-L0) / L. El stress , distribuido uniformemente sobre el área de la pieza, se representa como el cociente entre carga y área. =P/A En general el stress no va a ser uniforme, y se hablará de valor medio. Dado que se acepta la leyde Hooke cuando se está en régimen elástico, se define una constante E, denominada módulo de Young o elástico. E= /e

1.5 DEFORMACIÓN TENSIL EN METALES DÚCTILES Las propiedades mecánicas básicas de un material dúctil se obtienen de un ensayo de tracción, a partir del que se obtiene el límite elástico (carga máxima asumible sin deformación plástica). Se habla también habitualmente del límite...