PLASTICIDAD

DOCUMENTO PREPARADO COMO TRADUCCIÓN DEL CAPITULO 2 PLASTICITY DEL LIBRO “MECHANICAL METALLURGY- PRINCIPLES AND APPLICATIONS” MARC ANDRÉ MEYERS AND KHISHAN KUMAR CHAWALA. PRETINCE-HALL, ENGLEWOOD CLIFFS, NEW YERSEY, 1984.


2. PLASTICIDAD


2.1 INTRODUCCIÓN

Un material sometido a la acción de un esfuerzo mecánico, en general presentará la siguiente secuencia de respuesta: se deformaelásticamente, luego plásticamente y finalmente se fractura. En este capítulo se trata la deformación plástica, la cual es fundamental comprender bien por las siguientes razones:

• Muchos de los proyectos que se ejecutan aceptan pequeñas deformaciones plásticas de las estructuras. La teoría de “diseño límite” es utilizada cuando el peso es un factor crítico, tal como ocurre en los vehículosespaciales y cohetes. La razón para aceptar una deformación plástica limitada es que el material se endurecerá por deformación en esa región y la deformación plástica cesará cuando el esfuerzo aplicado alcance el valor del esfuerzo de fluencia debido al endurecimiento por deformación.

• Es muy importante conocer los esfuerzos y las deformaciones involucrados en el proceso de conformación de piezas pordeformación plástica, como: laminación, forja, extrusión, estirado, etc. Todos estos procesos conllevan grandes deformaciones plásticas y la respuesta del material dependerá de su comportamiento plástico.

• El mecanismo de fractura involucra deformación plástica en la punta de la grieta. La manera en la que los altos esfuerzos desarrollados en la grieta se distribuyan a su alrededor, tienegran importancia en la propagación de la grieta.

• Un conocimiento completo de la teoría de la plasticidad es esencial para comprender la resistencia mecánica y la deformabilidad de los materiales.

Este documento sólo se refiere a la MACROPLASTICIDAD, es decir el material es asumido como un MEDIO CONTÍNUO.


Para facilitar la compresión del fenómeno de la plasticidad se requiere conocervarias hipótesis simplificadas:

• El material es isotrópico. Los metales son anisotrópicos, la anisotropía se extiende por si misma al rango plástico. Si se considera un agregado policristalino en el cual los granos están orientados al azar y además son equiaxiales en su forma, se puede asumir que este agregado es macroscópicamente isotrópico.

• Las deformaciones son independientes del tiempo.Por lo tanto, la tasa de deformación no tiene ningún efecto en el estado final de deformación. Existen casos en los que no es posible asumir esto, como en viscoplasticidad (creep).

• El material obedece a la ley de Hooke hasta el límite elástico o lo que es lo mismo, el módulo de plasticidad es infinito hasta ese punto.

• Se asumen curvas simplificadas de esfuerzo contra deformaciónLa configuración a) se denomina perfectamente plástica, las deformaciones elásticas son se asumen como cero. Cuando se asume que la deformación elástica es cero, entonces el cuerpo es llamado rígido. Cuando no puede asumirse esto se tienen las configuraciones b) y c). La forma b) se conoce como elastoplástica ideal.

En deformación plástica se asume que elvolumen es constante, lo cual no puede asumirse en el caso de la deformación elástica, en consecuencia, volumen constante implica que:



Y que la relación de Poisson es 0,5, lo que es razonable que ʋ varía de 0,3 hasta 0,5, a medida que la deformación pasa de elástica a plástica.


2.2 CRITERIO DE FLUJO (O CEDENCIA O FALLA)

El término “criterio de flujo” se utiliza preferentemente en vezde “criterio de cedencia” o “criterio de falla”. El “criterio de falla” tiene su origen en aplicaciones en las que la deformación plástica indica una falla. Sin embargo, en los procesos de deformación- conformación, obviamente este no es el caso y el flujo plástico es lo que se desea. El término “criterio de cedencia” aplica únicamente a materiales que están en condición de recocido. Se conoce...