Propiedades Mecanicas De Los Materiales

Introducción a la Ciencia de Materiales – Capítulo 2 PROPIEDADES MECÁNICAS 2.1 Introducción Las propiedades mecánicas son aquellas que definen el comportamiento del material cuando es sometido a carga externa. Permite juzgar la aptitud de un material para su utilización mecánica, es decir, soportar esfuerzos sin deformarse ni romperse o sufrir deformaciones sin rotura. El comportamiento mecánicode un material depende fundamentalmente de ciertos atributos intrínsecos del material, pero no tienen el carácter de constantes físicas sino que se hallan influenciadas por las propiedades del estado sólido: la “condición (calidad)” y el “estado”. Por otra parte, el comportamiento del material varía con: - El carácter de los esfuerzos a que se halle sometido: tracción, compresión, flexión, etc. -La naturaleza del esfuerzo: monoaxial, biaxial o triaxial. - Las condiciones de aplicación: progresiva, rápida, permanente, variable, cíclica, etc. - Las condiciones de temperatura en que se realiza la aplicación. La acción de una carga sobre un material produce en éste un estado de tensión que contrarresta la carga y le permite soportarla. El estado de tensión es energéticamente inestable ytiende a desaparecer cuando cesa la causa que lo produce. Al aplicar una carga sobre un material, supongamos un metal, se produce dos situaciones en la estructura cristalina, que se esquematiza en el siguiente diagrama:

En la situación inicial, caso a), el átomo 1 es equidistante del 1´ y 2´, con quienes se enlaza; el átomo 2 es equidistante del 2´y 3´, etc. En el caso b) la carga aplicada produceun deslizamiento de los átomos pero sin llegar a romper los enlaces: el átomo 1 se ha alejado del 1´y se ha acercado más al 2´. El átomo 2 se ha alejado del 2´y se ha acercado al 3´, pero se observa claramente que si cesa el esfuerzo, los átomos volverán a sus posiciones iniciales. En el caso c) el esfuerzo ha crecido lo suficiente como para romper los enlaces y que se formen otros: el átomo 1 yarompió su enlace con 1´y ahora está enlazado con 2´y 3´, el átomo 2 rompió su enlace con 2´y ahora está enlazado con 3´y 4´.

Si continúa aumentando la carga, y al romperse los enlaces no se forman otros nuevos, se producirá la rotura del material.

Dra. Ing. Rosalba Guerrero A. Universidad de Piura

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Introducción a la Ciencia de Materiales – Capítulo 2

Figura N°2.1 El esquema a)corresponde al estado inicial sin carga, el esquema b) corresponde a la carga que produce una deformación elástica y el esquema c) corresponde a la carga que produce una deformación permanente o plástica.

2.2. Resistencia, deformabilidad y tenacidad

En general, las respuestas de un material ante la aplicación de una carga pueden ser clasificadas en tres grupos de propiedades: resistencia,deformabilidad y tenacidad.

2.2.1 Resistencia. En forma muy amplia podemos definir la como la capacidad con que el material se opone a su deformación o rotura. Las propiedades de resistencia más comunes son la resistencia a la deformación y la resistencia a la rotura. Otra forma de resistencia es la dureza, que se puede definir como la resistencia que opone el material a deformarse localmente poracción de contacto con otro cuerpo y es cuantificada generalmente mediante la resistencia a la penetración superficial y al rayado. Se puede entender que hay una relación entre la dureza y resistencia de un material porque ambas son expresiones de la capacidad de oponerse a la deformación. Dra. Ing. Rosalba Guerrero A. Universidad de Piura
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Introducción a la Ciencia de Materiales – Capítulo 22.2.2 Deformabilidad.- Las propiedades de deformabilidad son aquellas que expresan su capacidad para sufrir deformación antes de la rotura, haciendo normalmente referencia a la deformación permanente, entonces se habla de plasticidad. Las propiedades que definen la plasticidad son la ductilidad (deformación que se produce debido a un esfuerzo de tracción) y la maleabilidad (deformación que se...