Propiedades de los materiales en mecánica

Resistencia

Tenacidad

Definición

La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse

Es la energía de deformación que puede absorber un material antes de alcanzar su rotura

Características

• El tamaño del grano tiene un efecto significativo en la resistencia de los metales: cuanto menor sea el tamaño, más fuerte será el metal.

• Depende de su grado de cohesión que existe entre sus moléculas
• Se deforman antes de romperse
• Son materiales dúctiles

Ensayos para medir el grado

• Ensayo de tensión
• Ensayos de Compresión Ensayos de tracción
• Ensayos de fatiga

• Ensayos de tensión
• Ensayos de tracción

Tratamientos para mejorar sus propiedades  

• Cuando se pretende mejorar el endurecimiento (templado).
• Luego del tratamiento para un mejoramiento de la dureza del material (revenido).

El incremento de la temperatura eleva la ductilidad

Diferencias

Curva de esfuerzo-deformación

• Sólo se relaciona con la altura de la curva
• son materiales duros
• frágiles
• Un material puede ser resistente pero no tenaz

• Esta se relaciona tanto con la altura de la curva, con la anchura de esta(deformación).
• Son materiales elásticos (dúctiles).
• Un material puede ser tenaz pero no resistente

Ductilidad

Dureza

Definición

La medida de la deformación plástica que sufre el material antes de romperse.

proporciona una indicación general de la resistencia del material al rayado y al desgaste.

Características

• Alargamiento y reducción del área
• Se relaciona con el ancho de la curva de esfuerzo-deformación.
• El incremento de la temperatura eleva la ductilidad.
• Alta sensibilidad a la velocidad de deformación de algunos materiales.

• Tamaño de grano.
• Escala de Mohs
• Los materiales duros son frágiles.
• Son difíciles de rallar, penetrar, desgastar, romper y deformar.
• El carbono aumenta sus propiedades

Ensayos para medir el grado

• Ensayo de tensión
• Ensayos de tracción

• Ensayo Brinell
• Ensayo Vickers
• Ensayo Knoop
• Rockwell

Tratamientos para aumentas las propiedades

• Tratamiento con solución
• Recocido aumenta la ductilidad
• Revenido
• Tratamiento térmico de las aleaciones ferrosas

• Tratamiento térmico
• Templabilidad

Diferencias

• La radiación disminuye la ductilidad
• Los materiales dúctiles no son duros porque estos son elásticos capaces soportar cierta deformación antes de romperse.

• Mientras que la radiación aumenta la dureza.
• Los materiales con alta dureza no dúctiles por que estos no sufren deformación son frágiles

Elasticidad

Fatiga

Definición

Propiedad en virtud de la cual un cuerpo se deforma de manera proporcional a la carga aplicada y regresa a su forma inicial una vez retirada la carga.

Daño o fallo producido por un material que se encuentra sometido a una carga repetida.

Características

• Tiene un comportamiento elástico hasta cierto punto.
• Cuanto mayor sea el módulo elástico(E), menor es la deformacion que se produce bajo una carga determinada.
• Se rige por el fenómeno de elasticidad de la ley Hooke (física).

• Una fatiga acurre hay carga repetida constante
• La resistencia a la fatiga se especifica a cierto número de ciclos.
• El límite de fatiga de los metales se conoce.
• Garantiza la vida útil del material.

Ensayos para medir el grado

• Ensayo de tensión
• Ensayos de tracción
• Ensayos de compresión

• Ensayos de fatiga

Tratamientos para aumentas las propiedades

• Tratamientos térmicos que mejoren su ductilidad como el Recocido
• Revenido

• Tratamientos que mejoren su resistencia al impacto como el
• Templado
• Y la dureza con tratamientos donde se minimice el tamaño del grano.

Diferencias o similitudes

Los materiales elásticos son muy dúctiles debido a que esto les permite deformarse y volver a su forma ejemplos los polímeros.

Los materiales elásticos si se someten a cargas variables (fática en el material), puede llegar a romperse.

Los metales que se someten a cargar repetidas sin deformaciones plásticas porque esto les ocasiona grietas, ya que son metales duros. Caso contrario si se trata de polímeros que al someterse a cargas repetidas constantes vuelven a su forma inicial sin agrietarse.