Las propiedades mecánicas de los materiales metálicos abarcan su comportamiento bajo cargas externas o el efecto combinado de la carga y los factores ambientales. Estas propiedades juegan un papel crucial en la comprensión de la respuesta del material a diversas condiciones. En este artículo, profundizaremos en las propiedades mecánicas comunes de los metales y su importancia en las aplicaciones de ingeniería.
Fortaleza:
La fuerza es una medida de la resistencia de un material a la deformación plástica y la fractura. Los indicadores clave de fortaleza incluyen:
Límite elástico: La fuerza de tracción a la que el material exhibe una deformación plástica notable.
Resistencia a la tracción: La tensión máxima que una muestra puede soportar antes de fracturarse, representando su resistencia a la deformación uniforme.
Resistencia a la rotura: la tensión última que hace que el material falle, indicando su máxima capacidad de carga.
Dureza:
La dureza mide la resistencia de un material a la deformación y falla plástica de la superficie local. Sirve como indicador de la resistencia del material y puede evaluarse mediante varios métodos de prueba, como las pruebas de dureza Brinell, Rockwell, Vickers, Shore, Leeb y Mohs.
Dureza a la fractura:
La tenacidad a la fractura explora la resistencia de un material a la propagación de grietas. Es un parámetro clave en la mecánica de fracturas, especialmente cuando se trata de componentes que contienen grietas macroscópicas existentes.
Elasticidad:
La elasticidad significa la capacidad de un material para resistir la deformación elástica bajo tensión. El indicador principal es:
Módulo elástico (rigidez): este parámetro cuantifica la resistencia de un material a la deformación elástica y es crucial para aplicaciones que requieren estabilidad dimensional.
Límite elástico: el límite elástico representa la tensión máxima que un material puede soportar sin dejar de exhibir un comportamiento elástico. Más allá de este límite, se produce una deformación permanente o plasticidad.
Plasticidad:
La plasticidad se refiere a la capacidad de un material para sufrir deformación plástica sin sufrir daños bajo cargas estáticas. Los parámetros de plasticidad importantes incluyen:
Elongación después de la fractura: El porcentaje de aumento en la longitud de calibre después de que una muestra se fractura, en relación con su longitud original.
Reducción de Área: El porcentaje de reducción en el área de la sección transversal en el punto de fractura en comparación con el área inicial, resaltando la ductilidad del material.
Fatiga:
El fenómeno de fatiga ocurre cuando un material falla debido al daño acumulado bajo tensión y tensión cíclicas. Las características clave de la fatiga incluyen:
Fractura retardada cíclica de baja tensión: las fracturas por fatiga generalmente ocurren a niveles de tensión inferiores a la resistencia a la tracción del material, a veces incluso por debajo de su límite elástico.
Fractura frágil y repentina: las fallas por fatiga a menudo ocurren sin signos aparentes de deformación, lo que presenta riesgos potenciales.
Sensibilidad a las muescas: la fatiga es muy sensible a las muescas, grietas y defectos estructurales, lo que los convierte en consideraciones críticas en la selección y el diseño de materiales.
Al comprender las propiedades mecánicas de los materiales metálicos, los ingenieros y diseñadores pueden tomar decisiones informadas con respecto a la selección de materiales, el diseño de componentes y la integridad estructural. Estas propiedades proporcionan información valiosa sobre el comportamiento de un material, lo que garantiza un rendimiento y una confiabilidad óptimos en diversas aplicaciones.
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