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8/18/2019 Defectos en Materiales_propiedades Mecánicas_semana 5_itm (1)
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DEFECTOS ENMATERIALES E
IMPERFECCIONES
EN SÓLIDOSLIBIA BAENA
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Defectos cristalinos y estructura no crimperfección
Nada en nuestro mundo
es tan perfecto.
No existen materiales cristal
que no haya al menos al
defectos estructural
Existen numerosos defectos estructurales
que representan una pérdida de perfección cris
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Defectos cristalinos
Defectos pntales o de dimensión cero
Defectos lineales o de una dimensión
tambin dislocaciones
Defectos de dos dimensiones !de sper!c
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• Ausencia de un #tomo en una posición determinada "#ac
• $tomos adicionales o intersticiales
Los #tomos extra pueden ser del mismo tipo o diferentes a
pueden ocupar sitios de red o sitios intersticiales.
Defectos puntuales o de dimensión
&ipos de defectos puntualescomunes en los sólidos
elementales'
Las imperfecciones asociadas a los puntos reticulares cris
denominan defectos pntales%
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Defectos puntuales o de dimensión
(na #acante es simplemente una posició
desocupada en la estructura cristalina
Las )acantes se producen
durante la solidi*cación y
tambin como consecuencia
de las )ibraciones% que
despla+an los #tomos de sus
posiciones.
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Átomos adicionales o intersticiales
Intersticio% espacio
hueco entre los #tomos
de un sólido.
(n &to'o intersticial es un #tomo situado en un (eco
que normalmente no está ocupado por un átomo en
cristalina perfecta%
o n &to'o e)tra insertado en la estructura perfe
de tal forma que dos #tomos ocupan posiciones ce
,nica posición atómica de la estructura ideal.
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• Impureza intersticial: (na impure+a inte
re*ere a un #tomo de tama-o peque-o oc
espacio entre los atómos parentales.
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• Impureza substitucional: Un átomo que
reemplazado por un átomo diferente
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a
b
d
a" a
b" $inte
c" $sustituc
d" $tomope
e
e" $
interst
c
Imperfecciones en sólidos
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Tipos de defectos
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Casos de #acante * de &to'ointersticial para los
co'pestosEl defecto de Sc(ott+* consiste en un par de catio
que est#n ausentes del cristal iónico resultando en un
)acantes.
!)acantes de iones de carga opuesta".
Es necesaria la ausencia del par de iones de carga opu
mantener localmente la neutralidad de carga dentro de l
cristalina del compuesto
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Imperfección Schottky'
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Imperfección renkel'
(n ión que es despla+ado de un sitio reg
intersticial.
Es una combinación )acante/intersticial
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Defectos lineales o de una dimensión llamados tam
Dislocaciones
Los defectos lineales! que son unidimensionaleasociados principalmente con la deformación mec
proceso de solidi*cación del material.
Aunque en todos los materiales hay dislocaciones% i
los pol0meros y cer#micos% son de particular utilid
explicar la defor'ación * endreci'iento de los
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"ector de #ur$ersEl defecto lineal suele designarse mediante una ,T in#e
representa el .orde de n se'iplano e)tra de &to'os.
Esta con*guración conduce por s0
designación cuantitati)a llamada e
#ur$ersEste par#metro es el #ector despla/a'
para cerrar n circito reali/ado
alrededor del defecto
El defecto lineal viene representado por e
un semiplano extra de átomos.
Definición del v
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"ector de #ur$ers
En una red sin defectos, se puede
trazar una red rectangular donde el
punto de partida y final son el
mismo.
Si se repite el proceso en una
se obtiene un circuito cerrado,
para cerrar el circuito es el ve
Definición del v
una dislocación
(a) En la estruc
circuito de m x
punto de partida,
(b) En la zona d
circuito no se cie
representa la
estructural.
#
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La dislocación de borde! se puede ilustrar haciendo un c
tra)s de un cristal perfecto% separ#ndolo y rellenando pa
corte con un plano de #tomos adicional.
Dislocación borde
En el caso de la
dislocación de
borde% el #ector de
0r1ers es
perpendiclar a la
l2nea de
dislocación
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La dislocación de tornillo o helicoidal se puede ilustrar h
corte parcial a través de un cristal perfecto, torciéndolo y deslado del corte sobre el otro la distancia de un #tomo
1i en un plano cristalogr#*co describimos una re)olución completa a
sobre el cual el cristal fue torcido% partiendo del punto x y recorriendo
atómicos iguales en cada dirección% terminaremos a un espacio atómic
nuestro punto de partida !punto y".
Dislocación de tornillo ohelicoidal
Di l ió d t ill h li id
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Desplazamiento
de un planorespecto a la red
ori$inal
1i continu#ramos nuestra rotación% tra+ar0amos una tra*eespiral .
El e2e% es decir% la l0nea alrededor de la cual tra+amos esta tra
dislocación de tornillo. &l %ector de bur$uers es padislocación de tornillo
Dislocación de tornillo o helicoida
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• Despla+amiento de un plano respecto a la red origin
Dislocación de tornillo o helicoida
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• 3ermiten la deformación aplicando menor es
• 4odi*cación de las propiedades ópticas%
trmicas% mec#nicas% etc.
Importancia de los defectos y las dislocaci
Imperfecciones en solidos
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•
El desli+amiento le otorga ductilidad a los me
• 1e controla las propiedades mec#nicas de u
aleación al interferir el mo)imiento
dislocaciones.
Imperfecciones en solidos
Importancia de los defectos y las dislocaci
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D&&'T(S D& SU)&*I'I&:
I+)&*&''I(,&S
#IDI+&,SI(,-.&S
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Plano de
macla
(na macla es un crecimiento con2unto de dos o mde la misma sustancia.
Los componentes que
forman la macla est#nrelacionados por unelemento de simetr0a.
+aclas
D&&'T(S D& SU)&*I'I&
D&&'T(S D& SU)&*I'I&
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+aclas en la estru$rano del lat
+aclas
D&&'T(S D& SU)&*I'I&
Esta discontinuidad en la
estructura% altamente
simtrica% puede producirse
por defor'ación !pore2emplo% en metales bcc y hcp"
y por recocido !por e2emplo%
en metales fcc".
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Maclas de contacto
Maclas de penetración
Maclas de la estaurolita
Macla de Japon
del cuarzo
Macla octaedrica (111) en la Espinela
Calcita (0001)
Caliza CaCO3
Fluorita [111] Ma
CarlsPiritoedro [001]
!5e67%4g%8n"6Al9!1i%Al":;66;<
=a56
+aclasD&&'T(S D& SU)&*I'I&
PiritoedroFluorita
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>>>.foro/min
Calcita
https://www.google.com.co/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=AApAOrMoNJTGjM&tbnid=V9wVICxsEOt_eM:&ved=0CAQQjB0&url=http://www.foro-minerales.com/forum/viewtopic.php?p=27691&ei=QU_6U6LtEY_NsQSYgYLoBw&bvm=bv.73612305,d.cWc&psig=AFQjCNFMeYYwgI3mHrci6C4RJi9sNWEYvQ&ust=1408999570152660https://www.google.com.co/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=AApAOrMoNJTGjM&tbnid=V9wVICxsEOt_eM:&ved=0CAQQjB0&url=http://www.foro-minerales.com/forum/viewtopic.php?p=27691&ei=QU_6U6LtEY_NsQSYgYLoBw&bvm=bv.73612305,d.cWc&psig=AFQjCNFMeYYwgI3mHrci6C4RJi9sNWEYvQ&ust=1408999570152660
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D&&'T(S D& SU)&*I'I&
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.imites de $rano
D&&'T(S D& SU)&*I'I&
la +ona en
En la mayor0a de los defectos de super*cie comunes% los
co'parten n .orde o frontera tienen distintas orien
Aparte de la industria electrónica% la mayor0a de los ma
ingenier0a utili+ados en la pr#ctica son policristalinos en l
constituidos por un ,nico cristal
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• =ontinua el crecimiento de cada región y a
nue)as regiones.
FORMACIÓN DE GRANOS, CRISTALES Y F
&an pronto una región llega 2unto a otra no puede c
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&an pronto una región llega 2unto a otra no puede c
y aparecen los 1ranos o cristales * los l2'ites d
que no son m#s que cambios de dirección del
atómico o de composició
B#sicamente son desarre$los atómicos
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"ista al microscopio de los
$ranos o cristales/
;bsr)ese que la apariencia
de cada re$ión es la
misma y como en este casola composición tambin% lo
denominamos una fase.
Ó
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PROCESO DE FORMACIÓN DE GRANOSCRISTALES
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.imites de $ranoD&&'T(S D& SU)&*I'I&
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.imites de $ranoD&&'T(S D& SU)&*I'I&
La caracter0stica microestructural predominante de muchos materiales p
es la estructura $ranular
4uchas propiedades de los materiales son muy sensibles a esas
granulares.La 'icroestrctra de la mayor parte de los materiales est# formada
$ranos.
4n 1rano es una porción del material dentro del cual el arre$lo
id0ntico.
1in embargo la orientación del arre1lo ató'ico o de la estrctra c
.imites de $rano
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.imites de $ranoEs la super*cie que separa los g
+ona estrecha en la cual los #to
correctamente espaciados.
Esto quiere decir% que en algunos sitios% los #tomo
cerca unos de otros en los l0mites de grano que
región de compresión y en otras est#n tan ale
crean una región de tensión/
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Se conoce como borde de grano de ángulo pequeño porue se forma cuando
dos granos cristalinos adyacentes se !allan girados uno respecto a otro unos
pocos grados (θ ).
"a estructura resultante es euivalente a una serie de dislocaciones de borde
aisladas separadas entre s# una distancia b/ θ , donde b es la longitud del vector
de Burgers, b
Estructura de u
grano se
.imites de $rano
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4n 'étodo para controlar las propiedades de n
controlando el ta'a5o de los 1ranos%
*educiendo el tama2o de los $ranos se incrementa su
tanto aumenta la cantidad de limites de $rano.
El ta'a5o de 1rano se pede controlar a tra
solidi!cación6 la 1eneración de aleaciones * t
tér'icos%
D&&'T(S D& SU)&*I'I&
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.imites de $rano
4uy importante en la obtenciónde las propiedades deseadas en un mater
D&&'T(S D& SU)&*I'I&
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PROPIEDADES DE LOMATERIALES
Importancia
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?@u aleaciones se deben usar ?@u resistencia debe tener
?=u#l es el material m#sadecuado
3ropiedades mec
e que epen en aspropiedades3
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q ppropiedades3
'omposición qu4mica
• &ipos de enlaces• &ipos de interacciones• 4etales% cer#micos% pol0meros% etc.
&structura
• Estructura cristalina o amorfa• Defectos• 4icroestructura
)rocesamiento
• &ratamientos trmicos• &ratamientos mec#nicos• ;tros
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)ropiedades
de los
materiales
3ropiedades *sicoqu
3ropiedades mec#n
3ropiedades tecnoló
)*()I&D-D&S 5U6+I'-S )*()I&D-D&S +&
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5
Co'posiciónMicroestrctraResistencia a la
o)idación * a lacorrosión inclsiones
Resistencia a la tResistencia a la
co'presión
Resistencia al i'pFati1aDre/a
)*()I&D-D&S 6SI'-S
+a$n0ticas &l0ctricas 7pticas 8ra%im0tricas -c9sticas t0rmicas
)*()I&D-D&SDI&+&,SI(,-.&S
T&',(.78I'-S
Tolerancias6 Aca.adosTe)tra sper!cial For'as * ta'a5os
disponi.les
Propiedades físicas de los materiales son aqellas qe lo!ra
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materia sin alterar s "om$osi"i%n& "omo o"rre "ando se mold
$lastilina, sus átomos no se ven alterados de ninguna m
e(teriormente cambia su forma.
1e re,nen las propiedades primarias o b#sicas de la materque son consecuencia de fenómenos moti)ado por agexternos.
3ropiedades magnticas elctricas ópticas gra)imtricas Ac,sticas &rmicas !calor espec0*co% calor latente de fusión% conducti)idad trm
trmica punto de fusión"
Las propieaes !u"micas de los materiales son
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$ro$iedades qe se )a"e e*idente drante na reacción
(que existe un cambio); es decir, cualquier cualidad qu
ser esta#le"ida solamente al cambiar #a ie$%ia !u"
u$a sus%a$cia&
1e mani*estan cuando los materiales suftransformación debida a su interacción c
sustancias
)ropiedades ;sicoqu4micas de los material
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Poemos is%i$'uir #as
si'uie$%es propieaes
fisico!u"micas e #osme%a#es(
• Peso espec"fico&C Pu$%o e fusi)$&C Ca#or espec"fico&
C Ca#or #a%e$%e e fusi)$&C Di#a%aci)$ * co$%racci)$&C E+%e$si)$.C Impe$e%rabi#ia.C Diisibi#ia.C I$ercia.C Resis%e$cia a #a o+iaci)$ .
C Resis%e$cia a #a corrosi)$&C A#eabi#ia.C Pesa$%e-&C F#ue$cia&C Ma'$e%ismo&C Co$uc%iia e#.c%rica.C Co$uc%iia %.rmica.
)ropiedades ;sicoqu4micas de los material
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El peso específico de n metal se de+ine "omo s peso por u$ia e
de+ini"i%n es "onsiderada )o d-a "omo o#soleta, siendo s denomina"i
densidad de $eso. Se "al"la di*idiendo el $eso de n "er$o entre el *olo"$a
)ropiedades ;sicoqu4micas de los material
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El punto de fusión de n metal es la temperatura a la cual un material p
sólido al estado líquido (se funde). Esta trans+orma"i%n se $rod"e $or a#so
El $nto de solidi+i"a"i%n es la tem$eratra a la "al n l-qido $asa al
drante la trans+orma"i%n )a "esi%n de "alor. Casi siem$re "oin"iden los $
de solidi+i"a"i%n.
)ropiedades ;sicoqu4micas de los material
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La dilatación es n amento de *olmen qe e($erimentan los "er$o
tem$eratra.
Esta $ro$iedad se sele e($resar $or el amento nitario de lon!itd qe sele*arse en n !rado s tem$eratra, llamado "oe+i"iente de dilata"i%n lineal.
es lo "ontrario de la dilata"i%n.
)ropiedades ;sicoqu4micas de los material
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La o+iaci)$ de n metal es la reacción electroquímica al entrar en "onta"to "on n o(ida
La +orma"i%n de n %(ido de )ierro de#ido a la o(ida"i%n de los /tomos de )ierro en s
e0em$lo #ien "ono"ido de la "orrosi%n ele"troq-mi"a, "om1nmente "ono"ido "omo o(ida"i%
t-$i"amente $rod"e %(ido 3o sal del metal ori!inal.
La corrosi)$ de n metal es la desinte!ra"i%n d
/tomos "onstitti*os, de#ido a rea""iones de $ro
"orrosi%n $ede tam#in re+erirse a otros materiale
tales "omo la "er/mi"a o $ol-meros, anqe en este
de!rada"i%n es m/s "om1n. En otras $ala#ras
des!aste de los metales de#ido a na rea""i%n q
a!entes q-mi"os.
)ropiedades ;sicoqu4micas de los material
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El ma'$e%ismo de n metal es la $ro$iedad qe tienen $ara e0er"er fuerzas
repulsión sobre otros metales. Los metales "ono"idos qe )an $resenta
ma!nti"as dete"ta#les +/"ilmente "omo el níquel, el hierro, el cobalto y
qe "om1nmente se llaman imanes. Sin em#ar!o todos los materiales so
maor o menor +orma, $or la $resen"ia de n "am$o ma!nti"o.
)ropiedades ;sicoqu4micas de los material
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La co$uc%iia e#.c%rica de n metal es la "a$a"idad de n "er$o $ara
de los ele"trones, los mismos qe +orman a s $aso na "orriente el"tr
"ondi"i%n, los materiales se "lasi+i"an en4 co$uc%ores, ais#a$%es * semicometales m/s "ond"tores son4 la $lata, el "o#re, el oro, el alminio, el tn!ste
)ropiedades ;sicoqu4micas de los material
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La co$uc%iia %.rmica de n metal es la "a$a"idad de na sstan"ia
energía cinética de ss mol"las a otras mol"las ada"entes o a s#stan
est/ en "onta"to. Es na $ro$iedad +-si"a de los materiales qe mide l"ond""i%n de "alor.
)ropiedades tecnoló$icas de los materiale
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PROPIEDADES
TECNOLÓGICAS
•
C
C
C
&
C
C
C
Las propieaes %ec$o#)'icas de los
metales, es el "om$ortamiento qe tienen
estos "ando son tra#a0ados.
Estas $ro$iedades nos $ermiten di+eren"iar
n metal de otro sa#er si el metal tili'ado
es el a$ro$iado o no $ara el +in qe *a adesem$e2ar
Las propiedades tecnoló1icas deter'inan la capac
'etal a ser confor'ado en pie/as o partes 7tiles o apr
)ropiedades tecnoló$icas de los materiale
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La uc%i#ia es la $ro$iedad qe tienen los metales alea"iones, qe #a0o
+er'a, pueden estirarse sin romperse permitiendo obtener alambres o hilo
qe $resentan esta $ro$iedad se les denomina 0c%i#es. Los metales m/sp#a%i$o, oro * cobre. E# cobre se tili'a $rin"i$almente $ara +a#ri"ar "
$orqe a s #ena d"tilidad a2ade el )e")o de qe sea m #en
ele"tri"idad.
)ropiedades tecnoló$icas de los materiale
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La ma#eabi#ia es la $ro$iedad qe tienen los metales $ara formar lám
sin rotura, $or la a""i%n de $resiones. E# oro es n metal de na
malea#ilidad $ermitiendo l/minas de solo nas milsimas de mil-metroscobre, e# es%a1o * e# a#umi$io tam#in son m malea#les, as- "omo la
na a#eaci)$ e 2ierro * es%a1o.
)ropiedades tecnoló$icas de los materiale
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)ropiedades tecnoló$icas de los materiale
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)ropiedades tecnoló$icas de los materiale
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)ropiedades tecnoló$icas de los materiale
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La %emp#abi#ia es la $ro$iedad de al!nos metales $ara s+rir transformaciones en su es
producto del calentamiento y enfriamiento sucesivo y brusco. Depe$e e #a composi
acero..
n acero aleado de alta templabilidad es aquel que endurece, no sólo en la superficie si
interior . As- qe $odemos de"ir, qe la %emp#abi#ia es u$a meia e #a profu$i
a#eaci)$ espec"fica puee e$urecerse& Los a"eros se tem$lan +/"ilmente de#ido a la
estr"tra "ristalina "ara"ter-sti"a denominada mar%e$si%a&
)ropiedades tecnoló$icas de los materiale
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La for/abi#ia es la "a$a"idad de los metales $
deformación plástica sin romperse ni desarrollar defectos
ser ésta en frio o en caliente.
)ropiedades mecánicas de los materia
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• Du
C Te$
C Fra
C Ac
C Re
C Re
C Fa%
C E#a
C P#a
Expresan el comportamiento de los metales frente a esfuerzos o
cargas que tienden a alterar su forma.
Relacionado con comportamiento elástico o plástico del material,para aplicaciones mecánicas.
Se determinan con ensayos destructios.
Resistencia última (tracción, compresión, torsión, cizallamiento) Dureza
Resistencia al impacto Fatiga Módulo elástico Plasticidad Resistencia a la cedencia Resistencia a la fatiga Ductilidad
-l$unas propiedades
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ACRIT4D8
la acritud es la propiedad de un metal traduce en el a'ento de la d
fra1ilidad * resistencia a la tracci
efecto de las deformarciones en fr4o.
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• =on2unto de caracter0sticas que describen la formaun material se comporta frente a una fuer+a externa
Extensión =ompresión
5lexión =i+alla
Impacto
E f t
&orción
+aleabilidad: capacidad que presenta el mat
t d f ió i t tid
http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/Esfuerzos%20en%20las%20estructuras.mp4http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/Esfuerzos%20en%20las%20estructuras.mp4
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soportar defor'ación sin rotra so'etido a co
caso de for2a o laminado.
Ductilidad: capacidad que tiene un material para d
sin romperse cuando est# so'etido a esftracción por e2emplo en el estirado de un alambre.
ra$ilidad: Lo opesto a dctilidad . (n mater
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tiene resistencia a cargas de impacto y se fract
cargas est#tica sin pre)io a)iso.
&anto la fragilidad como la ductilidad de un mmedidas arbitrarias%
1e pueden clasi!car los 'ateriales en fr&1iles *
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&lasticidad: capacidad de un material que ha sido
t d t ñ i i l
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para regresar a su estado y tamaño original% cuan
acción que ha producido la deformación.
=uando el material se deforma permanentemen
manera que no pueda regresar a su estado original%
ha pasado su l4mite elástico.
)lasticidad' Es la habilidad de un material par
nue)as formas ba2o la presión y retener esa nue)a fo
*esistencia' Hesistencia a la tracción es
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!5uer+a" m#xima por unidad de #rea qu
soportar el material al ser estirado.
&sfuerzo' 5uer+a aplicada a un #rea conocida
Dureza: 4ide la resistencia a la penetración
super*cie de un material% efectuada por otro
Tenacidad: Es la energ0a absorbida por el material durante
deformación y ruptura est# directamente relacionada con la r
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dctilidad%
3or e2emplo% el %idrio! el hierro fundido y el acero endurec
tenaces% porque sus ductilidades son muy ba1as y en algu
cero% aunque tienen una buena resistencia !bastantes duros".
(n metal como el cobre es bastante tenaz% pues tien
resistencia y buena ductilidad/
4ientras que una $oma de mascar tiene menos tenacidad%
la ductilidad es enorme su resistencia es muy ba1a.
+aleabilida &ransformar un metal enlaminas del$adas sin
=apacidadpara es
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+aleabilidad
laminas del$adas sinque se rompa. E2 Latas
de aluminio.
Ductilidadpara eshilos de
A
TenacidadSoportar esfuerzos
sin romperse% absorberenerg0a. E2 caucho
Dureza*esist
penetrarayado.
)lasticidad
(n sólido que sedeforma
permanentemente ba2oacción de una fuer+a sin
rotura' 3E
&lasticidad
Hecobrdespu
aplicac
esfuer+o
ra$ilidad5racturas con escasa
deformación.E2. idrio
*i$idez1oportar
adquirir deE2 =o
!"u# ensayos se realizan
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!"u# ensayos se realizan
para determinar las
$ropiedades mecánicas%
Ensayo de tensión (o tracción)
Ensayo a compresión
&nsayo de tensión1e aplica un esfuer+o sobre una probeta de material y se
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1e aplica un esfuer+o sobre una probeta de material% y se cambios de tama-o producidos en una cur)a esfuer+o deform
a" acero estructural% b" fundición male
3 ll l f d f
&nsayo de tensión
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= >Tensión In$enieril ?&sfuerzo normal5 =arga aplicada en Ne>tonsAG $rea de la sección trans)ersal inicial en
A > Deformación In$enieril
l Longitud a un carga determinadolG Longitud inicial
3ara ello se emplea una cr#a esfer/o defor'ase calculan de la siguiente manera.
El esfuer+o tiene las mismas unidades de la presión% es decir% unidadesnidad de &rea%
En el sistema mtrico% el esfuer+o se mide en )ascales ?,BmC@/
55
5
l
l
l
l l ∆=
−=ε
5 !
" =σ
,(*+-
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)rueba de tensión
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E
Eo
De
http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/Ensayo%20esfuerzo%20-%20deformaci%C3%B3n.mp4http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/Ensayo%20esfuerzo%20-%20deformaci%C3%B3n.mp4http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/Ensayo%20esfuerzo%20-%20deformaci%C3%B3n.mp4http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/Ensayo%20esfuerzo%20-%20deformaci%C3%B3n.mp4
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&tensómo
DI-8*-+- D& &SU&*E(F&(*+-'I7, U,IT-*I-
a@ .4mite de proporcionalidad:
Es un segmento de recta rectil4neo% de
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la relación de proporcionalidad entre
deformación enunciada por Hobert Ho
deformación de2a de ser proporcional a la
b@ .imite de elasticidad o limite elást
Es la tensión m#s all# del cual el mate
totalmente su forma ori$inal al ser de
c@ )unto de uencia o cedencia:es el punto donde comien+a el fenómeno conocido como 9encia% que consiste e
muy r#pido sin que )ar0e la tensión aplicada en un ensayo de tracción..
El fenómeno de la Muencia es caracter0stico del acero al carbono% mientras que hay ot
aleaciones y otros metales% en los que no mani*esta.
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d@ &sfuerzo
?resistencia a la tra
Es la m#xima ordenad
esfuer+o/deformación
e@ &sfuerzo de *otu
erdadero esfuer+o
un material durante la
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)ropiedades pruebatracciónó
n
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CJ
K
L
M
Deformación
T e n s i ó
4ódulo el#stico% E
L0mite el#stico% Hp
Hesistencia a latracción% Hm
Ductilidad
&enacidad
G.6
Descripción de propiedadesMódulo elástico: ε σ ⋅= #
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Corresponde a la zona elástica, representa la rigidez del materia
deformaci&n durante el uso del material.
'acilidad del material para ser procesado. (laminado, estirado).
Limite elástico:
*alor limite para +ue se presente deformaci&n plástica. En los meta
moimiento de dislocaciones. En polmeros al desenredo de cadenas.
Resistencia a la tracción:
Esfuerzo obtenido con la máxima tensi&n aplicada, corresponde al máxi
cura. Se da formaci&n de un cuello en el material.
Descripción de propiedades
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Ductilidad:
Representa la deformaci&n a la rotura y la capacidad de un mate
deformado plásticamente.
Tenacidad:
-ice si un material es resistente y dúctil a la ez. Se cuantifica
total bao la cura de esfuerzo/deformaci&n.
'ur%as esfuerzoFdeformacióndiferentes materiales
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'omportamiento de materiales quebradizos %s d9
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6"78559 :roo;s3Cole, a di*ision o+ T)omson Learnin!, In". T)omson Learnin!
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TI)(S D& +-T&*I-.&S
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b" un acero
a" acero d,ctil
Existe una diferencia muy marcada entre la gr#*cdeformación para un material frá$il y para un
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a@ material d9ctil b@ ma
p $ y pd9ctil
Existe una diferencia muy marcada entre la gr#*deformación para un material frá$il y para ud9ctil
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a@ material d9ctil b@ mate
d9ctil
.os esfue9ltimo
uenciamáimo
coincide
.os esfuerzos9ltimo! uenciay máimo: seencuentran
diferenciadoscompletamente
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Imagen de un barco de la serie Liberty% en el puerto de 1heOeld% quedebido al impacto de las olas en el puerto.La temperatura del agua era de 6 P=.
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5ractura de un barco petrolero en Nue)a 8elanda
&sfuerzo y deformación real
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&sfuerzo y deformación real
0na ez alcanzado el m
deformaci&n la c r a pare
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deformaci&n, la cura pare
+ue la resistencia a la de
disminuye
!or "u# pasará
esto$
/-isminuci&n el
transersal
&sfuerzo y deformación real
0na ez alcanzado el máxim
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deformaci&n, la cura parece in
+ue la resistencia a la deform
disminuye
!or "u# pasará
esto$
/-isminuci&n el la se
transersal
Está reducci&n de área produce una
disminuci&n en la capacidad de soportar la
carga aplicada.
Ensayo a compresión
Es la caracter0stica mec#nica principal del concreto% por su im
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Es la caracter0stica mec#nica principal del concreto% por su im
el dise-o de una estructura con)encional de concreto refor+ado
1e expresa en trminos de esfuer+o En el sistema Internacional de unidades en 4pa
Qeneralmente RgScm6
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Ensayo a compresiónEs una de las propiedades del concreto +ue mas interesa, el c
material de construcci&n presenta alta resistencia a la compresi&n
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material de construcci&n presenta alta resistencia a la compresi&n
resistencia a la tensi&n
Hesistencias del concdespus de T% U% F% 6V d0as'
T d0a T U d0as :G F d0as W T: d0as 9G 6V d0as 99
Una mezcla t4pica de concreto en el pa4s tieneuna resistencia de CKN k$fBcmC ?JNNN psi@! o CK
+)a/
Dureza
• (n ensayo sencillo% representa la resistencia del materesistencia a la penetración% es una prueba cualitati)a.
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resistencia a la penetración% es una prueba cualitati)a.
)ruebas dedureza
Brinell icRers
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Emplea una bola de TG mm de
acero o carburo de >olframio.D
d
3ir#mide d
diamantedT
) 'ar$a en k$
D!d huella en mm
( )888
d $ $ $
% &'(
−−⋅⋅
⋅=
π 8
=8,>
id
% &)
⋅
=
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leiónEs una medida de la resistencia a la falla por momento de una
concreto no reforzada%
S id di t l li i& d i d t d 12
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&nsayo a eión -ST+ 'OON/
Se mide mediante la aplicaci&n de carga a igas de concreto de 12
secci&n transersal y con una luz de tres eces el espesor.
5a resistencia a la fle&ión se expresa en 6$a 7 8g.f9cm:
>>>.)irtual.unal.edu.co
El ensayo =harpy proporciona una medida
&1emplo ensayo 'harpy Impacto
http://www.steeluniversity.org/content/html/eng/charpy-test.asphttp://www.steeluniversity.org/content/html/eng/charpy-test.asphttp://www.steeluniversity.org/content/html/eng/charpy-test.asp
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El ensayo =harpy proporciona una medidade la energ0a requerida para romper un
material ba2o una carga de impacto/
*&SI.I&,'I-:
La resilencia es la resistencia de un cuerpo a los esfuerzos bruscos
i i 0 l ili i l id d d 0 d b
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En ingenier0a% la resiliencia es la cantidad de energ0a que puede absorantes de que comience la deformación irre)ersible% esto es% la deformació
se determina mediante ensayo por el mtodo I+od o el pndulo de =harpy
El ensa*o de resilencia sir#e para deter'inar la fra1ilidad 'aterial .
3ara reali+ar el ensayo se emplea el pndulo de ca0da que mide la existente despus de la rotura de la muestra del material es decir% la energ0a total desarrollada por la m#quina y absorbida por el material desa
En aceros al carbono% los aceros sua)es !con menor contenido porcenttienen una mayor resiliencia que los aceros duros.
FATI:A
5enómeno por el cual la rotura de los materiales ba2o cargc0clicas !fuer+as repetidas aplicadas sobre el material" se
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c0clicas !fuer+as repetidas aplicadas sobre el material" se cargas inferiores a las cargas est#ticas que producir0an la rot
Iniciación%Propa1ación%Rptra Final
&nsayo de fati$a