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PROPIEDADEPROPIEDADESS DEDE LOSLOS MATERIALES:MATERIALES:
PROGRAMAPROGRAMA DEDE TECNOLOGÍATECNOLOGÍA MECÁNICAMECÁNICA
UNIVERSIDADUNIVERSIDAD TECNOLÓGICATECNOLÓGICA DEDE PEREIRAPEREIRA
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PRINCIPALEPRINCIPALESS PROPIEDADEPROPIEDADESS MMEECÁNICCÁNICAA DDEE LOLOSS MATERIALESMATERIALES
VOLUMÉTRICASVOLUMÉTRICAS
DurezaDureza
TenacidadTenacidad
ResistenciaResistencia (A(A lala tracción,tracción, aa lala fluencia,fluencia, aa lala fatiga,fatiga, aa lala cocorrrosión,rosión, alal desgaste)desgaste)
DuctilidadDuctilidad
MaleabilidadMaleabilidad
FragilidadFragilidad
RRiigidezgidez
DDEE SUPERFICIESUPERFICIE
ResistenciaResistencia alal desgastedesgaste
ResistenciaResistencia aa lala corrosióncorrosión
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PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES
• Principales Ensayos Mecánicos:
• Ensayo de tracción;
• Ensayo de flexión;
• Ensayo de impacto;
• Tenacidad a la fractura
• Ensayo de dureza;
• Ensayo de fatiga;
• Ensayo de fluencia (“creep”).
Efectos de la temperatura
Ensayo Condiciones del ensayo
Magnitudes medidas
Propiedades 4
determinadas
Tracción Temp.Temp. Cte,Cte, Vel.Vel. DeDe deformacióndeformación ≈≈ Constante.Constante. PuedePuede serser realizadorealizado enen variasvarias temperattemperatuurrasas
Fuerza,Fuerza, Alargamiento,Alargamiento, EstriccEstricciióón,n,
MMóduódulloo dede elasticidad,elasticidad, limitelimite dede fluencia,fluencia, lílímitemite dede resistencia,resistencia, tensitensióónn dede ruptura,ruptura, alargamientoalargamiento ttoottalal yy uniforme,uniforme, llíímitemite eleláástico.stico.
Flexión Temp.Temp. CteCte oo PuedePuede serser realizadorealizado enen variasvarias temperaturastemperaturas
Fuerza y deflexiónMMóduódulloo dede rupruptturaura aa flexiflexióónn
Dureza Temp.Temp. Cte,Cte, generalmentegeneralmente lala ambambiienenttee
FuerzaFuerza yy área,área, (o(o penetración)penetración) dede lala indentacindentaciiónón
DurezaDureza dede acuerdoacuerdo aa lala escala,escala, HRC,HRC, HB,HB, HV,HV, etcetc
Fluencia(Creep)
LaLa fuerzafuerza oo tensitensióónn eses aplicadaaplicada cte.cte. TemperatTemperatuurraa CteCte yy alta.alta. CargaCarga Cte.Cte. PuedePuede serser realizadorealizado enen variasvarias temperaturastemperaturas
AlargamientoAlargamiento yyTiempoTiempo
ResistenciaResistencia aa lala fluenciafluencia yy tiempotiempo dede fluflueenciancia
Impacto PuedePuede serser realizadorealizado enen diferentesdiferentes temperaturas.temperaturas. AltaAlta velocidadvelocidad dede aplicaciónaplicación dede cargacarga
EnergEnergííaa absorbabsorbiidada porpor elel materialmaterial
ResistenciaResistencia alal impactoimpacto yy temperaturatemperatura dede transictransiciióónn ddúctilúctil –– ffrrágilágil
Fatiga EsfuerzosEsfuerzos alternadosalternados contenconteniiendoendo tracctracciión.ón. Temp.Temp. CteCte oo PuedePuede serser realizadorealizado enen variasvarias temperattemperatuurrasas
NNúmeroúmero dede ciclosciclos oo vidavida deldel materialmaterial
ResistenciaResistencia aa lala fatigafatiga yy lílímitemite dede fatigafatiga
Conceptos de Tensión5
y de Deformacción
• Ensayo de tracción:
• Tensión de ingeniería: σ = F/Ao
• Deformación de ingeniería:
ε = (lf - lo)/ lo = ∆l/ lo
a) Representación esquemática de como una carga de tracción produce un alargamiento.
b) Deformación por compresión
c) Deformación por esfuerzo cortante
d) Deformación debida a esfuerzosde torsión
Nota: Las líneas ocultas representan el cuerpo antes de la deformación.
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ELEL ENSAYOENSAYO DEDE TRACCIÓN,TRACCIÓN, NORMANORMA ASTMASTM A371A371
La máquina y el cuerpo de prueba (probeta) para el Ensayo de tracción
• La máquina de Ensayo:
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• El cuerpo de prueba (probeta para materiales metálicos)• Observacción: existen numerosas geometrías de probetas (planas, cilíndricas,
etc.) con diversas dimensiones.
Probeta de tracción con sección circular
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Diferentes estados de la fractura en forma de copa y cono después durante un ensayo de tracción (a) Cuello inicial. (b) formación de pequeñas cavidades. (c) coalescencia de cavidades para formar grietas. (d) propagación de grietas. (e) fractura final por corte a 45° con respecto a la dirección de tracción.
12Curvas de Tracción y Fratura para diferentes
materiales
(a) Fractura de un material dúctil, el cuello de la probeta es casi un punto.
(b) Fractura dúctil moderada después de la formación del cuello.
( c) fractura frágil sin ninguna deformación plástica
Curvas de Tracción de materiales (Frágil, Dúctil y 13
Elastomérico)
Comportamiento de una curva esfuerzo – deformación para materiales:
Frágiles (curva A),
Dúctiles (curva B,
Altamente elásticos(elastómeros)polímeros (curva C),
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Curva esfuerzo-Deformación esquemática para un polímero semicristalino. Aquí son presentados varios estados de deformación de la probeta de acuerdo al esfuerzo aplicado