PROPIEDADESMECANICAS Y ENSAYOS DE LOS MATERIALES

PROPIEDADES
MECÁNICAS Y
ENSAYOS DE LOS
MATERIALES
Son las características inherentes que
permiten diferenciar un material de otros,
desde
el
punto
de
vista
del
comportamiento
mecánico
de
los
materiales en ingeniería, y también
describen la forma como un material se
comporta frente a una fuerza externa
aplicada, con el fin de conocer sus
respectivas propiedades.
Las Propiedades De Un Material
Dependen De:
La estructura que presente el material.
 Del proceso o procesos que haya sufrido.
 De la composicion quimica.

PROPIEDADES
Plasticidad: Aptitud de algunos materiales
sólidos de adquirir deformaciones
permanentes, bajo la acción de una presión
o fuerza exterior sin que se produzca una
rotura.
 Elasticidad: capacidad de algunos
materiales para recobrar su forma y
dimensiones primitivas cuando cesa el
esfuerzo que había determinado su
deformación.

PROPIEDADES
Maleabilidad: Consiste en la posibilidad
de transformar algunos metales en
láminas delgadas sin que se rompa. Ejm:
el aluminio como conservante de
alimentos.
 Ductilidad: Propiedad que poseen
ciertos metales para poder estirarse en
hilos delgados o varillas.Ejm: oro, plomo.

PROPIEDADES

Tenacidad: Propiedad que tienen algunos
materiales de soportar sin romperse, los
esfuerzos básicos que se les apliquen.
Implica que el material tiene capacidad de
absorber energía.

Dureza : Resistencia que un material
opone a la penetración o a ser rayado por
otro cuerpo. Ejemplo, el diamante.
PROPIEDADES

Fragilidad: Capacidad de un material de
fracturarse con escasa deformación. La
rotura frágil tiene la peculiaridad de
absorber relativamente poca energía.

Rigidez: capacidad de un objeto sólido o
elemento estructural para soportar
esfuerzos sin adquirir grandes
deformaciones o desplazamientos
RESISTENCIA
Capacidad para soportar esfuerzos
aplicados
sin
romperse,
adquirir
deformaciones
permanentes
o
deteriorarse de algún modo cierto
material.
 La resistencia tensil: es importante para
un material que va a ser extendido o va a
estar bajo tensión. Las fibras necesitan
tener buena resistencia tensil.
DEFORMACIÓN
Es el cambio en el tamaño o forma de un
cuerpo debido a esfuerzos internos
producidos por una o más fuerzas
aplicadas sobre el mismo.
Elástica o reversible: Si la deformación
se recupera al retirar la carga.
 Plástica o irreversible: Si la deformacion
persiste despues de retirar la carga.

CURVA DE ESFUERZODEFORMACION
Describe la relación entre el esfuerzo y la
deformación y que señala las regiones
elásticas y plásticas de un material dado.
Determinación de propiedades
mecánicas a partir de la curva
de tracción
Medidas De la Deformación
La magnitud más simple para medir la
deformación es lo que en ingeniería se
llama deformación axial o deformación
unitaria se define como el cambio de
longitud por unidad de longitud.
http://www.steeluniversity.org/content/html/spa/def
ault.asp?catid=150&pageid=2081271532
Clasificación de los ensayos
1.1
Ensayos de características
• Químicos: Determinar la composición de los materiales
• Estructura:
•Cristales: Determinar cristalización.
•Microscópicos: Determinar el grano.
•Macroscópicos: Determinar la fibra.
•Térmicos :
•Puntos de fusión.
•Puntos críticos
•Constituyentes: (Ej. Carburo de...)
Ensayos
1.2
Ensayos destructivos (E.D.)
Ensayos de propiedades mecánicas:
Estáticos
•Dureza
•Tracción
•Compresión
•Cizalladura
•Flexión
•Pandeo
•fluencia
Dinámicos
•Resistencia al choque
•Desgaste
•Fatiga
Clasificación de los ensayos
1.3
Ensayos tecnológicos:
Determinan el comportamiento de
los materiales ante operaciones industriales.
Doblado, Plegado, Forja, Embutición, Soldadura, Laminación,...
1.4
Ensayos
Ensayos no destructivos: (por orden de importancia)
•Rayos X.
•Rayos Gamma: Se usa un isótopo reactivo, uso de radiografías.
•Ultrasonidos.
•Partículas magnéticas.
•Líquidos penetrantes.
•Magnéticos.
•Sónicos: Es el más utilizado, un material. sin grietas tiene un sonido
agudo; si el material. tiene grietas el sonido es más grave.
PARA QUE ENSAYAR
LOS MATERIALES??
Para conocer las cargas que
pueden soportar los materiales, se
efectúan ensayos para medir su
comportamiento en distintas
situaciones.
ESFUERZO
Carga aplicada o Fuerza que intenta
deformar un objeto (una probeta en un
ensayo de tracción o compresión dividida
por el área transversal de la probeta). Al
calcular el esfuerzo de ingeniería se
ignora el cambio del área transversal que
se produce con aumentos y disminuciones
en la carga aplicada.
Esfuerzo= fuerza/sección transversal
TIPOS DE ESFUERZO
•
Dependiendo de la dirección y sentido
relativos entre las fuerzas actuantes y la
posición del cuerpo sobre el cual actúan:
Esfuerzo de tracción: Fuerza que
intenta separar o estirar una muestra de
prueba, tienden a alargar el cuerpo.


Esfuerzo de compresión: Fuerza que
intenta aplanar o “apretar” un material, es
perpendicular a la sección transversal del
cuerpo, pero este esfuerzo tiende a
acortar dicho cuerpo.
Esfuerzo de torsión: Tipo de esfuerzo
de desplazamiento que intenta torcer un
material de forma encontrada.

Esfuerzo de flexión: Cuando sobre el
cuerpo actúan fuerzas que tienden a
doblar el cuerpo. Esto produce un
alargamiento de unas fibras y un
acortamiento de otras. Este tipo de
esfuerzos se presentan en puentes, vigas
de estructuras, perfiles que se curvan en
máquinas.
ENSAYO DE TRACCIÓN
Es el ensayo destructivo mas importante
pues suministra información sobre la
resistencia de los materiales utilizados en
el diseño y también para verificación de
especificaciones de aceptación.
MÁQUINAS DE TRACCIÓN
Montaje experimental
Máquina de ensayo:
Mordaza:
LEY DE HOOKE
Es el limite de proporcionalidad de la
grafica. Nos indica que en la zona
elástica el esfuerzo es directamente
proporcional a la deformación unitaria y la
constante de proporcional es E.


La zona elástica: es aquella donde una
vez eliminada la fuerza o carga el material
regresa a sus dimensiones iniciales.
Limite elástico: Si se estira o se
comprime más allá de cierta cantidad, ya
no regresa a su estado original, y
permanece deformado.
MÓDULO DE YOUNG
El módulo de elasticidad o módulo de
Young es una medida de la rigidez del
material y corresponde a la pendiente E
de la recta inicial de la curva esfuerzodeformación, donde se hace posible
aplicar la ley de Hooke. Mientras mayor es
el valor de E, mas rígido es el material y
menor será la deformación elástica total.
PROBETAS
Se emplean en general de formas
cilíndricas, en las cuales la relación
altura/diámetro se toma como una
constante. El valor de esta relación tiene
influencia en los resultados.
Medidas de probetas:
Probetas durante el ensayo de
tracción
Ensayo de tracción
ENSAYO DE COMPRESIÓN
Consiste en someter una probeta
normalizada del material que se va a
ensayar a esfuerzos progresivos y
crecientes de compresión en la dirección
de su eje , hasta que se rompa o hasta
que ocurra el aplastamiento.
Compresión:
Ensayo de Compresión
VER VIDEO
ENSAYO DE DUREZA
La dureza es una propiedad fundamental
de los materiales y esta relacionada con la
resistencia mecánica. La dureza puede
definirse como la resistencia de un
material a la penetración o formación de
huellas localizadas en una superficie.
Cuanto más pequeña sea la huella
obtenida en condiciones normalizadas,
más duro será el material ensayado.
Dureza
El indentador (montaje experimental):




Se coloca la muestra bajo el indentador.
Se realiza una indentación a una carga
conocida.
Se mide el tamaño de la huella.
Se calcula la dureza con las correlaciones entre
las dimensiones medidas y las distintas escalas
de dureza.
Ejemplos de dureza
ENSAYO DE FLEXIÓN
Consiste en someter la probeta del
material, apoyada libremente en sus
extremos, a una fuerza aplicada en el
centro, o dos iguales aplicadas a la misma
distancia de los apoyos.
Máquina de ensayo de flexión
Ensayo de flexión
ENSAYO DE TORSIÓN
El ensayo de torsión es un ensayo en que
se deforma una muestra aplicándole un
par torsor (sistema de fuerzas paralelas
de igual magnitud y sentido contrario).
Ensayo de torsión
ENSAYO DE IMPACTO
Método
para
determinar
el
comportamiento del material sometido a
una carga de choque en flexión, tracción o
torsión. La cantidad que suele medirse es
la energía absorbida al romperse la
probeta en un solo golpe.
ENSAYO DE FATIGA
Método
para
determinar
el
comportamiento de los materiales bajo
cargas fluctuantes. Se aplican a una
probeta una carga media específica (que
puede ser cero) y una carga alternante y
se registra el número de ciclos requeridos
para producir la falla del material (vida a la
fatiga). Por lo general, el ensayo se repite
con probetas idénticas y varias cargas
fluctuantes.
FLUENCIA LENTA (CREEP)
El estudio de la relajación (creep) de
materiales analiza las variaciones en el
tiempo del estado de tensión-deformación
por la permanencia de cargas aplicadas.
En algunos casos, el efecto de la
relajación adquiere importancia por las
modificaciones que ocasiona en la
configuración de elementos resistentes.
FLUENCIA LENTA (CREEP)
FIN