Propiedades Mecánicas de los Materiales

El límite elástico

También denominado límite de elasticidad, es la tensión máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este límite, el material experimenta deformaciones permanentes y no recupera su forma original al retirar las cargas. Los materiales sometidos a tensiones superiores a su límite de elasticidad tienen un comportamiento plástico. Si las tensiones ejercidas continúan aumentando el material alcanza su punto de fractura. El límite elástico marca, por tanto, el paso del campo elástico a la zona de fluencia.

Plasticidad:

Es la propiedad mecánica de un material, biológico o de otro tipo, de deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico. En los metales, la plasticidad se explica en términos de desplazamientos irreversibles de dislocaciones. En los materiales elásticos, en particular en muchos metales dúctiles, un esfuerzo de tracción pequeño lleva aparejado un comportamiento elástico. Eso significa que pequeños incrementos en la tensión comportan pequeños incrementos en la deformación, si la carga se vuelve cero de nuevo el cuerpo recupera exactamente su forma original, es decir, se tiene una deformación completamente reversible.

Segregación:

Distribución no homogénea del soluto en el sólido. (Como se produce). Un proceso de enfriamiento normalmente se realiza en unos pocos minutos o, a lo más, unas pocas horas. Por lo tanto, las condiciones de equilibrio no se logran. Al solidificar la aleación se producen gradientes de concentración que no logran equilibrarse debido al insuficiente tiempo de enfriamiento, originando pérdidas de propiedades mecánicas.

Ejemplo: La segregación de material ocurre cuando éste deja de presentar características homogéneas. Ese proceso puede ser de naturaleza mecánica, cuando ocurre la separación de las partículas gruesas y finas de una mezcla asfáltica, o térmica, provocando diferencia de temperatura a lo largo de la capa asfáltica.

La segregación genera un pavimento con calidad inferior, que acostumbra a presentar problemas de rugosidad y, principalmente, fallas prematuras en la capa asfáltica. Esos factores acaban mermando a vida útil del pavimento.

Regla de la palanca:

Solo se aplica en zonas bifásicas del diagrama. En una zona monofásica del diagrama de fase la composición de esta fase es igual a la composición de la aleación general.

Norma establecida para los ensayos:

Para realizar un ensayo se debe realizar mediante una norma establecida ya que estas deben ser perfectamente lisas, para no provocar fallas, poros o grietas, o sea que no provoque zona de fallas. Además debe cumplir la reproducibilidad a partir de esta norma, o sea que el mismo resultado debe ser igual en todos lados. Sirve de medio para cumplir objetivos relacionados con la seguridad pública, la salud o el medio ambiente dentro de sus límites jurisdiccionales. Desde hace tiempo, las normas de la ASME sirven de medio para la transferencia tecnológica, lo que les permite a empresas de todos los tamaños competir básicamente de igual a igual en un mercado internacional; en el caso de los propietarios y de las compañías de seguros, vienen sirviendo como una base para lograr mejor fiabilidad y, de esa manera, brinda un uso optimizado en servicio, lo que reduce las primas de los seguros y las pérdidas por daños.

Fatiga:

La fatiga es el proceso de cambio estructural permanente, progresivo y localizado que ocurre en un material sujeto a tensiones y deformaciones VARIABLES en algún punto o puntos y que produce grietas o la fractura completa tras un número suficiente de fluctuaciones (ASTM). El 90% de las piezas que se rompen en servicio fallan debido a este fenómeno. Fatiga es una falla que puede suceder bajo condiciones bastante inferiores al límite de resistencia del metal u otros materiales, esto es, en su región elástica. Es consecuencia de esfuerzos alternados que producen grietas, en general en la superficie debido a la concentración de tensiones.

Ejemplo de fatiga: La figura a continuación muestra una barra sometida a esfuerzo de flexión alternado que puede presentar pequeñas grietas en lados opuestos A y B. Con la continuidad del esfuerzo alternado, las grietas aumentan, reduciendo el área resistente de la sección. La ruptura se da cuando esta área se torna lo suficientemente pequeña para no resistir la fuerza aplicada (C). La fractura por fatiga es fácilmente identificable. El área de ruptura C tiene un aspecto diferente de la restante que se forma gradualmente.