Propiedades Mecánicas de los Materiales

Rigidez

Resistencia de un material a deformar elásticamente (deformación elástica: deformación totalmente recuperable).

Resistencia

Habilidad que presenta un material a resistir la deformación.

Ductilidad

Capacidad que presenta un material a deformar antes de la rotura. Comparativamente, serán más dúctiles aquellos materiales que presenten más deformación plástica.

Fragilidad

La fragilidad puede entenderse como el concepto opuesto al de ductilidad. Esto es, un material será tanto más frágil cuanta menor deformación presente a rotura.

Tenacidad

Capacidad de absorción de energía por parte de un material antes de su rotura.

Cuantificación de la tenacidad: en un ensayo de tracción, área por debajo de la curva ingenieril tensión-deformación.

Dureza

Resistencia de un material a la deformación plástica localizada al aplicar una carga

Comportamiento Mecánico

Zona de comportamiento elástico

Zona de deformación totalmente recuperable.

Cuantificación de la resistencia del material a la deformación elástica: módulo elástico (E). El módulo elástico depende, entre otros factores, del tipo de enlace primario del material y de su orientación cristalina.

Zona de comportamiento plástico

Zona de deformación permanente.

Cuantificación de la resistencia del material: tensión máxima o, en muchos casos, tensión de fluencia. La tensión de fluencia depende, entre otros factores, del tipo de enlace del material y de los sistemas de deslizamiento, así como de su microestructura.

Tipos de Ensayos Mecánicos

Ensayos a bajas velocidades de solicitación

Ensayos a altas velocidades de solicitación

Ensayos de dureza

Mecanismos de Endurecimiento

Endurecimiento por reducción del tamaño de grano cristalino

Debido a la existencia de un número superior de límites de grano, los cuales actúan impidiendo el movimiento de las dislocaciones.

Posibles estrategias: control de la microestructura (tamaño de grano) por enfriamiento o empleo de partículas sólidas finamente dispersadas en el material fundido, las cuales actúan como nucleantes heterogéneos de los granos cristalinos durante el proceso de solidificación, conduciendo a estructuras de grano fino.

Endurecimiento por solución sólida (incluido: endurecimiento por precipitación)

La presencia de átomos de soluto crean campos de tensión que dificultan el movimiento de las dislocaciones.

Endurecimiento por deformación (en frío)

Consiste en la deformación plástica de un metal dúctil muy por debajo de su temperatura de fusión.

Metales y respectivas aleaciones típicamente endurecidas usando este mecanismo: Cu y Al.

Fatiga y Fluencia

Fatiga

Fallo de un material por aplicación de tensiones dinámicas (cíclicas), típicamente a valores de tensión muy por debajo de la tensión de fluencia del material.

Fluencia o termofluencia (creep)

Comportamiento de deformación de un material dado al aplicar una carga constante. La fluencia suele tener particular importancia en condiciones de elevada temperatura