Propiedades Mecánicas de los Metales: Dureza, Fractura y Deformación

Definición de Dureza de un Metal: Es una medida de la resistencia de un metal a la deformación permanente (plástica). Se mide forzando la indentación de un penetrador en la superficie del metal.

Características de la Fractura Dúctil

¿Cuáles son las características superficiales de una fractura dúctil de un metal? Tiene lugar después de una deformación plástica intensa y se caracteriza por la lenta propagación de la fisura. Presenta formación de cuello y formación de cavidades dentro de la zona de estrangulamiento.

Características de la Fractura Frágil

¿Cuáles son las características superficiales de una fractura frágil de un metal? No se presenta deformación plástica, ocurre a lo largo de los planos cristalográficos característicos y presenta una rápida propagación de la fisura. No presenta encuellamiento y son transgranulares.

Falla por Fatiga en Metales

Describa la falla por fatiga de un metal. Someter un material a esfuerzos cíclicos genera una ruptura a esfuerzos mucho menores de lo que la pieza puede soportar durante la aplicación de un esfuerzo estático sencillo.

Esfuerzo

Definición de Esfuerzo: Una fuerza que actúa sobre el área unitaria en la que se aplica. Se expresa en pascales (Pa) o en libras por pulgada cuadrada (Psi).

Deformación Unitaria Elástica

Deformación Unitaria Elástica: Deformación restaurable debido a un esfuerzo aplicado. Es elástica si se desarrolla de forma instantánea, es decir, se presenta tan pronto se realiza la fuerza y no muestra deformación permanente, por tanto, regresa a su estado original cuando se le retira la fuerza o esfuerzo.

Deformación Unitaria Plástica

Deformación Unitaria Plástica: Es la deformación permanente de un material, es decir, cuando se quita el esfuerzo el material no regresa a su forma original.

Módulo de Young

¿Qué es el Módulo de Young? Es la pendiente en la porción lineal de la curva esfuerzo-deformación unitaria a tensión, descrita por la ley de Hooke. Para metales, la máxima deformación elástica suele ser inferior al 5% y nos indica qué tan resistente es el material.

Límite Elástico o de Fluencia

¿Qué es el Límite Elástico o de Fluencia? Es un valor importante para el diseño estructural en ingeniería, puesto que es el nivel de tensión al que un metal o aleación muestra una deformación plástica significativa. Y nos indica la capacidad que tiene el material de absorber energía antes de pasar a la zona plástica.

Comportamiento de Metales, Polímeros y Cerámicos en una Gráfica Tensión-Deformación

Metales, Polímeros y Cerámicos en una Gráfica Tensión-Deformación: Los polímeros no presentan punto de fluencia ya que no poseen módulo de Young, se encuentran en deformación plástica en toda la curva. Los cerámicos poseen un módulo de Young mayor que los otros dos materiales pero no poseen deformación plástica y los metales poseen módulo de Young y deformación plástica.

Resistencia de Metales Policristalinos vs. Monocristalinos

¿Por qué un metal policristalino posee mayor resistencia que un metal monocristalino? Porque poseen límite de grano, ya que al aplicar un esfuerzo específico este desplaza los átomos hasta los límites obligando a que se genere una fuerza mayor para lograr separar el material. Teniendo en cuenta que el límite debe ser pequeño.

Deformación Plástica en Monocristales Metálicos

Deformación Plástica de Monocristales Metálicos: Se presenta por la formación de bandas de deslizamiento, las cuales se generan por el desplazamiento de planos cristalográficos específicos.

Deformación Plástica en Metales Policristalinos

Deformación Plástica de Metales Policristalinos: Los límites de grano aumentan la resistencia de los metales y aleaciones porque actúan como barreras del movimiento de dislocaciones.

Ductilidad

Ductilidad: Cantidad de deformación que puede resistir un material sin romperse.