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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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Determinación de propiedades mecánicas a partir de la curva de tracción ingenieríl

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Ensayo de Tracción: La Curva de ingeniería y la Curva Real

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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

Efecto de la Temperatura 15

Influencia de la temperatura sobre las características de la curva esfuerzo-deformación de un polímero semicristalino