propiedades mecanicas

7/21/2019 propiedades mecanicas

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1

TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALESTECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES



2

UNIDAD IIUNIDAD IIPropiedades MecánicasPropiedades Mecánicas



3

Objetivo Terminal de la UnidadObjetivo Terminal de la Unidad• Distinguir las propiedades mecánicas de un material

metálico y su relación con el empleo del mismo

Objei!os Espec"#icos de $a Unidad• Caraceri%ar $as propiedades &ecánicas de $os

&aeria$es &eá$icos

• Re$acionar $as propiedades &ecánicas con $os disinos'sos en $os c'a$es se p'ede e&p$ear e$ &aeria$ deac'erdo a $as so$iciaciones &ecánicas



4

Contenido de la UnidadContenido de la Unidad• Deformación Plástica y Elástica

• Ductilidad y fragilidad

• Tensión y Deformación

• Diagrama Tensión Deformación

• Dureza

• ractura

• atiga

• Ensayos para la determinación de las propiedades

• !anejo de normas "#T!



5

$ntroducción$ntroducción

• E$ conoci&ieno de $as propiedades &ecánicasde $os &ea$es per&ie poseer 'na (erra&iena

para co&prender $os disinos 'sos )'e se $edan a $os &is&os en $a ind'sria* Cada 'no dee$$os p'ede c'&p$ir +pi&a&ene 'na #'nci+n

deer&inada de ac'erdo a s' dise,o*



6

Propiedades !ecánicas de los !etales yPropiedades !ecánicas de los !etales y

"leaciones"leaciones



7

Ensayos y Propiedades !ecánicas de los !etales yEnsayos y Propiedades !ecánicas de los !etales y

"leaciones"leacionesEnsa-o de Tracci+n

Resisencia a $a Tracci+n o Resisencia &á.i&aResisencia a $a #$'enciaD'ci$idad

/ra0i$idad

Ensa-o de /ai0aResisencia a $a /ai0a

Ensa-o de I&pacoTenacidad

Ensa-o de D're%aD're%a



8

Ensayo de TracciónEnsayo de Tracción

Ensa-o de Tracci+nEnsa-o de Tracci+nResisencia a $a Tracci+n o Resisencia &á.i&aResisencia a $a Tracci+n o Resisencia &á.i&a

Resisencia a $a #$'enciaResisencia a $a #$'enciaD'ci$idadD'ci$idad/ra0i$idad/ra0i$idad



9

Deformación Elástica %Elasticidad&Deformación Elástica %Elasticidad&

Es la propiedad de un material en virtud de la cual las deformacionesEs la propiedad de un material en virtud de la cual las deformacionescausadas por la aplicación de una fuerza desaparecen cuando cesa lacausadas por la aplicación de una fuerza desaparecen cuando cesa laacción de la fuerza.acción de la fuerza.

Lo

Lo

Lf

FF

Lo

Lo1 Lon0i'd Inicia$Lo1 Lon0i'd Inicia$Unidades1Unidades1

Meros 2&3Meros 2&3Cen"&eros 2c&3Cen"&eros 2c&3Mi$"&eros 2&&3Mi$"&eros 2&&3

/1 /'er%a Ap$icada/1 /'er%a Ap$icadaUnidades1Unidades1

4i$o0ra&os #'er%a 2405#34i$o0ra&os #'er%a 2405#3Ne6on 2N3Ne6on 2N3

Libras 2Lb3Libras 2Lb3

L#1 Lon0i'd /ina$L#1 Lon0i'd /ina$Unidades1Unidades1




10

Deformación Plástica %Plasticidad&Deformación Plástica %Plasticidad&

Es aquella propiedad que permite al material soportar una deformaciónEs aquella propiedad que permite al material soportar una deformaciónpermanente sin fracturarsepermanente sin fracturarse

Lo

Lo

Lf

FF

Lo1 Lon0i'd Inicia$Lo1 Lon0i'd Inicia$Unidades1Unidades1


/1 /'er%a Ap$icada/1 /'er%a Ap$icadaUnidades1Unidades1

4i$o0ra&os #'er%a 2405#34i$o0ra&os #'er%a 2405#3Ne6on 2N3Ne6on 2N3

Libras 2Lb3Libras 2Lb3

Lo

Lf

L#1 Lon0i'd /ina$L#1 Lon0i'd /ina$Unidades1Unidades1




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Ao1 7rea Inicia$ Ao1 7rea Inicia$Unidades1Unidades1

Meros C'adrados 2&Meros C'adrados 2&8833Cen"&eros c'adrados 2c&Cen"&eros c'adrados 2c&8833Mi$"&eros c'adrados 2&&Mi$"&eros c'adrados 2&&8833

AAoo AAf f

A#1 7rea /ina$ A#1 7rea /ina$Unidades1Unidades1

Meros C'adrados 2&Meros C'adrados 2&8833Cen"&eros c'adrados 2c&Cen"&eros c'adrados 2c&8833Mi$"&eros c'adrados 2&&Mi$"&eros c'adrados 2&&8833

AAoo AAf f

AA

AA



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DuctilidadDuctilidad

Es aquella propiedad que determina la capacidad que posee el materialEs aquella propiedad que determina la capacidad que posee el materialde sufrir una deformación plástica.de sufrir una deformación plástica.

Las &edidas de d'ci$idad son de iner9s en res #or&as1Las &edidas de d'ci$idad son de iner9s en res #or&as1

Para indicar (asa c'ano e$ &aeria$ p'ede ser de#or&ado sinPara indicar (asa c'ano e$ &aeria$ p'ede ser de#or&ado sin#rac'rarse en operaciones de procesos de con#or&aci+n: a$es co&o#rac'rarse en operaciones de procesos de con#or&aci+n: a$es co&o$a&inaci+n o e.r'si+n*$a&inaci+n o e.r'si+n*

Para indicar a$ dise,ador: de &odo 0enera$: $a (abi$idad de$ &ea$ paraPara indicar a$ dise,ador: de &odo 0enera$: $a (abi$idad de$ &ea$ para

#$'ir p$ásica&ene anes de #rac'ra*#$'ir p$ásica&ene anes de #rac'ra*

Sir!e co&o 'n indicador de ca&bio en $os ni!e$es de i&p're%a oSir!e co&o 'n indicador de ca&bio en $os ni!e$es de i&p're%a ocondiciones de$ proceso*condiciones de$ proceso*



13

ε =

L f

− Lo

L0

×100

Medición de la Ductilidad:Medición de la Ductilidad:

Deformación (%Deformación (%

!educción de "rea!educción de "rea R A= Ao

−

A f

Ao

×100



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Principio de "cción y 'eacciónPrincipio de "cción y 'eacción

Fuerza E#ternaFuerza E#ternaFuerza $nternaFuerza $nterna

Fuerza $nterna Fuerza E#ternaFuerza $nterna Fuerza E#terna



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Esfuerzo %Esfuerzo %

&&

σ interno

=

F interna

A0

σ externo=

F externo

A0

σ interno

=σ externo

Es la fuerza so&re la unidad de área perpendicular a dic'a fuerzaEs la fuerza so&re la unidad de área perpendicular a dic'a fuerza

AAFuerza E#ternaFuerza E#ternaFuerza $nternaFuerza $nterna

Kg− f

mm2 , N

m2 , Mpa ,

Lb

p lg2nidadesnidades



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Comportamiento Elástico(PlásticoComportamiento Elástico(Plástico

)omportamiento Elástico*+lástico: e#isten materiales que son elásticos)omportamiento Elástico*+lástico: e#isten materiales que son elásticospuros, e#isten otros que son plásticos puros, - e#isten los que poseen am&ospuros, e#isten otros que son plásticos puros, - e#isten los que poseen am&oscomportamientos, como en el caso de las aleaciones.comportamientos, como en el caso de las aleaciones.

Ante la aplicación de fuerzas que aumentan de manitud proresivamenteAnte la aplicación de fuerzas que aumentan de manitud proresivamentelos materiales elásto*plásticos, se comportan elásticamente dentro de unlos materiales elásto*plásticos, se comportan elásticamente dentro de unrano de esfuerzos, pero al superarlos se comienza a comportarrano de esfuerzos, pero al superarlos se comienza a comportarplásticamente.plásticamente.

!esistencia a la fluencia o limite de fluencia: es el!esistencia a la fluencia o limite de fluencia: es el ma-orma-or valor delvalor del esfuerzoesfuerzo 'asta el cual el material mantiene un comportamiento'asta el cual el material mantiene un comportamiento elásticoelástico o es elo es el menormenor

valor delvalor del esfuerzoesfuerzo para el cual se produce una deformaciónpara el cual se produce una deformación plásticaplástica..

!esistencia má#ima o resistencia a la tracción: es el!esistencia má#ima o resistencia a la tracción: es el ma-orma-or valor delvalor del esfuerzoesfuerzo alcanzado por el material a partir del cual se produce laalcanzado por el material a partir del cual se produce la fracturafractura del mismodel mismo



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Ensayo de TracciónEnsayo de Tracción

+ara conocer las fuerzas que pueden soportar+ara conocer las fuerzas que pueden soportarlos materiales, se efect/an ensa-os para medirlos materiales, se efect/an ensa-os para medirsu comportamiento en distintas situaciones. Elsu comportamiento en distintas situaciones. Elensa-o destructivo más importante es elensa-o destructivo más importante es elensa-o de tracción, en donde se coloca unaensa-o de tracción, en donde se coloca unapro&eta en una máquina de ensa-opro&eta en una máquina de ensa-oconsistente de dos mordazas, una fi0a - otraconsistente de dos mordazas, una fi0a - otramóvil. 1e procede a medir la fuerza mientrasmóvil. 1e procede a medir la fuerza mientrasse aplica el desplazamiento de la mordazase aplica el desplazamiento de la mordaza

móvilmóvil**



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Es)uema del Ensayo de TracciónEs)uema del Ensayo de Tracción



19

Es)uema de la ProbetaEs)uema de la Probeta



20

DatosDatos

;<=:88;>8?:@>

;><:?;><B:?

;>@:@;<=:B@

;>;:?;<@8:>

;@?:=>;<>=:<B

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;8>:===:==

Lon0i'd 2&&3/'er%a 2405/3

Lon0i'd Inicia$1 ;8> && Area1 @: &&8

=:88@:>8

=:=8>:>

=:?B8<:>=

=:?8<:<<

=:8<8B:=;

=:8>8B:==

=:8@8<:B<

=:88<:B=:888<:<

=:8=8<:@

=:;8<:=;

=:;?8>:=

=:;88>:;>

=:;;8@:<=

=:=;;:@?

=:==;?:;B

=:==;;:;;

=:==B:?

=:==:8@

=:===:==

E$on0aci+n 23Es#'er%o 2405/&&83



21

Diagrama Tensión DeformaciónDiagrama Tensión Deformación

$ a

B

/

i $ a

;

=

/

i $ a

;

;

/

i $ a

;

8

/

i $ a

;

?

/

i $ a

;

A

/

i $ a

;

C

/

i $ a

;

@

/

i $ a

;

>

/

i $ a

;

<

/

i $ a

;

B

/

i $ a

8

=

/

i $ a

8

;

Diagrama Esfuerzo(Deformación



22

Curva uerza(DesplazamientoCurva uerza(Desplazamiento



23

!a)uina Universal de Tracción!a)uina Universal de Tracción



24

D 2,322 pul 4 2,252 pulD 2,322 pul 4 2,252 pul6 7,222 pul 4 2,223 pul6 7,222 pul 4 2,223 pul

A 7,732 pul m8nimo (7 9 pulA 7,732 pul m8nimo (7 9 pulF 5 pulF 5 pul! 2,;<3 pul (;=> pul! 2,;<3 pul (;=> pul? 2,>573 pul (5;=5@ pul? 2,>573 pul (5;=5@ pulArea en D2,5@;3 pulB o puntos de elonaciónArea en D2,5@;3 pulB o puntos de elonación6: lonitud inicial6: lonitud inicial

+ro&eta !ectanular+ro&eta !ectanular Ao: anc'o de la pro&etaAo: anc'o de la pro&eta

Co: espesor de la pro&etaCo: espesor de la pro&eta

+ro&eta )il8ndrica+ro&eta )il8ndricaA: sección reducidaA: sección reducidaC: tramo de cali&raciónC: tramo de cali&ración)o: lonitud inicial (32 mm 7 pul)o: lonitud inicial (32 mm 7 pul!: radio del filete o &isel (.37 mm!: radio del filete o &isel (.37 mmDo: diámetro inicialDo: diámetro inicial



25

Ensayo de TracciónEnsayo de TracciónCurva Esfuerzo(DeformaciónCurva Esfuerzo(Deformación



26




27




28




29

Ensayo de $mpactoEnsayo de $mpacto

TenacidadTenacidad

/ra0i$idad/ra0i$idadD'ci$idadD'ci$idad



30

TenacidadTenacidad• Es la .abilidad de un material para absorber energ/a

durante la deformación plástica0 capacidad para

soportar esfuerzos ocasionales superiores al

esfuerzo de fluencia0 sin )ue se produzca la fractura1

• Un &aeria$ #rá0i$1 absorbe poca ener0"a d'rane $ade#or&aci+n p$ásica*

• Un &aeria$ dFci$1 absorbe &'c(a ener0"a d'rane $ade#or&aci+n p$ásica*



31

Ensayo de $mpactoEnsayo de $mpacto!a)uina de $mpacto!a)uina de $mpacto



32

Ensayo de $mpactoEnsayo de $mpactoProbetaProbeta

+ro&eta )'arp-+ro&eta )'arp-Longitud:Longitud: 33 mm33 mmAncho:Ancho: 52 mm52 mmEspesor:Espesor: 52 mm52 mm

Muesca en Muesca en Profundidad:Profundidad: 7 mm7 mmAngulo:Angulo: 33Radio de la Raiz:Radio de la Raiz: 2,73 mm2,73 mm



33

=;=.>:;=.;=.SM

;8=;.;;.?=.;<=GH

?=@.@[email protected]

=;=.>;=.;=.DMS

=;=.>;=.;=.DM

;8=?=.;?=.?=.;@=C(p

;=.<;=.;=.;?=I%od

=;=.<;=.;=.C(p5

=;=.<;=.;=.Mes

=;=.;=.;=.

4CU

ISO4U/

/or&a de$a probea

Disanciaenre o-os

S'per#"ciede ro'ra

Di&ensionesS"&bo$o

&ás 's'a$



34




35




36




37

Ensayo de DurezaEnsayo de Dureza

D're%aD're%a##e eniende por d're%a $a resisencia )'e presena 'n c'erpo a $ae eniende por d're%a $a resisencia )'e presena 'n c'erpo a $a

peneraci+n por oro* En 'na inerpreaci+n &ás espec"#ica: p'edepeneraci+n por oro* En 'na inerpreaci+n &ás espec"#ica: p'edeenenderse por d're%a $a resisencia s'per#icia$ de 'n c'erpo so&eido aenenderse por d're%a $a resisencia s'per#icia$ de 'n c'erpo so&eido a'n es#'er%o #'ere&ene $oca$i%ado'n es#'er%o #'ere&ene $oca$i%ado

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