Propiedades Mecánicas de los Materiales: Conceptos Fundamentales

Propiedades Mecánicas de los Materiales

• Resistencia: Capacidad de resistir a la deformación manteniendo la forma.
• Ductilidad: Capacidad de deformarse antes de romper.
• Fragilidad: Nula ductilidad.
• Tenacidad: Capacidad de absorber mucha energía antes de llegar a la fractura.
• Dureza: Capacidad de resistir la deformación plástica en su superficie.

Deformaciones

• Elástica: Cuando cesa la fuerza y el material vuelve al estado inicial.
• Plástica: Cuando al cesar la fuerza, el material mantiene una cierta deformación y no vuelve a las condiciones iniciales.

Módulo elástico o de Young

Mide la rigidez de un material (pendiente). La rigidez es la resistencia que ofrece un cuerpo elástico a ser deformado por la acción de una fuerza. E = σ (tensión) / ε (deformación).

Ley de Hooke

Esta ley es solo aplicable en el caso de encontrarnos en una situación de comportamiento elástico lineal: σ = E · ε. E es proporcional a la rigidez y depende de la energía del enlace y de la orientación cristalina.

Coeficiente de Poisson

Solo se puede usar cuando estamos en un comportamiento elástico lineal: ν = - ε_lat / ε_long. Un coeficiente de Poisson negativo implicaría que estamos delante de un material auxético (zeolita, teflón, algunas fibras de resinas compuestas...). La mayoría de materiales tiene un coeficiente entre 0 y 0.5.

Resiliencia y Tenacidad

• Resiliencia: Es una medida de la capacidad de un material de absorber y liberar la energía de deformación elástica.
• Tenacidad: Es una medida de la capacidad de un material de absorber energía de deformación tanto elástica como plástica, y depende de las condiciones del ensayo y de los defectos internos del material.

Deformación Plástica

• Punto de fluencia: Aquel punto donde aparece la deformación irrecuperable.
• Límite elástico: Tensión máxima que un material puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes.

Depende del tipo de enlace, sistemas de deslizamiento y de la microestructura.

Ductilidad

• % EL = ((l_f - l_o) / l_o) * 100: Porcentaje de deformación ingenieril.
• % RA = ((A_o - A_f) / A_o) * 100: Reducción de área.

Mecanismos de deformación plástica

Maclado: Formación de maclas, granos que presentan simetría. Se forman como resultado del esfuerzo cortante aplicado en dirección paralela al plano de maclaje.