Propiedades mecánicas

Summary

En este video, el profesor Lucas Castro de la Universidad a Distancia de Madrid explica las propiedades mecánicas de los materiales, centrándose en temas clave como la resistencia, la deformación y las pruebas de tracción. Se detallan los conceptos de tensión, deformación elástica y plástica, y las diferentes formas de fallo de los materiales, como la rotura dúctil y frágil. Además, se abordan los ensayos comunes para caracterizar materiales, como las pruebas de dureza y la medición de la resistencia a la tracción, con énfasis en los métodos y equipos utilizados para realizar estos estudios en ingeniería de materiales.

Takeaways

• 😀 Las propiedades de los materiales son intensivas, es decir, no dependen del tamaño o forma de la pieza.
• 😀 La resistencia a la rotura no es una propiedad del material, ya que depende del tamaño y forma de la pieza, por lo que se mide en términos de tensión (fuerza por unidad de área).
• 😀 La deformación de un material se mide como el cambio en la longitud dividido por la longitud inicial, y es una propiedad intensiva del material.
• 😀 La deformación de un material puede ser elástica (recuperable) o plástica (permanente), dependiendo de la cantidad de fuerza aplicada.
• 😀 En un material, la deformación elástica es reversible, pero la deformación plástica es irreversible debido al movimiento de dislocaciones en su estructura cristalina.
• 😀 La ruptura de materiales puede ser dúctil (con deformación plástica visible) o frágil (sin deformación plástica, generalmente con una fractura perpendicular a la dirección de la fuerza).
• 😀 El módulo elástico indica la rigidez de un material, lo que refleja la pendiente de la curva de tensión-deformación en la zona elástica.
• 😀 El límite elástico es el punto donde un material pasa de comportarse de manera elástica a plástica, y se mide generalmente a un 0.2% de deformación.
• 😀 La ductilidad de un material se refiere a su capacidad de deformarse plásticamente antes de romperse, y se mide a partir de la curva tensión-deformación.
• 😀 Las pruebas de dureza, como la de Brinell, Vickers y Rockwell, miden la resistencia de un material a la deformación permanente y se realizan con diferentes tipos de penetradores.

Q & A

¿Qué son las propiedades intensivas de los materiales?

Las propiedades intensivas son aquellas que caracterizan a un material sin depender de su tamaño o forma. Ejemplos incluyen la resistencia a la rotura y la deformación elástica.

¿Por qué la resistencia no es una propiedad intensiva?

La resistencia no es intensiva porque depende del tamaño y la forma del material. Un material más grande o de forma diferente necesitará más fuerza para romperse, por lo que la resistencia varía según las dimensiones de la pieza.

¿Cómo se define la deformación en un material?

La deformación se define como el incremento en longitud de un material dividido por su longitud inicial, lo que permite medir cuánto se estira o se comprime el material al aplicar una fuerza.

¿Qué ocurre en el material cuando se aplica una fuerza más allá de la deformación elástica?

Cuando se aplica una fuerza más allá del límite de deformación elástica, el material comienza a deformarse plásticamente, lo que significa que las dislocaciones en su estructura se mueven y no regresan a su posición original incluso si se retira la fuerza.

¿Qué es una rotura dúctil y cómo se distingue de una frágil?

Una rotura dúctil es aquella que ocurre con una deformación plástica significativa antes de la ruptura, con una forma cónica o de copa. En cambio, una rotura frágil ocurre de manera abrupta, con una fractura perpendicular a la aplicación de la fuerza, sin deformación plástica.

¿Cómo se mide la deformación plástica y elástica de un material?

La deformación elástica se mide en la zona donde el material se comporta de manera reversible, mientras que la deformación plástica se mide cuando el material ha superado su límite elástico y ha sufrido deformaciones irreversibles.

¿Qué es el módulo elástico y cómo se calcula?

El módulo elástico es una medida de la rigidez de un material. Se calcula dividiendo la tensión por la deformación en la zona elástica de la gráfica de tensión-deformación.

¿Qué es el límite elástico y cómo se determina?

El límite elástico es el punto donde un material deja de comportarse de manera elástica y empieza a deformarse plásticamente. Se suele determinar a partir de un alargamiento estándar, generalmente el 0.2%, mediante una línea paralela en la gráfica de tensión-deformación.

¿Cómo se calcula la ductilidad de un material?

La ductilidad se calcula como la deformación plástica máxima alcanzada antes de la ruptura, medida desde el límite elástico hasta la rotura del material en la gráfica de tensión-deformación.

¿Qué es la dureza y cómo se mide?

La dureza es la resistencia de un material a la deformación plástica permanente. Se mide generalmente mediante un penetrador que deja una huella en el material, y la dureza se calcula a partir de las dimensiones de la huella, como la profundidad o el diámetro.