Propiedades mecanicas Parte I

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Ductibilidad de los metales. Ductilidad. Es la propiedad de poder ser hilados mediante la 
tracción. Esta propiedad disminuye con el aumento de temperatura, por lo que el hilado se hace 
frío, y en consecuencia vuelve duro y frágil, teniendo que ser recocido. La ductilidad se aprecia 
por la disminución de la selección con relación a la inicial. El coeficiente varía entre 1 y 2, 
resultando de la relación (S – S') / S, donde S es la sección primitiva y S’la de rotura. Suelen 
ser clasificados por su ductilidad en: 
 
 
 
 
1 Oro. 6 Níquel. 
2 Plata. 7 Cobre. 
3 Platino. 8 Zinc. 
4 Aluminio. 9 Estaño. 
5 Hierro. 10 Plomo. 
 
Tenacidad. Es la resistencia que oponen los metales a la separación de las moléculas que los integran, al ser sometidos a 
esfuerzos de tracción y a los ensayos de elasticidad y alargamiento, expresándose en cm². La tenacidad aumenta con el 
temple, laminado, trefilado y añadiendo carbono, con lo que se obtiene el acero; otros agregados la disminuyen, como por 
ejemplo el azufre. 
Fusibilidad. Es la propiedad de los metales de pasar del estado sólido al líquido y viceversa, mediante cambios adecuados 
de temperatura. El momento de transición de un estado al otro se denomina punto de fusión. Cuanto más bajo es el punto 
de fusión, tanto más manuable es el metal. Este, al estado líquido debe tener cierta fluidez para poder penetrar en los 
huecos más finos de los moldes, interesando también la contracción de volumen que experimentan al pasar del estado 
líquido al sólido. 
Dureza. Es la resistencia que oponen los cuerpo a dejarse penetrar por otro. La tenacidad está íntimamente ligada con 
ésta, y sobre la cual se ha hablado al tratar de las piedras. 
Elasticidad. Es la propiedad que tienen los metales de recuperar su forma primitiva cuando cesa la carga que tendía a 
deformarlos. Un cuerpo solicitado por una carga en aumento progresivo, pero aplicada alternadamente, sufre deformaciones 
y recuperaciones de su estado hasta llegar a una determinada carga llamada carga límite, a partir de la cual no recupera su 
forma, comenzando el período de las deformaciones permanentes. El procedimiento de carga y descarga en forma alternada 
aumenta la carga límite. (Articulo enviado por: Tomas Morel. España Email: Prefiere anonimato) 
 
 
Elasticidad. 
Propiedad de un material que le hace recuperar su tamaño y forma original 
después de ser comprimido o estirado por una fuerza externa. Cuando una fuerza 
externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del 
material que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre 
ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional al 
esfuerzo. Esta relación se conoce como ley de Hooke. No obstante, si la fuerza 
externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado 
permanentemente, y la ley de Hooke ya no es válida. El máximo esfuerzo que un 
material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se 
denomina límite de elasticidad. 
La relación entre el esfuerzo y la deformación, denominada módulo de 
elasticidad, así como el límite de elasticidad, están determinados por la estructura 
molecular del material. La distancia entre las moléculas de un material no 
sometido a esfuerzo depende de un equilibrio entre las fuerzas moleculares de 
atracción y repulsión. Cuando se aplica una fuerza externa que crea una tensión 
en el interior del material, las distancias moleculares cambian y el material se 
deforma. Si las moléculas están firmemente unidas entre sí, la deformación no 
será muy grande incluso con un esfuerzo elevado. En cambio, si las moléculas 
están poco unidas, una tensión relativamente pequeña causará una deformación 
grande. Por debajo del límite de elasticidad, cuando se deja de aplicar la fuerza, 
las moléculas vuelven a su posición de equilibrio y el material elástico recupera 
su forma original. Más allá del límite de elasticidad, la fuerza aplicada separa 
tanto las moléculas que no pueden volver a su posición de partida, y el material 
queda permanentemente deformado o se rompe. 
 
 
Ley de Hooke 
Esta gráfica muestra el aumento de longitud (alargamiento) de un alambre 
elástico a medida que aumenta la fuerza ejercida sobre el mismo. En la parte 
lineal de la gráfica, la longitud aumenta 10 mm por cada newton (N) adicional de 
fuerza aplicada. El cambio de longitud (deformación) es proporcional a la fuerza 
(tensión), una relación conocida como ley de Hooke. El alambre empieza a 
estirarse desproporcionadamente para una fuerza aplicada superior a 8 N, que es 
el límite de elasticidad del alambre. Cuando se supera este límite, el alambre 
reduce su longitud al dejar de aplicar la fuerza, pero ya no recupera su longitud 
original. (Gráfico de Microsoft) 
 
Dureza, soldabilidad, maleabilidad y otras propiedades comunes de los ferrosos. 
 
Los metales especialmente el Acero de construcción requiere de algunas propiedades 
para cumplir con este propósito, evidentemente, las estructurales en primera instancia, 
así como aquellas asociadas a la capacidad que tengan de ser conformados para 
apegarse a los requerimientos ingenieriles. 
 
Estas características tiene mucho que ver con la forma que tiene los granos de carbón 
así como la cantidad de los mismos en la matriz ferrifica, como es evidente, al ser el 
carbón el mineral más duro, mientras mas presencia tengamos de el mayor será la 
magnitud de esta propiedad, pero esta consideración no es la única que se debe tomar 
en cuenta porque a mayor dureza mayor fragilidad, menor capacidad de soldadura así 
como menor maquinabilidad. 
 
Definamos, entonces cada una de estas propiedades: 
 
Dureza.- Se interpreta como la resistencia que ofrece el material a ser rayado y suele 
se proporcional a la fragilidad, a mayor dureza, mayor fragilidad, usualmente se la 
mide en escalas denominadas Brinell, para materiales “suaves” y Rockwel A, B, C, para 
materiales duros siendo esta última la mas común, la forma usual de medirla es una 
función de una indentación que produce un punzón en la superficie de un metal, al ser 
abandonado en caída libre, una altura previamente definida, evidentemente este 
punzón es muy duro en ocasiones es un diamante. 
 
Maquinabilidad: Es la afinidad que tiene un material a ser conformado en los procesos 
de arranque de viruta y es una propiedad muy valiosa, en cuando a costos y tiempos 
de producción se refiere. 
 
Soldabilidad .- Directamente vinculada a la maquinabilidad y evidentemente a la 
cantidad de carbón en la matriz ferrifica, por lo que se puede concluir que las 
fundiciones son difíciles de soldar y lo aceros son muy soldables. 
 
Estas propiedades se puede alcanzar en mayor o menor medida con ciertas técnicas, 
basadas en la reacciones de los materiales al calentamiento y enfriamiento 
controlados, por lo cual estos procedimientos se conocen con el denominativo 
genérico, de tratamientos térmicos. 
 
Los principales tratamientos son: 
 
Templado.- Consiste en el calentar la pieza cerca de 900 C y enfriarla rápidamente 
sumergiéndola en aceite o agua de manera mas o menos brusca, esto hace que la 
pieza se endurezca rápidamente, pero también la fragiliza, es importante anotar que 
dependiendo de la geometría de la misma, se realiza el proceso de inmersión ya que 
pueden generarse tensiones que a la larga perjudica la resistencia de la pieza. 
 
Revenido.- Este proceso es muy recomendable especialmente después del temple y 
tiene como objeto homogenizar la estructura cristalina del acero, consiste en un nuevo 
calentamiento (la temperatura de revenido depende del tipo de acero) y un 
enfriamiento muy lento generalmente se lo realiza con ayuda de un horno. 
 
Recocido.- Es especialmente usado para aumentar la elasticidad de la pieza, pero 
http://www.aceroparalaconstruccion.com/
también brinda buenas propiedades de maquinabilidad, porque al igual queel revenido 
homogeniza la estructura del acero y produce un afino del grano, muy recomendable 
después del trabajo en frió, ya que este produce un grano fino en la cercanía de donde 
se lo realizo, mientras que en el resto de la pieza la estructura, continua siendo la 
misma, se lo ejecuta también calentando la pieza a una temperatura entre 800 C y 
900 C para luego enfriarla lentamente. 
 
La maleabilidad es la propiedad de la materia, que junto a la ductilidad presentan los 
cuerpos a ser labrados por deformación. Se diferencia de aquella en que mientras la 
ductilidad se refiere a la obtención de hilos, la maleabilidad permite la obtención de 
delgadas láminas de material sin que éste se rompa. También presenta esta característica, en 
menor medida, el aluminio habiéndose popularizado el papel de aluminio como envoltorio 
conservante para alimentos así como en la fabricación de tetra-brick. Todo aquello que se 
puede reducir a láminas. 
 
La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones 
metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden 
deformarse ostensiblemente sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos de dicho 
material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los 
materiales poco o nada dúctiles se clasifican de frágiles. 
En otros términos, un material es dúctil cuando la relación entre el alargamiento 
longitudinal producido por una tracción y la disminución de la sección transversal es muy 
elevada. 
En el ámbito de la metalurgia se entiende por metal dúctil aquel que sufre grandes 
deformaciones antes de romperse, siendo el opuesto al metal frágil, que se rompe sin 
apenas deformación. 
No debe confundirse dúctil con blando, ya que la ductilidad es una propiedad que como tal 
se manifiesta una vez que el material está soportando una fuerza considerable; esto es, 
mientras la carga sea pequeña, la deformación también lo será, pero alcanzado cierto punto 
el material cede, deformándose en mucha mayor medida de lo que lo había hecho hasta 
entonces pero sin llegar a romperse. 
En un ensayo de tracción, los materiales dúctiles presentan una fase de fluencia 
caracterizada por una gran deformación sin apenas incremento de la carga. 
Desde un punto de vista tecnológico, al margen de consideraciones económicas, el empleo 
de materiales dúctiles presenta ventajas: 
 En la fabricación: ya que son aptos para los métodos de fabricación por 
deformación plástica. 
http://es.wikipedia.org/wiki/Ductilidad
http://es.wikipedia.org/wiki/Aluminio
http://es.wikipedia.org/wiki/Alimento
http://es.wikipedia.org/wiki/Tetra-brick
http://es.wikipedia.org/wiki/Aleaci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Metal
http://es.wikipedia.org/wiki/Fragilidad
http://es.wikipedia.org/wiki/Fragilidad
http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_tracci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Fluencia
http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_de_fabricaci%C3%B3n
 En el uso: presentan deformaciones notorias antes de romperse. Por el contrario, el 
mayor problema que presentan los materiales frágiles es que se rompen sin previo 
aviso, mientras que los materiales dúctiles sufren primero una acusada deformación, 
conservando aún una cierta reserva de resistencia, por lo que después será necesario 
que la fuerza aplicada siga aumentando para que se provoque la rotura. 
La ductilidad de un metal se valora de forma indirecta a través de la resiliencia. 
La ductibilidad es la propiedad de los metales para formar alambres o hilos de diferentes 
grosores. Los metales se caracterizan por su elevada ductibilidad, la que se explica porque 
los átomos de los metales se disponen de manera tal que es posible que se deslicen unos 
sobre otros y por eso se pueden estirar sin romperse. 
La ductibilidad es algo muy util en cobre, hierro, aluminio. 
 
 
Introducción [editar] 
 
 
Ejemplo típico de curva tensión-deformación para un esfuerzo uniaxial de tracción, en un 
metal dúctil con comportamiento elasto-plástico: el comportamiento es elástico lineal para 
pequeñas deformaciones (tramo recto de color azul) y presenta plasticidad a partir de cierto 
límite. 
En los materiales elásticos, en particular en muchos metales dúctiles, un esfuerzo de 
tracción pequeño lleva aparejado un comportamiento elástico. Eso significa que pequeños 
incrementos en la tensión de tracción comporta pequeños incrementos en la deformación, si 
la carga se vuelve cero de nuevo el cuerpo recupera exactamente su forma original, es 
decir, se tiene una deformación completamente reversible. Sin embargo, se ha comprobado 
experimentalmente que existe un límite, llamado límite elástico, tal que si cierta función 
homogénea de las tensiones supera dicho límite entonces al desaparecer la carga quedan 
http://es.wikipedia.org/wiki/Resiliencia
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Plasticidad_(mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos)&action=edit&section=1
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Stress-strain1.svg
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Stress-strain1.svg
http://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_interno
http://es.wikipedia.org/wiki/Tracci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADmite_el%C3%A1stico
deformaciones remanentes y el cuerpo no vuelve exactamente a su forma. Es decir, 
aparecen deformaciones no-reversibles. 
Este tipo de comportamiento elasto-plástico descrito más arriba es el que se encuentra en 
la mayoría de metales conocidos, y también en muchos otros materiales. El 
comportamiento perfectamente plástico es algo menos frecuente, e implica la aparición 
de deformaciones irreversibles por pequeña que sea la tensión, la arcilla de modelar y la 
plastilina se aproximan mucho a un comportamiento perfectamente plástico. Otros 
materiales además presentan plasticidad con endurecimiento y necesitan esfuerzos 
progresivamente más grandes para aumentar su deformación plástica total. E incluso los 
comportamientos anteriores puden ir acompañados de efectos viscosos, que hacen que las 
tensiones sean mayores en casos de velocidades de deformación altas, dicho 
comportamiento se conoce con el nombre de visco-plasticidad. 
La plasticidad de los materiales está relacionada con cambios irreversibles en esos 
materiales. A diferencia del comportamiento elástico que es termodinámicamente 
reversible, un cuerpo que se deforma plásticamente experimenta cambios de entropía, como 
desplazamientos de las dislocaciones. En el comportamiento plástico parte de la energía 
mecánica se disipa internamente, en lugar de transformarse en energía potencial elástica. 
Microscópicamente, en la escala de la red cristalina de los metales, la plasticidad es una 
consecuencia de la existencia de ciertas imperfecciones en la red llamadas dislocaciones. 
En 1934, Egon Orowan, Michael Polanyi y Geoffrey Ingram Taylor, más o menos 
simultaneamente llegaron a la conclusión de que la deformación plástica de materiales 
dúctiles podía ser explicada en términos de la teoría de dislocaciones. Para describir la 
plasticidad usualmente se usa un conjunto de ecuaciones diferenciales no lineales y no 
integrables que describen los cambios en las componentes del tensor deformación y el 
tensor tensión con respecto al estado de deformación-tensión previo y el incremento de 
deformación en cada instante. 
 
http://es.wikipedia.org/wiki/Plastilina
http://es.wikipedia.org/wiki/Elasticidad_(mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos)
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial
http://es.wikipedia.org/wiki/1934
	Introducción [editar]