Propiedades mecánicas de los materiales

En ingeniería, las propiedades mecánicas de los materiales son las características inherentes que permiten diferenciar un material de otros, desde el punto de vista del comportamiento mecánico de los materiales en ingeniería, también hay que tener en cuenta el comportamiento que puede tener un material en los diferentes procesos de mecanizados que pueda tener. Entre estas características mecánicas y tecnológicas destacan:

• Resistencia a esfuerzos de tracción, compresión, flexión y torsión, así como desgaste y fatiga, dureza, resiliencia, elasticidad, tenacidad, fragilidad, cohesión, plasticidad, ductilidad, maleabilidad, porosidad, magnetismo, las facilidades que tenga el material para soldadura, mecanizado, tratamiento térmico así como la resistencia que tenga a los procesos de oxidación, corrosión. Asimismo es interesante conocer el grado de conductividad eléctrica y la conductividad térmica que tenga y las facilidades que tenga para formar aleaciones.

• Aparte de estas propiedades mecánicas y tecnológicas cabe destacar cuando se elige un material para un componente determinado, la densidad de ese material, el color, el punto de fusión la disponibilidad y el precio que tenga.

Debido a que cada material se comporta diferente, es necesario analizar su comportamiento mediante pruebas experimentales..

• Entre las propiedades mecánicas más comunes que se mide en los materiales están la resistencia a tracción, a compresión, la deformación, el coeficiente de Poisson y el módulo de elasticidad o módulo de Young.

Existen tablas con esta información en muchos manuales de ingeniería.

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Resistencia a tracción y compresión

Las pruebas que se realizan sobre los materiales son hechas con un aparato llamado máquina universal, el cual es capaz de ejercer fuerzas de tracción y de compresión. Después de realizarse pruebas se realizan gráficas de esfuerzo - deformación donde se puede observar las diferentes fases de deformación del material. Durante la fase de deformación elástica, se obtiene el módulo de Young.

Fases de deformación del acero

Durante la deformación de un material, desde que se aplica una fuerza por primera vez, hasta que el material se rompe, atraviesa por varias fases, serán explicadas a continuación:

1. Zona elástica. Durante esta fase, cualquier fuerza que deforme al material lo hará elásticamente. Esto significa que al retirar la fuerza, el material regresara a su forma original. Dentro de la zona elástica la razón entre el esfuerzo y la deformación es constante hasta llegar al límite de proporcionalidad, donde la razón deja de ser constante, la deformación continuara hasta llegar al esfuerzo de fluencia (comúnmente conocido como esfuerzo de "yielding" ).
2. Plasticidad perfecta o fluencia. Durante esta fase el material se deformara plásticamente, con lo que al retirar la fuerza ya no regresara a su forma original. Durante esta fase suele referirse al material como perfectamente plástico.
3. Endurecimiento por deformación. Al pasar la fase de fluencia, será posible resistir una

mayor fuerza (mayor esfuerzo) hasta llegar al último esfuerzo .

1. Estricción. Durante esta fase el material comienza a deformarse sobre una región específica con lo que se vera más angosto en esa región y por ser más angosto la fuerza soportada disminuirá y finalmente llegara a la fractura (fallo), el esfuerzo de fractura se denota por el signo .

De acuerdo a la gráfica de esfuerzo - deformación un material puede ser clasificado como dúctil si muestra deformaciones relativamente grandes o de lo contrario se considera material frágil.

Propiedades mecánicas de los hormigones

En un hormigón la propiedad mecánica más relevante es su resistencia a compresión, la cual se determina mediante un ensayo de compresión. Para ello se utilizan probetas normalizadas, siendo usual referir los valores a lo que se denomina resistencia característica, un parámetro que tiene en cuenta la probabilidad que el hormigón efectivamente lo alcance

Véase también

• Ciencia de materiales
• Compresión
• Densidad
• Materiales de construcción
• Peso
• Resistencia
• Tracción
• Tecnología de materiales
• Propiedades físicas de los cuerpos

Bibliografía

• Hibbeler, R. C. 2005. Mechanics of materials, sixth edition. Prentice Hall.

• Millán Gómez, Simón (2006), Procedimientos de Mecanizado, Madrid: Editorial Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.