El alargamiento y la estricción son medidas directas de la ductilidad.
Durante el ensayo de tracción, la deformación es elástica cuando la deformación es proporcional a la tensión, representando la tensión en función de la deformación, el camino durante la carga y descarga es el mismo.
El módulo de elasticidad puede ser interpretado como la resistencia de un material a la deformación elástica.
La expresión Rr=ln(1+E(rara)) no es correcta para el ensayo de tracción.
Una probeta de tracción con sección inicial de 10mm2 presenta tras la rotura una sección de 6mm2. La estricción valdrá 40%.
Los registradores de las prensas de tracción dan gráficos de fuerzas – incremento de longitud.
La teoría de la elasticidad hace uso de los indicadores: módulo de elasticidad y límite elástico.
La zona plástica se caracteriza por: carácter remanente, mayor sensibilidad a la deformación (incremento esfuerzo), estricción en el material.
Una alta estricción en el ensayo de tracción es indicativo de buena tenacidad.
El fenómeno de fluencia discontinua (yieding) se observa sometiéndolo a deformación plástica previa.
El límite elástico convencional (Rp0,2) no aplica a todos los materiales estructurales, con yieding, o solamente aleaciones Cu-Zn.
En el ensayo a tracción, el área medida bajo la gráfica es la tenacidad y el módulo de tenacidad.
El coeficiente de endurecimiento por deformación «n» (Rr=K*enr) se refiere a los datos para el periodo plástico en la gráfica esfuerzos-deformaciones reales.
El módulo de elasticidad puede medirse por la pendiente de la gráfica esfuerzos-deformaciones unitarias en la región elástica.
Dureza
Para determinar la dureza de los aceros templados (elevada dureza) se utiliza HV o HRC.
Algunos durómetros dan lecturas de la dureza Rockwell.
La relación F=KD2 en ensayo de dureza corresponde a Brinell.
Medición de la dureza HRC de un material: penetrador cono diamante.
Medición de dureza HRB: penetrador esférico diámetro 1/16 pulg y carga 100kgf.
Dureza de un material 600HBW: dureza Brinell con bola metal duro.
Medida de microdureza: Vickers.
Medida de durezas cauchos/gomas: Shore.
Caracterización de fases y microconstituyentes: Knoop.
Tenacidad y Transición Dúctil-Frágil (TTDF)
La temperatura de fusión no es sensible a TTDF.
Los materiales que pueden experimentar ductil-frágil son: cerámicos, metálicos, poliméricos.
La energía absorbida al impacto es la tenacidad.
La transición dúctil-frágil no es típica de materiales cúbicos centrados en caras.
En el ensayo de impacto TTDF se produce una caída brusca de tenacidad.
Una elevada deformación plástica en la superficie de fractura en probeta Charpy indica alta tenacidad.
A bajas temperaturas, bajo ensayo Charpy, los materiales cúbicos centrados en caras presentan tenacidad elevada.
Los tratamientos térmicos que disminuyen el tamaño de grano cristalino disminuyen TTDF.
Termofluencia
En fluencia al diseño a vida larga, el parámetro es la velocidad de fluencia estacionaria.
En fluencia al diseño a vida corta, el parámetro es el tiempo de ruptura.
En la curva de comportamiento de material en termofluencia, la etapa de fluencia característica es la velocidad de deformación decreciente.
Los parámetros Servi-Dorn y Larson-Miller se refieren a la termofluencia.
Para una aleación metálica diseñada para termofluencia, se debe elegir un tamaño de grano grande.
En termofluencia, al aplicar carga, la deformación instantánea inicial es elástica.
La velocidad de deformación en materiales cristalinos es menor en materiales con tamaño de grano grande.
En la curva de comportamiento de material, la etapa de fluencia terciaria es la velocidad de deformación creciente.
Si se ha elegido una aleación termoresistente, la estructura de los alabes debe ser monocristalina.
La ruptura por termofluencia en la etapa terciaria es intergranularmente por debilitamiento de juntas…
Fractura y Fatiga
El estado tensional en vecindad de una grieta en material fisurado se describe por el factor de intensidad de tensiones.
La tenacidad de fractura como propiedad de los materiales es menor en condiciones de deformaciones planas.
Para el crecimiento de una grieta a partir de un defecto preexistente, la liberación de energía elástica almacenada en el material debe ser mayor que la consumida por la formación de la grieta.
La teoría de Griffith se refiere al estudio de mecánica de fractura en sólidos elástico-lineales.
En una placa con grieta interna, la magnitud de tensión en la punta es mayor si el material es idealmente elástico.
En una placa con grieta interna, la magnitud de tensión en la punta es menor si el material es elasto-plástico.
El límite de fatiga es el mayor valor de la tensión fluctuante que no producirá la rotura en un número infinito de ciclos.
En una pieza sometida a fatiga, una gran superficie agrietada por fatiga indica elevada tenacidad y bajo nivel de tensiones.
En una pieza rota a fatiga, una pequeña superficie con marcas de playa en la zona de rotura indica baja tenacidad y alto nivel de tensiones.
En una pieza rota a fatiga, una gran superficie con marcas de playa en la zona de rotura indica elevada tenacidad y bajo nivel de tensiones.
No todos los materiales tienen un límite de fatiga característico.
Las marcas denominadas estrías en superficies de fractura indican rotura por cargas cíclicas y fluctuantes.
En la vida a fatiga de bajo número de ciclos, NII = Nf.
En la curva de Paris de propagación de una grieta, la relación entre log k y log da/dN indica que la propagación de la grieta es estable.
En un ciclo de fatiga de esfuerzos inversos simétrico, el valor de la tensión media debe ser cero.