Resistencia a la tracción

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Resistencia a la tracción

Resistencia a la tracción del acero

Resistencia a la tracción

El término resistencia a la tracción se refiere a la cantidad de esfuerzo de tracción (estiramiento) que un material puede soportar antes de romperse o fallar. La resistencia a la tracción final de un material se calcula dividiendo el área del material ensayado (la sección transversal) por la tensión ejercida sobre el material, generalmente expresada en términos de libras o toneladas por pulgada cuadrada de material. La resistencia a la tracción es una medida importante de la capacidad de un material para actuar en una aplicación, y la medición se utiliza ampliamente cuando se describen las propiedades de los metales y las aleaciones.

La resistencia a la tracción de una aleación se mide más comúnmente colocando una pieza de prueba en las mordazas de una máquina de tracción. La máquina de tracción aplica una tensión de estiramiento separando gradualmente las mordazas. A continuación, se mide y registra la cantidad de estiramiento necesaria para romper la pieza de ensayo. También se puede medir el límite elástico de los metales. El límite elástico se refiere a la cantidad de tensión que un material puede soportar sin sufrir una deformación permanente.

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Resistencia a la tracción del acero

Elegimos los metales para sus múltiples aplicaciones en función de una serie de propiedades. Una de estas propiedades es la resistencia a la tracción. Los metales tienen que ser muy fuertes en algunos casos, relativamente blandos y dúctiles en otros. En algunos casos, tienen que ser fuertes y resistentes. La resistencia a la corrosión, la resistencia al calor, la soldabilidad y la maquinabilidad son otras propiedades que entran en juego en la selección de un metal o aleación para una aplicación específica.

Aquí trataremos las propiedades más asociadas a los metales y aleaciones de ingeniería, es decir, su límite elástico (Y.S.), la resistencia a la tracción (U.T.S.), el alargamiento (EL%) y la reducción de área (R.O.A.%).

Cuando se aplica un esfuerzo de tracción a una muestra de ensayo de una barra de metal o aleación, ésta se deformará, o se estirará. Hasta la aplicación de una determinada fuerza de tensión el metal volverá a su longitud original. Si, por ejemplo, aplicamos un esfuerzo de tracción a una probeta de acero o aluminio, la barra volverá a su longitud original hasta que se aplique un esfuerzo suficiente para provocar una deformación permanente. Cuando se alcanza este punto de tensión, la sección transversal de la barra disminuirá y, al seguir aumentando la tensión, la barra se romperá.

La tensión necesaria para causar una deformación permanente se conoce como el límite elástico del metal, y hasta este punto el metal está sufriendo una deformación elástica. La aplicación de más tensiones provoca una deformación plástica o permanente, hasta que el metal no puede soportar más la tensión que se le aplica y se rompe. El valor de la tensión a la que se produce la rotura es la resistencia última a la tracción del metal.

Una vez superado el límite elástico, el metal se estirará y seguirá haciéndolo hasta el punto de ruptura. El grado de estiramiento de la barra antes de la ruptura es una medida de la ductilidad del metal que se expresa como el porcentaje de alargamiento. Del mismo modo, la reducción del área de la muestra de ensayo puede definirse como la diferencia, expresada como porcentaje del área original, entre el área de la sección transversal original y la que se obtiene después de tensar la muestra de ensayo hasta su punto de ruptura.

Hay que tener en cuenta que las definiciones y los datos mencionados anteriormente se aplican a los materiales denominados dúctiles, es decir, a los materiales capaces de soportar una buena parte de la deformación antes de la rotura. Los materiales frágiles, o aquellos materiales que son frágiles por naturaleza o que están diseñados puramente para una alta resistencia y dureza, no mostrarán efectivamente ninguna deformación plástica antes de la ruptura y sus valores de alargamiento y reducción de área serán cercanos a cero.

Los valores de resistencia a la fluencia y a la tracción final de un metal se expresan en toneladas por pulgada cuadrada, libras por pulgada cuadrada o mil libras (KSI) por pulgada cuadrada. Por ejemplo, la resistencia a la tracción de un acero que puede soportar 40.000 libras de fuerza por pulgada cuadrada puede expresarse como 40.000 PSI o 40 KSI (siendo K el denominador de miles de libras). La resistencia a la tracción del acero también puede mostrarse en MPa, o megapascal.

Las propiedades de los metales y aleaciones de ingeniería pueden, en la mayoría de los casos, optimizarse mediante tratamientos térmicos como el temple y el revenido o el recocido. Las temperaturas empleadas durante estos tratamientos térmicos determinarán las propiedades obtenidas en el producto final. La dureza, medida por el ensayo de impacto Izod, mejora considerablemente con los tratamientos de revenido y recocido.

El ensayo de impacto IZOD es un método estándar de la ASTM (American Society for Testing and Materials) para determinar la resistencia al impacto de los materiales. La prueba es similar a la prueba de impacto Charpy, pero utiliza un estándar de superficie diferente a la prueba Charpy V-notch.

Todos los métodos de prueba para los metales y aleaciones de ingeniería están cubiertos por las normas de especificación de materiales de la ASTM. Cada especificación de material para una aleación metálica incluye la resistencia a la tracción final del acero, además de sus valores de fluencia, alargamiento y reducción de área.

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