Características Mecánicas y Físicas de los Materiales

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas describen la relación entre la respuesta o deformación de un material ante una fuerza o carga aplicada. Las cargas se pueden aplicar de diferentes formas:

• Tensión: es el cociente entre la fuerza de tensión uniaxial media y la sección transversal original de la barra.
• Deformación o alargamiento: es el cociente entre el cambio de longitud de la muestra en la dirección de la fuerza y la longitud original, originada por la acción de una fuerza de tensión uniaxial sobre una muestra metálica.

Elasticidad, fragilidad, tenacidad y dureza

• Idealmente elásticos: presentan una relación lineal entre la fuerza aplicada y la deformación sufrida por el cuerpo. Tienen una recuperación instantánea en el momento en que cesa la fuerza.
• Plásticos: pierden la capacidad de recuperar su forma original.
• Frágiles: carecen de zona plástica, de manera que al sufrir la acción de una fuerza se deshacen en fragmentos. El módulo elástico y el de rotura coinciden.
• Tenaces: son materiales resistentes a la rotura por choque o deformación. Presentan una elevada deformación previa a la rotura. Los límites elástico y de rotura están separados.

Deformación elástica y plástica

Cuando se somete un material a una fuerza, se produce una deformación.

• Módulo de elasticidad: los metales y aleaciones muestran una relación lineal entre la tensión y la deformación en la región elástica. Los materiales con un módulo elástico alto son relativamente rígidos y no se deforman fácilmente.
• Límite elástico: es la tensión a la cual un material muestra una deformación plástica significativa.
• Resistencia máxima a la tensión: es la tensión máxima alcanzada en la curva de tensión – deformación. Mientras más dúctil sea el metal, mayor será el decrecimiento en la tensión en la curva tensión-deformación después de la tensión máxima.
• Porcentaje de elongación (estiramiento): a mayor ductilidad (más deformable es el metal), mayor será el porcentaje de la elongación.
• Dureza: es la medida de la resistencia de un material a la deformación permanente (plástica) en su superficie, o sea, la resistencia que opone un material a ser rayado o penetrado.

Propiedades físicas

• Peso específico: relación entre el peso de un cuerpo y su volumen.
• Densidad: relación entre la masa de un cuerpo y su volumen.
• Densidad relativa: número de veces que, a igualdad de volumen, un cuerpo es más denso que el agua.
• Volumen aparente: volumen ocupado por un cuerpo teniendo en cuenta los huecos internos.
• Volumen real: volumen aparente descontando los huecos. Se obtiene triturando el material hasta conseguir un diámetro de partícula de 0,1 mm.
• Porosidad: porcentaje del volumen de un cuerpo ocupado por huecos.
• Compresibilidad: todo cuerpo sometido a una presión adecuada puede reducir su volumen.