material es

! MADERAS

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES

PROPIEDADES Ligera y al mismo tiempo alta resistencia mecánica

Aislante del calor y la electricidad

Fácil de trabajar

TIPOS NATURALES Duras: árboles de hoja ancha: roble, nogal, encina, teca, caoba, haya...

Blandas: de coníferas, como el pino, y son más abundantes y baratas

ELABORADAS Aglomeradas / Fibras (DM) / Contrachapados ! METALES

PROPIEDADES Excelentes conductores de la electricidad y el calor

Densidad alta (pesados)

Buenas propiedades mecánicas en general

Pueden formar aleaciones (combinaciones con otros elementos)

TIPOS FERREOS Hierro / Acero / F undición

NO FERRICOS Metales ligeros (aluminio, magnesio, titanio, berilio)

Metales pesados (cobre, plomo, cinc, níquel, cromo...) ! PLÁSTICOS

PROPIEDADES Muy ligeros

Aislante del calor y la electricidad

Muy fáciles de moldear y dar forma

Admiten multiples aditivos para modificar sus propiedades

TIPOS TERMOPLÁSTICOS Se ablandan al calentarlos y endurecen al enfriar; se pueden reciclar. Polietileno (PE), Polipropileno (PP), PVC, Nylon

(PA), Poliestireno (PS), Metacrilato (PMMA)

TERMOESTABLES Una vez fríos quedan rígidos y no pueden volver a calentarse para reutilizarlos. Fenol-formaldehido (PF),

Baquelita o Urea-formaldehido (UF), Melamina (MF), Resina de poliéster (UP), Resina epoxi (EP)

ELASTÓMEROS Són muy elásticos, con muy alta adherencia y baja dureza. Caucho (natural y sintético), Neopreno, Silicona

! OTROS MATERIALES

PAPEL/ CARTÓN Ligero, barato, fácil de cortar

TEXTILES Flexibles, resistentes a la tracción Naturales (lana, seda, algodón...); artificiales (nylon, celofán, terylene)

CERÁMICOS Frágiles, rígidos, resisten altas temperaturas Abrasivos y refractarios

VÍTREOS Fibra de vidrio

C/ Legión española 7 Telf: 947 101019 [email protected]

Propiedades de los materiales

Se definen como un conjunto de características diferentes para cada cuerpo o grupo

de cuerpos, que ponen de manifiesto cualidades intrínsecas de los mismos o su forma de responder a determinados agentes exteriores: Propiedades mecánicas (resistencia, tenacidad, dureza, rigidez,…), resistencia a la corrosión, conductividad térmica y eléctrica, facilidad de conformado, peso específico y apariencia externa (propiedades sensoriales), factores ecológicos: mínima necesidad de materia prima y posibilidad de reciclaje y reutilización, precio de la materia prima,…

Estas características vienen determinadas por la estructura interna del material (componentes químicos presentes y forma de unión de los átomos)

grupos:

Las propiedades de un material determinado se pueden clasificar en cinco grandes

1. Propiedades químicas: Se refiere a los procesos que modifican químicamente un

material. 2. Propiedades físicas: Se refiere a las características de los materiales debido al

ordenamiento atómico o molecular del mismo. 3. Propiedades térmicas: Se refiere al comportamiento del material frente al calor. 4. Propiedades magnéticas: Se refiere a la capacidad de algunos materiales al ser

sometidos a campos magnéticos. 5. Propiedades mecánicas: Están relacionadas con la forma en que reaccionan los

materiales al actuar fuerzas sobre ellos. PROPIEDADES QUIMICAS

1. Estabilidad química: Indica la capacidad de un determinado elemento o compuesto

químico de reaccionar espontáneamente al entrar en contacto con otro elemento o a descomponerse o si, por el contrario, para que reaccione es necesaria una acción exterior (calor, trabajo o elementos químicos activadores)

2. Oxidación: Cuando un material se combina con oxígeno, se dice que experimenta una reacción de oxidación. Tal reacción, de forma esquemática sería...

Material + oxígeno "# óxido del material energía

Aunque la oxidación limita la vida del material en ocasiones la formación de una capa

de óxido en el mismo, depositada en la parte exterior del material, lo protege de una posterior degradación.

La mayor temperatura acelera el proceso de oxidación del material. Materiales susceptibles de ser oxidados: hierro, aceros bajos en carbono, cobre,

titanio,... Materiales resistentes a la oxidación: oro, plata, aluminio, estaño, cromo, ...

3. Corrosión: Cuando la oxidación se produce en un ambiente húmedo o en presencia de

otras sustancias agresivas, se denomina corrosión.


PROPIEDADES FISICAS

1. Densidad: Es la relación existente entre la masa de una determinada cantidad de material y el volumen que ocupa. Su unidad en el sistema internacional es el kg/m3.

2. Peso específico: Es la relación existente entre el peso de una determinada cantidad de material y el volumen que ocupa. Su unidad en el SI es el N/m3.

3. Resistencia eléctrica: Todas las sustancias ofrecen un mayor o menor grado de oposición al paso de la corriente eléctrica. Tal oposición es la resistencia eléctrica, que define si un material es un conductor, semiconductor o aislante eléctrico. La resistencia eléctrica se mide en ohmios ( ). Una magnitud asociada a la resistencia eléctrica es la resistividad (ρ), que se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente un material de un metro de longitud y de un m2 de sección. Se mide en ·∙·∙·∙·∙m. La inversa de la resistividad es la conductividad (σ)

4. Propiedades ópticas: Se refiere al comportamiento de los cuerpos cuando la luz incide sobre ellos, así tenemos: - Cuerpos opacos absorben o reflejan totalmente la luz, impidiendo que pase a su

través. - Cuerpos transparentes transmiten la luz, por lo que permiten ver a través de ellos. - Cuerpos translúcidos dejan pasar la luz, pero impiden ver los objetos a su través.

PROPIEDADES TÉRMICAS

1. Dilatación térmica o dilatabilidad: La mayoría de los materiales aumentan de tamaño (se dilatan) al aumentar la temperatura. La magnitud que define el grado de dilatación de un cuerpo es el coeficiente de dilatación que nos da una idea del cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando cambia la temperatura del material. Podemos expresarla de tres formas distintas según interese por la forma geométrica de la pieza:

- Coeficiente de dilatación lineal, α

L1 a =

. L1t

- Coeficiente de dilatación superficial, β

{3 = L1S S . L1t

- Coeficiente de dilatación cúbica, γ

L1V

y = V . L1t

2. Calor específico (Ce): Se define como la cantidad de calor que necesita una unidad de masa

para elevar su temperatura un grado (centígrado o Kelvin). En el sistema internacional se mide en J/kg·∙·∙·∙·∙K (K = grados Kelvin, 0oC = 273,15 K), aunque es más frecuente medirlo en cal/g·∙·∙·∙·∙K. (calor específico del agua aproximadamente 1 cal/(g·∙·∙·∙·∙K))

3. Temperatura de fusión: Al elevar la temperatura de un sólido, puede producirse un cambio

de estado, pasando de sólido a líquido. La temperatura a la que se sucede tal fenómeno es la temperatura de fusión, que a presión normal se llama punto de fusión. Durante el proceso de fusión la temperatura del cuerpo no varía hasta que se ha aportado el calor


necesario para el cambio de estado, momento en el cual vuelve a elevarse la temperatura del cuerpo.

4. Conductividadtérmica(K): Es un parámetro que indica el comportamiento de cada cuerpo

frente a la transmisión del calor, es decir, es la intensidad con que se transmite el calor en el seno de un material.

5. Calorlatentedefusión: Es el calor necesario para transformar una unidad de masa del

material del estado sólido al líquido PROPIEDADES MAGNÉTICAS

Representan los cambios físicos que se producen en un cuerpo al estar sometido a un campo magnético exterior. 1. Materiales diamagnéticos: Las líneas de campo magnético creadas al estar el material en

presencia de un campo inductor son de sentido contrario a éste, lo que significa que este tipo de materiales se oponen al campo magnético aplicado, son repelidos por los imanes. No presentan efectos magnéticos observables. Hidrógeno, cloruro de sodio, oro, plata, cobre,...

2. Materiales paramagnéticos: Son aquellos en los que las líneas del campo magnético creadas al estar el material en presencia de un campo inductor son del mismo sentido que éste, aunque no se consigue una alineación total. Esto es, son materiales que cuando están sujetos a un campo magnético, sufren el mismo tipo de atracción y repulsión que los imanes normales, pero al retirar el campo magnético, se destruye el alineamiento magnético. Aluminio, platino, magnesio, titanio...

3. Materiales ferromagnéticos: Son aquellos materiales que, cuando se encuentran a una temperatura inferior a un valor determinado (temperatura de Curie; p.e.:Fe 1043K), adquieren un campo magnético intenso al estar en presencia de un campo exterior inductor, quedando el material “imanado”. Esto se debe principalmente a la estructura cristalina que está fuertemente ordenada y crea zonas de dominio magnético, de forma que el campo total será la suma del campo natural que posee el material más el campo exterior. Hierro, níquel y cobalto.

PROPIEDADES MECÁNICAS

1. Elasticidad 2. Plasticidad 3. Resistencia a la fluencia: Indica la fuerza para la que un material se deforma sin

recuperar su forma primitiva al cesar el esfuerzo 4. Resistenciaalatracciónoresistenciaúltima: Indica la fuerza para la que un material se

rompe 5. Resistenciaalatorsión: Fuerza torsora que indica la rotura de un material 6. Resistenciaalafatiga 7. Dureza 8. Fragilidad 9. Tenacidad 10. Resilienciaoresistenciaalchoque 11. Ductilidad 12. Maleabilidad 13. Maquinabilidad 14. Moldeabilidad: Facilidad de un material para ser conformado por fundición o moldeo


• Propiedades mecánicas

Estan relacionadas con Ia forma en que reaccionan los materiales al actuar fuerzas sobre ellos

Figura 48. (a). Elastic/dad. Capa- cidad que tienen algunos materiales para recuperar su forma, una vez que ha desaparecido Ia fuerza que los deformaba.

Figura 48. (d).Maleabilidad.Apti- tud de un material para extenderse en laminas sin romperse (por ejemplo, aluminio, oro, etc.).

Figura 4.8{b}. Plasticidad. Habili- dad de un material para conservar su nueva forma una vez deformado. Es opuesta a Ia e/asticidad. Figura 4.8(e). Dureza. Oposición que ofrece un cuerpo a dejarse rayar o penetrar por otro o, lo que es igual, Ia resistencia al des- gaste.

Figura 4.8{c). Ductllidad. Es Ia capacidad que tiene un material para estirarse en hilos (por ejemplo, cobre, oro, aluminio, etc.). Figura 4.8(f). Fragilidad. Es opuesta a Ia resiliencia. El material se rompe en anicos cuando una fuerza impacta sobre el.

T

Figura 4.8(g).Tenacidad. Resis- tencia que opone un cuerpo a su rotura cuando esta sometido a esfuerzos lentos de deformación.

Figura 4.8(j). Acritud.Aumento de Ia dureza, fragilidad y resistencia en ciertos metaJes como conse- cuencia de Ia defonnaci6n en frio.

Figura 4.8(h). Fatiga. Deforma- ci6n (que puede llegar a Ia rotura) de un material sometido a cargas variables, inferiores a Ia de rotura, cuando actuan un cierto tiempo o un numero de veces determinado.

Figura 4.8(k). Colablidad. Apti- tud que tiene un material fundido para llenar un molde.

Figura 4.8(i). Maquinabilidad. Facilidad que tiene un cuerpo a dejarse cortar por arranque de viruta.

Figura 4.8(1). Resiliencia. Resis- tencia que opone un cuerpo a los choques o esfuerzos bruscos.


ESFUERZO Y DEFORMACIÓN Introducción

El diseño de cualquier elemento o de un sistema estructural implica responder

dos preguntas: ¿El elemento es resistente a las cargas aplicadas? y ¿Tendrá la

suficiente rigidez para que las deformaciones no sean excesivas e inadmisibles?

Las respuestas a estas preguntas implican el análisis de la resistencia y

rigidez de una estructura, aspectos que forman parte de sus requisitos. Estos

análisis comienzan por la introducción de nuevos conceptos que son el esfuerzo

y la deformación, aspectos que serán definidos a continuación

Esfuerzo

Idea y necesidad del concepto de esfuerzo

Las fuerzas internas de un elemento están ubicadas dentro del material por lo que se distribuyen en toda el

área; justamente se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, la cual se denota con la letra griega sigma (σ) y es un parámetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que establece una base común de referencia.

Unidades

El esfuerzo utiliza unidades de fuerza sobre unidades de área, en el sistema

internacional (SI) la fuerza es en Newton (N) y el área en metros cuadrados

(m2), el esfuerzo se expresa por N/m2 o pascal (Pa). Esta unidad es pequeña

por lo que se emplean múltiplos como el es el kilopascal (kPa), megapascal (MPa)

o gigapascal (GPa). Deformación

Concepto

La resistencia del material no es el único parámetro que debe utilizarse al diseñar

o analizar una estructura; controlar las deformaciones para que la estructura

cumpla con el propósito para el cual se diseñó tiene la misma o mayor


importancia. El análisis de las deformaciones se relaciona con los cambios en la

forma de la estructura que generan las cargas aplicada

Una barra sometida a una fuerza axial de tracción aumentara su longitud inicial;

se puede observar que bajo la misma carga pero con una longitud mayor este

aumento o alargamiento se incrementará también. Por ello definir la deformación

(ε) como el cociente entre el alargamiento δ y la longitud inicial L, indica

que sobre la barra la deformación es la misma porque si aumenta L también

aumentaría δ. Diagrama esfuerzo – deformación

El diseño de elementos estructurales implica determinar la resistencia y rigidez del material estructural, estas propiedades se pueden relacionar si se evalúa una barra sometida a una fuerza axial para la cual se registra simultáneamente la fuerza aplicada y el alargamiento producido. Estos valores permiten determinar el esfuerzo y la deformación que al graficar originan el denominado diagrama de esfuerzo y deformación.

Los diagramas son similares si se trata del mismo material y de manera general permite agrupar los materiales dentro de dos categorías con propiedades afines que se denominan materiales dúctiles y materiales frágiles. Los diagramas de materiales dúctiles se caracterizan por ser capaces de resistir grandes deformaciones antes de la rotura, mientras que los frágiles presenta un alargamiento bajo cuando llegan al punto de rotura.

Elementos de diagrama esfuerzo – deformación

En un diagrama se observa un tramo recta inicial hasta un punto denominado límite de proporcionalidad. Este límite tiene gran importancia para la teoría de los sólidos elásticos, ya que esta se basa en el citado límite. Este límite es el superior para un esfuerzo admisible.

Los puntos importantes del diagrama de esfuerzo deformación son:

− Límite de proporcionalidad: hasta este punto la relación entre el esfuerzo y la deformación es lineal;

− limite de elasticidad: más allá de este límite el material no recupera su

forma original al ser descargado, quedando con una deformación


permanente; − punto de cedencia: aparece en el diagrama un considerable

alargamiento o cedencia sin el correspondiente aumento de carga. Este fenómeno no se observa en los materiales frágiles;

− esfuerzo último: máxima ordenada del diagrama esfuerzo – deformación; − punto de ruptura: cuanto el material falla.


ε=

Ensayo de tracción a) Esfuerzo y deformación.

El ensayo de tracción es uno de los más importantes para determinar las propiedades mecánicas de los materiales.

El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilíndrica o prismática de dimensiones normalizadas (estándar) a un esfuerzo de tracción continuo (tendencia a estirar el material). Esta pieza se llama probeta.

Consideremos una probeta de longitud lo y una sección Ao sometida a una fuerza F norma de tracción (perpendicular a la sección de la probeta). Se define esfuerzo o tensión (σ) como la fuerza aplicada a la probeta por unidad de sección transversal Ao

σ= F Ao

N Sus unidades en el Sistema Internacional son m2 = pascal Supongamos que durante el ensayo la varilla se alargó una longitud l

Δl = l – lo

siendo l = longitud final de la probeta y lo = longitud inicial de la probeta

Definimos deformación o alargamiento unitario (ε) de la probeta como el cociente entre el cambio de longitud o alargamiento experimentado y su longitud inicial.

l −l o Δl =

No tiene unidades l o l o

A veces se utiliza el porcentaje de alargamiento. l

% deformación = ε (%) = Δ �100 l o

Análisis de un diagrama de deformación

Supongamos una probeta sometida a tracción cuyos resultados se representan en


σ

una gráfica. En abscisas la elongación o alargamiento ( Δl) y en ordenadas la fuerza aplicada (F) que provoca la deformación.

Cada material tiene una gráfica distinta porque su comportamiento es distinto. En general hay dos zonas

En la primera la deformación es proporcional a la tensión de tracción. En la segunda, a pequeñas variaciones de tensión se producen grandes deformaciones.

Esta información es útil, pero no es práctica y se utilizan otras magnitudes.

Δl

En abscisas, la deformación es ε = l

En ordenadas, al tensión o esfuerzo

o σ= F

Ao

siendo Ao la sección de la probeta en cm2 y σ la tensión en la sección transversal en kp/cm2

Un material presenta dos zonas en cuanto a su comportamiento ante un

esfuerzo de tracción:

σ σ ε

su longitud original y será mayor que lo

1. Zona elástica (OE): Se caracteriza porque al cesar las tensiones aplicadas, los materiales recuperan su longitud inicial (lo)

2. Zona plástica (ES): Se ha rebasado la tensión del límite elástico y, aunque dejemos de aplicar tensiones de σε tracción, el material ya no recupera su

ε

En la zonaelástica(OE) hay, a su vez, dos zonas:

1. Zona de proporcionalidad (OP): En la gráfica es una línea recta , es decir, el

alargamiento unitario (ε) es proporcional a la tensión ejercida (σ).

σ = constante · ε La constante se representa por la letra E y se llama módulo de elasticidad


longitudinal o módulo de Young. En el sistema internacional, sus unidades son N m2

2. Zona no proporcional (PE): El material se comporta de forma elástica, pero no

existe una relación proporcional entre tensión y deformación. En la zonaplástica(BE) hay, a su vez, otras dos zonas:

1. Zona de deformación plástica uniforme o zona de límite de rotura (ER): Se consiguen grandes alargamientos con un pequeño incremento de la tensión. En el punto R existe el límite de rotura y la tensión en ese punto se llama tensión de rotura (σR). A partir de este punto, la probeta se considera rota, aunque físicamente no lo esté. Visita el siguiente enlace

2. Zona de rotura o zona de estricción o zona de deformación plástica localizada (RS): Las deformaciones son localizadas y, aunque disminuya la tensión, el material se deforma hasta la rotura. En el punto D, la probeta se ha fracturado. La sección de la probeta se reduce drásticamente.

Esta curva varía de un material a otro, e incluso, otros materiales presentan curvas distintas (acero).

En el acero existe una zona por encima del límite elástico en el que se da una deformación apreciable sin que varíe la tensión aplicada. Este fenómeno es la fluencia y el punto donde comienza a manifestarse el fenómeno es la tensión de fluencia. Zona (EF).

Una vez definida la curva de tracción, veamos algunas definiciones a) Límite de elasticidad o límite elástico (σE): La tensión a partir de la cual las deformaciones dejan de ser reversibles, es decir, la probeta no recuperará su forma inicial.

b) Límite de rotura o tensión de rotura (σR): Máximo valor de la tensión observable en un diagrama tensión-deformación. Esta es la máxima tensión que soporta la probeta.

c) Módulo de Young (E): Constante que representa la relación entre la tensión y la deformación en la zona proporcional. También se le llama módulo de elasticidad.

d) Límite de proporcionalidad (σP): La tensión a partir de la cual deja de cumplirse la relación proporcional entre tensión y deformación y, por lo tanto, se deja de cumplir la ley de Hooke. e) Límite de fluencia (σF): valor de la tensión que soporta la probeta en el momento de producirse el fenómeno de la fluencia


Fuerza

f) Estricción: es la reducción de la sección que se produce en la zona de la rotura Curvas para un material dúctil y de poca resistencia y otro de alta resistencia , pero frágil:

La tensión máxima es en este caso menor , luego tiene menor resistencia. El alargamiento en este caso es mucho mayor que en el segundo, luego es más dúctil.

b) La ley de Hooke (Módulo de elasticidad)

Material más resistente y más frágil.

Se aplica en ensayos de tracción y con carácter general se enuncia así: “Las deformaciones producidas en un elemento resistente son proporcionales a las fuerzas que lo producen”.

Fuerza =constante=tgα Deformación

La fuerza es de traccion (F) y la deformación Δl = l – lo

La constante se representa por K = tg α

α Unidades:

Deformación

F = En el sistema internacional Newton (N), también se elige kilopondio (Kp) Δl = En el sistema internacional Metros (m), también se elige cm o mm K en el Sistema Internacional N/m , también se elige Kp/cm o Kp/mm


Coeficiente de Seguridad

Ya hemos visto que al aumentar las cargas que actúan sobre un cuerpo aumentan las tensiones en los puntos de su interior, debiendo evitar que las mismas alcancen los valores correspondientes a las tensiones límites del material. En el caso de los materiales dúctiles, como es el caso del acero, para el valor de dicha tensión límite se suele adoptar la tensión del límite elástico (resistencia elástica): fy y en el caso de los materiales frágiles, como sería el caso del hormigón, se tomará como valor de la tensión límite, la tensión límite de rotura (resistencia a la rotura): fu Con el objeto de tener en cuenta la mayor o menor precisión de las tensiones límites marcadas por los fabricantes, valores característicos para los distintos materiales, se introduce un coeficiente de seguridad que minimiza dichos valores. Así por ejemplo en el caso del acero, al ser un material homogéneo, los valores de las tensiones límites indicadas por los fabricantes suelen ser bastante precisas, con lo cual se usan unos coeficientes de seguridad pequeños para minorar las tensiones límites:


ESFUERZOS SIMPLES Al construir una e structura se necesita tanto un dise ño adecuado como unos elementos que sean capaces de soportar las fuerzas, cargas y acciones a las que va a estar sometida. Los tipos de e sfuerzos que deben soportar los diferentes elementos de las es tructuras son:

TRACCIÓN.

Las fuerzas que pueden hacer que una barra s e estire se llaman fuerzas de trac- ción. Hace que se separen entre sí las distintas partículas que componen una pieza. Por ejemplo, cu ando se cuelga del cable de acero de una grúa un determinado peso, el cable queda sometido a un esfuerzo de tracción, tendiendo a aumentar su longitud.

COMPRESIÓN.

Las fuerzas que pueden hacer que un a barra se aplaste o comprima se llaman fuerzas de compresión. Hace que se aproxim en las distintas partículas de un mate rial, tendiendo a producir acortamientos o aplastamientos. Cuando colo- camos una estatua sobre su pedestal, some temos ese pedestal a un esfuerzo de compresión, con lo que ti ende a disminuir su altura.

CIZALLADURA O CORTADURA.

Las fuerzas de cizalla o cortadura actúan de forma que una

parte de la estructura tiende a deslizarse sobre la otra.

Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a una

pieza, haciendo que las partículas del material tiendan a

resbalar o desplazarse las unas sobre las otras. Al cortar con unas tijeras una lámina de cartón estamos provocando

que unas partículas tien dan a deslizarse sobre otras. Los

puntos sobre los que apoyan las vigas están sometidos a ciza-

lladura.


TORSIÓN .

Las fuerzas de torsión son las que hacen que una pieza tien da a retorcerse sobre su eje central. Están sometidos a esfuerzos de torsión los ejes que giran , las man ivelas, los cigüeñales, etc.

FLEXIÓN . Las fuerzas que actúan sobre una barra y tienden a hacer que se combe , se denominan fuerzas de flexión. Es una combinación de compresión y tracción. Mie ntras que las fibras supe riores de la pieza some tida a flexión se acortan, las inferiores se alargan. Al saltar en la tabla del trampolín de una piscina, la tabla se flexiona. También se flexiona un panel de una estantería cuando se carga de libros.


Tratamientos térmicos de los metales

Se trata de variar la temperatura del material pero sin variar la composición química.

OBJETIVO: Mejorar las propiedades de los metales y aleaciones, por lo general, de tipo mecánico. En ocasiones se utiliza este tipo de tratamientos para, posteriormente, conformar el material.

A. Temple

El temple se utiliza para obtener un tipo de aceros de alta dureza llamado martensita. Se trata de elevar la temperatura del acero hasta una temperatura cercana a 1000 ºC y posteriormente someterlo a enfriamientos rápidos o bruscos y continuos en agua, aceite o aire.

La capacidad de un acero para transformarse en martensita durante el temple depende de la composición química del acero y se denomina templabilidad.

Al obtener aceros martensíticos, en realidad, se pretende aumentar la dureza. El problema es que el acero resultante será muy frágil y poco dúctil, porque existen altas tensiones internas.

Ensayo de templabilidad o ensayo de Jominy

El ensayo de Jominy consiste en templar una muestra estándar de acero llamada probeta con un chorro de agua de caudal y temperatura constante. La temperatura de la probeta se eleva y se proyecta el chorro de agua por uno de los extremos de la probeta. Ese extremo de la probeta se enfriará rápidamente, sufriendo el temple y será más duro que el otro extremo. Luego se mide la dureza de la probeta cada 1,5 mm a lo largo y se

traza la curva de templabilidad. La curva de templabilidad asegura que si la dureza disminuye rápidamente conforme nos alejamos del extremo templado, el acero tendrá una templabilidad baja, mientras que los aceros cuyas curvas son casi horizontales serán de alta templabilidad, es decir, susceptibles de endurecerse rápido cuando sufren temple.


Fíjate en el siguiente diagrama Corresponde a dos ensayos de Jominy con dos materiales diferentes.

En vertical se presenta la dureza y en horizontal se presenta la distancia desde el extremo templado.

Se observa que, a media que nos alejamos del extremo templado, la dureza (HRC) disminuye.

Se puede observar que el descenso de la dureza en la curva inferior es más rápido, con lo cual podemos afirmar que en ese caso, la probeta tendrá baja templabilidad, es decir, que ese acero tiene menos capacidad para transformarse en un acero de alta dureza (martensita) cuando se enfría rápidamente con un líquido (normalmente agua).

B, Revenido

El revenido es el tratamiento térmico que sigue al temple. Recuerda que un acero templado es aquel que tiene una dureza muy alta (llamado martensita), pero tiene el inconveniente de ser frágil y poco porque tiene tensiones internas.

El revenido consiste en calentar la pieza templada hasta cierta temperatura, para reducir las tensiones internas que tiene el acero martensítico (de alta dureza). De esto modo, evitamos que el acero sea frágil, sacrificando un poco la dureza.

La velocidad de enfriamiento es, por lo general, rápida.

C. Recocido

El recocido consiste en calentar un material hasta una temperatura dada y, posteriormente, enfriarlo lentamente. Se utiliza, al igual que el caso anterior, para suprimir los defectos del temple. Se persigue:

– Eliminar tensiones del temple. – Aumentar la plasticidad, ductilidad y tenacidad del acero.

¿Cómo se practica el recocido? – Se calienta el acero hasta una temperatura dada – Se mantiene la temperatura durante un tiempo – Se enfría lentamente hasta temperatura ambiente, controlando la velocidad de enfriamiento.

Si la variación de temperatura es muy alta, pueden aparecer tensiones internas


que inducen grietas o deformaciones. El grado de plasticidad que se quiere dotar al metal depende de la velocidad de

enfriamiento y la temperatura a la que se elevó inicialmente.

D. Normalizado

Este tratamiento se emplea para eliminar tensiones internas sufridas por el material tras una conformación mecánica, tales como una forja o laminación para conferir al acero unas propiedades que se consideran normales de su composición.

El normalizado se practica calentando rápidamente el material hasta una temperatura crítica y se mantiene en ella durante un tiempo. A partir de ese momento, su estructura interna se vuelve más uniforme y aumenta la tenacidad del acero.


material es

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