{"id":116921,"date":"2022-05-25T07:35:53","date_gmt":"2022-05-25T06:35:53","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/que-es-la-tenacidad-definicion\/"},"modified":"2022-05-25T07:35:53","modified_gmt":"2022-05-25T06:35:53","slug":"que-es-la-tenacidad-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/es\/que-es-la-tenacidad-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la tenacidad? Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"

<\/div><\/div> La tenacidad es la capacidad de un material para absorber energ\u00eda y deformarse pl\u00e1sticamente sin fracturarse.\u00a0La tenacidad tambi\u00e9n se puede definir con respecto a las regiones de un diagrama de tensi\u00f3n-deformaci\u00f3n.\u00a0(para baja tasa de deformaci\u00f3n).\u00a0La tenacidad est\u00e1 relacionada con el \u00e1rea bajo la curva tensi\u00f3n-deformaci\u00f3n. [\/Su_quote]<\/span><\/p>\n

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La tenacidad<\/span><\/strong>\u00a0es la capacidad de un material para absorber energ\u00eda y deformarse pl\u00e1sticamente sin fracturarse.\u00a0Una definici\u00f3n de tenacidad (para alta tasa de deformaci\u00f3n,\u00a0<\/span>tenacidad a la fractura<\/span><\/strong>\u00a0) es que es una propiedad que indica la resistencia de un material a la fractura cuando hay una grieta (u otro defecto que concentra la tensi\u00f3n).\u00a0<\/span>La tenacidad<\/span><\/strong>\u00a0se mide t\u00edpicamente mediante la\u00a0<\/span>prueba de Charpy<\/span><\/strong>\u00a0o la\u00a0<\/span>prueba de Izod<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0La prueba de impacto mide la tenacidad en condiciones de carga repentina y la presencia de defectos como muescas o grietas que concentrar\u00e1n la tensi\u00f3n en los puntos d\u00e9biles.\u00a0La tenacidad se define como el trabajo requerido para deformar una pulgada c\u00fabica de metal hasta que se fractura.<\/span><\/p>\n

\"Curvas<\/a>La tenacidad<\/span><\/strong>\u00a0tambi\u00e9n se puede definir con respecto a las regiones de un\u00a0<\/span>diagrama de tensi\u00f3n-deformaci\u00f3n<\/span><\/a>\u00a0(para una tasa de deformaci\u00f3n baja).\u00a0<\/span>La tenacidad<\/span><\/strong>\u00a0est\u00e1 relacionada con el\u00a0<\/span>\u00e1rea bajo la curva tensi\u00f3n-deformaci\u00f3n<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0La curva de tensi\u00f3n-deformaci\u00f3n mide la tenacidad bajo una carga que aumenta gradualmente.\u00a0La tenacidad a la tracci\u00f3n se mide en unidades de julio por metro c\u00fabico (J \u00b7 m\u00a0<\/span>\u22123<\/span><\/sup>\u00a0) en el sistema SI.\u00a0Para ser resistente, un material debe ser\u00a0<\/span>resistente<\/span><\/strong><\/a>\u00a0y\u00a0<\/span>d\u00factil.<\/span><\/strong><\/a>.\u00a0La siguiente figura muestra una curva t\u00edpica de tensi\u00f3n-deformaci\u00f3n de un material d\u00factil y un material quebradizo.\u00a0Por ejemplo, los materiales quebradizos (como la cer\u00e1mica) que son fuertes pero con ductilidad limitada no son duros;\u00a0por el contrario, los materiales muy d\u00factiles con bajas resistencias tampoco son tenaces.\u00a0Para ser resistente, un material debe soportar tanto tensiones elevadas como tensiones elevadas.<\/span><\/p>\n

Dureza de la muesca<\/span><\/h2>\n

La tenacidad de la muesca<\/span><\/strong>\u00a0es una medida de la energ\u00eda absorbida (energ\u00eda de impacto) durante la fractura de una muestra (en presencia de un defecto, generalmente una muesca en V) de dimensiones y geometr\u00eda est\u00e1ndar cuando se somete a una carga muy r\u00e1pida (impacto).\u00a0Como se mencion\u00f3 anteriormente, en presencia de un defecto, como una\u00a0<\/span>muesca<\/span><\/strong>\u00a0o una\u00a0<\/span>grieta<\/span><\/strong>\u00a0, es probable que un material presente un nivel m\u00e1s bajo de tenacidad.\u00a0Las pruebas de impacto Charpy e Izod se utilizan para medir este par\u00e1metro, que es importante para evaluar el comportamiento de transici\u00f3n de d\u00factil a fr\u00e1gil de un material.\u00a0De manera similar a la tenacidad a la tracci\u00f3n, la tenacidad de la muesca se mide en unidades de\u00a0<\/span>joule por metro c\u00fabico<\/span><\/strong>\u00a0(J \u00b7 m\u00a0<\/span>\u22123<\/span><\/sup>\u00a0) en el sistema SI, pero en este caso estamos midiendo el \u00e1rea en la posici\u00f3n de la muesca.<\/span><\/p>\n

<\/span>Ductilidad<\/div>
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Algunos materiales se rompen de forma muy brusca, sin deformaci\u00f3n pl\u00e1stica, en lo que se denomina rotura por fragilidad.\u00a0Otros, que son m\u00e1s d\u00factiles, incluida la mayor\u00eda de los metales, experimentan cierta deformaci\u00f3n pl\u00e1stica y posiblemente un estrechamiento antes de fracturarse.\u00a0En la ciencia de los materiales, la\u00a0\u00a0<\/span>ductilidad<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0es la capacidad de un material de sufrir grandes deformaciones pl\u00e1sticas antes de fallar y es una de las caracter\u00edsticas muy importantes que los ingenieros consideran durante el dise\u00f1o.\u00a0<\/span>La ductilidad<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0puede expresarse como porcentaje de alargamiento o porcentaje de reducci\u00f3n de \u00e1rea de una prueba de tracci\u00f3n.\u00a0<\/span>La ductilidad<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0es un factor importante para permitir que una estructura sobreviva cargas extremas, como las debidas a grandes cambios de presi\u00f3n, terremotos y huracanes, sin experimentar una falla o colapso repentino.\u00a0Se define como:<\/span><\/p>\n

\"Ductilidad\"<\/a><\/p>\n

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<\/span>Fuerza<\/div>
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En mec\u00e1nica de materiales, la\u00a0\u00a0<\/span>resistencia de un material<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones pl\u00e1sticas.\u00a0<\/span>La resistencia de los materiales<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0b\u00e1sicamente considera la relaci\u00f3n entre las\u00a0\u00a0<\/span>cargas externas<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0aplicadas a un material y la\u00a0<\/span>deformaci\u00f3n<\/span><\/strong>\u00a0resultante\u00a0\u00a0\u00a0o cambio en las dimensiones del material.\u00a0Al dise\u00f1ar estructuras y m\u00e1quinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original.\u00a0<\/span>La resistencia de un material<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones pl\u00e1sticas.<\/span><\/p>\n

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Medici\u00f3n de la tenacidad: pruebas de impacto<\/span><\/h2>\n

\"Prueba<\/a>Como se escribi\u00f3, la\u00a0<\/span>tenacidad<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0se puede medir mediante la\u00a0<\/span>prueba de Charpy<\/span><\/strong>\u00a0o la\u00a0<\/span>prueba de Izod<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Estas dos pruebas de impacto estandarizadas, Charpy e Izod, se utilizan para medir la\u00a0<\/span>energ\u00eda<\/span><\/strong>\u00a0del\u00a0impacto<\/strong>\u00a0(a veces tambi\u00e9n denominada tenacidad de la muesca).\u00a0La t\u00e9cnica Charpy V-notch (CVN) es la m\u00e1s utilizada.\u00a0Ambas pruebas utilizan una muestra con muescas de secci\u00f3n transversal definida.\u00a0Para estas condiciones de carga din\u00e1mica y cuando hay una muesca, estamos usando la\u00a0<\/span>tenacidad de la muesca<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0La ubicaci\u00f3n y la forma de la muesca son est\u00e1ndar.\u00a0Los puntos de apoyo de la muestra, as\u00ed como el impacto del martillo, deben tener una relaci\u00f3n constante con la ubicaci\u00f3n de la muesca.<\/span><\/p>\n

\"Prueba<\/a>Las pruebas se llevan a cabo montando las muestras como se muestra en la figura y permitiendo que un p\u00e9ndulo de un peso conocido caiga desde una altura determinada.\u00a0La altura desde la que cay\u00f3 el p\u00e9ndulo, menos la altura a la que se elev\u00f3 despu\u00e9s de deformar el esp\u00e9cimen, multiplicada por el peso del p\u00e9ndulo es una medida de la energ\u00eda absorbida por el esp\u00e9cimen al deformarse durante el impacto con el p\u00e9ndulo.\u00a0Cuanto mayor sea la cantidad de energ\u00eda absorbida por la muestra, menor ser\u00e1 la oscilaci\u00f3n ascendente del p\u00e9ndulo y m\u00e1s resistente ser\u00e1 el material.<\/span><\/p>\n

La indicaci\u00f3n de tenacidad es relativa y aplicable solo a casos que involucran exactamente este tipo de muestra y m\u00e9todo de carga.<\/span><\/p>\n

\"prueba<\/a>
Prueba de impacto Charpy.\u00a0Fuente: Departamento de Energ\u00eda de EE. UU., Ciencia de Materiales.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volumen 1 y 2. Enero de 1993.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Una muestra de una forma diferente producir\u00e1 un resultado completamente diferente.\u00a0Las muescas limitan la deformaci\u00f3n a un peque\u00f1o volumen de metal que reduce la tenacidad.\u00a0La prueba de impacto Izod es similar a la prueba de impacto Charpy pero utiliza una disposici\u00f3n diferente de la muestra bajo prueba.\u00a0La prueba de impacto Izod difiere de la prueba de impacto Charpy en que la muestra se mantiene en una configuraci\u00f3n de viga en voladizo en oposici\u00f3n a una configuraci\u00f3n de flexi\u00f3n de tres puntos.<\/span><\/p>\n

& nbsp;<\/span><\/p>\n

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Temperatura de transici\u00f3n d\u00factil-fr\u00e1gil<\/span><\/h2>\n
\"Barco<\/a>
Fractura fr\u00e1gil del Liberty Ship de los Estados Unidos Esso Manhattan<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Como se escribi\u00f3, la distinci\u00f3n entre fragilidad y\u00a0<\/span>ductilidad<\/span><\/a>\u00a0no es evidente, especialmente porque tanto la ductilidad como el comportamiento fr\u00e1gil dependen no solo del material en cuesti\u00f3n, sino tambi\u00e9n\u00a0<\/span>de la temperatura<\/span><\/strong>\u00a0(transici\u00f3n d\u00factil-fr\u00e1gil) del material.\u00a0El efecto de la temperatura sobre la naturaleza de la fractura es de considerable importancia.\u00a0Muchos aceros presentan fractura d\u00factil a temperaturas elevadas y\u00a0<\/span>fractura fr\u00e1gil a bajas temperaturas<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0La temperatura por encima de la cual un material es d\u00factil y por debajo de la cual es fr\u00e1gil se conoce como\u00a0<\/span>temperatura de transici\u00f3n d\u00factil-fr\u00e1gil.<\/span><\/strong><\/a>(DBTT), temperatura de ductilidad nula (NDT) o temperatura de transici\u00f3n de ductilidad nula.\u00a0Esta temperatura no es precisa, pero var\u00eda seg\u00fan el tratamiento mec\u00e1nico y t\u00e9rmico previo y la naturaleza y cantidad de los elementos de impureza.\u00a0Puede determinarse mediante alg\u00fan tipo de prueba de ca\u00edda de peso (por ejemplo, las\u00a0<\/span>pruebas Charpy o Izod<\/span><\/strong>\u00a0).<\/span><\/p>\n

\"temperatura<\/a>La\u00a0<\/span>temperatura de transici\u00f3n d\u00factil-fr\u00e1gil<\/span><\/strong>\u00a0(DBTT) es la temperatura a la que la energ\u00eda de fractura pasa por debajo de un valor predeterminado (por ejemplo, 40 J para una prueba de impacto Charpy est\u00e1ndar).\u00a0La ductilidad es un requisito esencial para los aceros utilizados en la construcci\u00f3n de componentes de reactores, como la\u00a0<\/span>vasija del reactor<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0Por lo tanto, el DBTT es de importancia en el funcionamiento de estos buques.\u00a0En este caso, el tama\u00f1o del grano determina las propiedades del metal.\u00a0Por ejemplo, un tama\u00f1o de\u00a0<\/span>grano<\/span><\/a>\u00a0m\u00e1s peque\u00f1o\u00a0aumenta la resistencia a la tracci\u00f3n, tiende a aumentar la ductilidad y da como resultado una disminuci\u00f3n de DBTT.\u00a0<\/span>Tama\u00f1o de grano<\/span><\/a>se controla mediante tratamiento t\u00e9rmico en las especificaciones y fabricaci\u00f3n de vasijas de reactores.\u00a0El DBTT tambi\u00e9n se puede reducir mediante peque\u00f1as adiciones de elementos de aleaci\u00f3n seleccionados, como n\u00edquel y manganeso, a aceros con bajo contenido de carbono.<\/span><\/p>\n

Normalmente, los aceros para recipientes a presi\u00f3n de reactores de baja aleaci\u00f3n son aceros ferr\u00edticos que exhiben el cl\u00e1sico\u00a0comportamiento de\u00a0<\/span>transici\u00f3n d\u00factil a fr\u00e1gil<\/span><\/b>\u00a0con temperatura decreciente.\u00a0Esta temperatura de transici\u00f3n es de suma importancia durante el calentamiento de la planta.<\/span><\/p>\n

Modos de fallo:<\/span><\/p>\n