Profesor Sergio Velásquez Correa Departamento de Ciencia e Ingeniería Náutica Universidad Politécnica de Catalunya Barcelona, Cuatrimestre.

Presentación del tema: "Profesor Sergio Velásquez Correa Departamento de Ciencia e Ingeniería Náutica Universidad Politécnica de Catalunya Barcelona, Cuatrimestre."— Transcripción de la presentación:

1 www.upc.edu Profesor Sergio Velásquez Correa Departamento de Ciencia e Ingeniería Náutica Universidad Politécnica de Catalunya Barcelona, Cuatrimestre de Primavera 2015 Clase Número 7 – Parte 4 Los apuntes y diagramas sobre materiales han sido tomados y traducidos del libro “Materials Science and Engineering, an Introduction” octava edición, de William D. Callister Jr. Y David G. Rethwisch; John Wiley and Sons. Los apuntes y diagrames sobre Materiales han sido tomados y traducidos del libro “Engineering Materials – Properties and Selection, novena edición, de Kenneth G. Budinski and Michael K. Budinski. Prentice Hall, 2010. Ship Construction, Sixth edition; D. J. Eyres; M.Sc., F.R.I.N.A. Formerly Lecturer in Naval Architecture; Department of Maritime Studies Plymouth Polytechnic; (now University of Plymouth) MATERIALES EN LA INDUSTRIA NAVAL

2 www.upc.edu PROPIEDADES MECÁNICAS – FLEXIÓN Cedencia de vigas y planchas Un momento de flexión M genera una variación lineal de la tensión longitudinal σ, a través de la sección mostrada. donde y es la distancia desde el eje neutro, y la influencia de la forma de la sección transversal es capturada por I, que es el segundo momento de área o momento de inercia. Al considerar la deformación elástica, nos interesa el último término de la ecuación que contiene la curvatura k. En la cedencia, consideramos el primer término. El esfuerzo longitudinal máximo σ max se produce en la superficie, a la mayor distancia desde el eje neutro y m.

3 www.upc.edu PROPIEDADES MECÁNICAS – RESISTENCIA TENSIL Comportamiento de los materiales de ingeniería - tracción – deformación, típico a la fractura, en el punto F. La resistencia tensil TS se indica en el punto M. Las inserciones circulares representan la geometría de la pieza deformada en varios puntos a lo largo de la curva.

4 www.upc.edu PROPIEDADES MECÁNICAS - DUCTILIDAD Ductilidad La ductilidad es otra propiedad mecánica importante. Es una medida del grado de deformación plástica que se ha de sostener has el punto de fractura. Un metal que experimenta muy poca o ninguna deformación plástica en el punto de fractura se denomina frágil. El comportamiento a la tracción en un gráfico esfuerzo-deformación para los casos de metales dúctiles y frágiles se ilustra esquemáticamente en la Figura. La ductilidad se puede expresar cuantitativamente, ya sea como el porcentaje de elongación o porcentaje de reducción en área. El porcentaje de elongación %EL es el porcentaje de deformación plástica en el punto rotura, o También se utiliza el % de reducción de área:

5 www.upc.edu PROPIEDADES MECÁNICAS - DUCTILIDAD Risiliencia La resiliencia; en materiales, se refiere a la energía de deformación (por unidad de volumen) que puede ser recuperada de un cuerpo deformado cuando cesa el esfuerzo que causa la deformación. Está vinculada a la deformación según: En la zona elástica:

6 www.upc.edu PROPIEDADES MECÁNICAS DUREZA Otra propiedad mecánica que es importante considerar es la dureza. La dureza es una medida de la resistencia de un material a la deformación plástica localizada (por ejemplo, una pequeña abolladura o un rasguño). Los primeros ensayos de dureza se basaron en minerales naturales con una escala construida únicamente de acuerdo con la capacidad de un material a rayar a otro que era más suave. Se diseñó una escala dureza cualitativa y un tanto arbitraria, denominada la escala de Mohs, y que asignaba en una escala de 1 a 10, el valor de 1 en el extremo más blando al talco y de 10 al diamante. Diferentes técnicas de dureza cuantitativas se han desarrollado durante los últimos años en los que un pequeño penetrador es incrustado en la superficie del material a ensayar, bajo condiciones controladas de carga y velocidad de aplicación del esfuerzo. La profundidad o el tamaño de la indentación resultante se mide, y a su vez está relacionada con un número que indica la dureza; cuanto más blando es el material, más grande y más profunda es la indentación, y por tanto menor el de índice de dureza. La medición de la dureza es relativa (no absolutas), y debe tenerse cuidado al comparar los valores determinados en diferentes técnicas. Las pruebas de dureza se realizan con más frecuencia que otras pruebas mecánica por varias razones: 1. Son simples y de bajo costo - ordinariamente ninguna probeta especial debe prepararse, y el aparato de ensayo es relativamente barato. 2. La prueba no es destructiva, la muestra no se fractura se deforma exesivamente; una pequeña hendidura es la única deformación. 3. Otras propiedades mecánicas a menudo se pueden estimar a partir de datos de dureza, tales como resistencia a la tracción.

7 www.upc.edu PROPIEDADES MECÁNICAS DUREZA

8 www.upc.edu PROPIEDADES MECÁNICAS DUREZA Nomograma de conversión de escalas de dureza

9 www.upc.edu PROPIEDADES MECÁNICAS DUCTILIDAD - FRAGILIDAD Una de las funciones primarias de las pruebas Charpy e Izod son las de determinar si un material experimenta una transición dúctil a frágil al disminuir la temperatura y, si es así, la gama de temperaturas sobre las que se produce dicha transición. Los aceros utilizados en muchas aplicaciones pueden exhibir esta transición dúctil- frágil con consecuencias desastrosas. La transición frágil dúctil - está relacionada con la dependencia de la temperatura en la medida la absorción de energía de impacto.

10 www.upc.edu DIAGRAMAS DE FASES

11 www.upc.edu DIAGRAMAS DE FASES

12 www.upc.edu DIAGRAMAS DE FASES

13 www.upc.edu DIAGRAMAS DE FASES

14 www.upc.edu DIAGRAMAS DE FASES

15 www.upc.edu DIAGRAMAS DE FASES