La resistencia de un metal es un factor importante para determinar su idoneidad para una aplicación particular. Los metales más resistentes se pueden utilizar en aplicaciones estructurales, como en la construcción de edificios, puentes y otras infraestructuras, donde están sujetos a grandes cargas y tensiones. También se pueden utilizar en la fabricación de componentes mecánicos, como engranajes, ejes y cojinetes, donde deben ser capaces de soportar altos niveles de fuerza. Este artículo concluye la resistencia y las propiedades mecánicas de los metales comunes en diferentes grados o aleaciones para su referencia.
Diferentes tipos de resistencia del metal
Hay varios tipos de resistencia que se pueden utilizar para describir las propiedades de un material:
- Límite elástico: Esta es la cantidad de estrés que un material puede soportar antes de que comience a deformarse permanentemente. Por lo general, se mide en libras por pulgada cuadrada (psi) o megapascales (MPa).
- Resistencia a la tracción: Esta es la cantidad máxima de esfuerzo de tracción (estiramiento) que un material puede soportar antes de romperse. Por lo general, se mide en psi o MPa.
- Fuerza compresiva: Esta es la cantidad máxima de esfuerzo de compresión (apretón) que un material puede soportar antes de romperse. Por lo general, se mide en psi o MPa.
- Resistencia a la cizalladura: Esta es la cantidad máxima de esfuerzo cortante (deslizante) que un material puede soportar antes de romperse. Por lo general, se mide en psi o MPa.
- Resistencia a la torsión: Esta es la cantidad máxima de esfuerzo de torsión (torsión) que un material puede soportar antes de romperse. Por lo general, se mide en psi o MPa.
- Resistencia a la fatiga: Esta es la cantidad máxima de tensión cíclica que un material puede soportar antes de fallar debido a la fatiga. Por lo general, se mide en psi o MPa.
- Fuerza de impacto: Esta es la capacidad de un material para soportar una carga repentina o un impacto sin romperse. La resistencia al impacto a menudo se mide utilizando técnicas como la prueba Izod o Charpy.
Propiedades generales de los materiales metálicos
Hay varias propiedades comunes que se utilizan para describir las características de los materiales metálicos:
- Fuerza: Se refiere a la capacidad de un material para soportar las fuerzas que actúan sobre él sin romperse ni deformarse. Las dos medidas de resistencia más comunes son el límite elástico y la resistencia a la tracción. El límite elástico es el punto en el que un material comienza a deformarse permanentemente, mientras que la resistencia a la tracción es la cantidad máxima de tensión (estiramiento) que un material puede soportar antes de romperse.
- Ductilidad: Esto se refiere a la capacidad de un material para estirarse o deformarse sin romperse. Un material que es altamente dúctil se puede estirar o doblar en una variedad de formas sin romperse.
- Dureza: Esto se refiere a la resistencia de un material a la deformación, rayado o hendidura. La dureza a menudo se mide utilizando una variedad de técnicas, como la prueba de Rockwell o Brinell.
- Elasticidad: Esto se refiere a la capacidad de un material para volver a su forma original después de haber sido sometido a una fuerza o carga. Los materiales que son altamente elásticos volverán a su forma original rápida y completamente cuando se elimine la fuerza.
- Maleabilidad: Esto se refiere a la capacidad de un material para ser deformado o moldeado por martilleo o laminación. Los materiales que son altamente maleables pueden moldearse fácilmente en una variedad de formas.
- Conductividad: Esto se refiere a la capacidad de un material para conducir electricidad o calor. Los metales son generalmente buenos conductores de la electricidad y el calor, mientras que los no metales son generalmente malos conductores.
- Resistencia a la corrosión: Esto se refiere a la capacidad de un material para resistir el deterioro o daño debido a las reacciones químicas con su entorno. Algunos materiales son naturalmente resistentes a la corrosión, mientras que otros pueden requerir recubrimientos protectores u otros tratamientos para evitar la corrosión.
Gráfico de resistencia del metal y gráfico de propiedades mecánicas del metal
Se supone que debe conocer algunos parámetros esenciales al determinar el metal adecuado para sus aplicaciones. Deben tenerse en cuenta parámetros como la resistencia a la tracción, el límite elástico, la dureza, la densidad, etc. La siguiente tabla puede ayudarlo a tener una buena comparación entre diferentes metales.
Gráfico de resistencia del metal
tipos de metales |
Resistencia a la tracción (PSI) |
Límite elástico (PSI) |
Dureza Escala B de Rockwell |
Densidad (kg/m3) |
Acero inoxidable 304 |
90,000 |
40,000 |
88 |
8000 |
Aluminio 6061-T6 |
45,000 |
40,000 |
60 |
2720 |
Aluminio 5052-H32 |
33,000 |
28,000 |
|
2680 |
Aluminio 3003 |
22,000 |
21,000 |
20 a 25 |
2730 |
Acero A36 |
58-80, 000 |
36,000 |
|
7800 |
Grado de acero 50 |
65,000 |
50,000 |
|
7800 |
Latón amarillo |
|
40,000 |
55 |
8470 |
latón rojo |
|
49,000 |
65 |
8746 |
Cobre |
|
28,000 |
10 |
8940 |
Bronce fosforado |
|
55,000 |
78 |
8900 |
Bronce Aluminio |
|
27,000 |
77 |
7700-8700 |
Titanio |
63,000 |
37,000 |
80 |
4500 |
Propiedades mecánicas de Grados de acero y aleaciones
Propiedades |
Aceros al Carbono |
Aceros aleados |
Aceros inoxidables |
Aceros para herramientas |
Densidad (1000 kg/m3) |
7.85 |
7.85 |
7.75-8.1 |
7.72-8.0 |
Módulo elástico (GPa) |
190-210 |
190-210 |
190-210 |
190-210 |
El coeficiente de Poisson |
0.27-0.3 |
0.27-0.3 |
0.27-0.3 |
0.27-0.3 |
Expansión Térmica (10-6/K) |
11-16.6 |
9.0-15 |
9.0-20.7 |
9.4-15.1 |
Punto de fusión (C) |
|
|
1371-1454 |
|
Conductividad Térmica (W/mK) |
24.3-65.2 |
26-48.6 |
11.2-36.7 |
19.9-48.3 |
Calor específco (⊃/kg-K) |
450-2081 |
452-1499 |
420-500 |
|
Resistividad eléctrica (10-9W-m) |
130-1250 |
210-1251 |
75.7-1020 |
|
Resistencia a la tracción (MPa] |
276-1882 |
758-1882 |
515-827 |
640-2000 |
Límite elástico (MPa) |
186-758 |
366-1793 |
207- 552 |
380-440 |
Elongación porcentual (%) |
10-32 |
4-31 |
12-40 |
5-25 |
Dureza (Brinell 3000kg) |
86-388 |
149-627 |
137-595 |
210-620 |
Propiedades mecánicas de grados y aleaciones de acero inoxidable
Calificación |
SNU No. |
Forma común |
Tratamiento |
Resistencia a la tracción MPa (mín.) |
Límite elástico (compensación de 0,21 TP3T) MPa (mín.) |
Alargamiento % en 50mm (min.) |
Dureza (máx.) (Nota 2) |
Aceros inoxidables austeníticos |
253MA |
S30815 |
Placa |
recocido |
600 |
310 |
40 |
95 HRB |
301 |
S30100 |
hoja o bobina |
Recocido 1/4 a full hard |
515
860-1275 |
205
515- 965 |
40
25-9 |
95 HRB |
302HQ |
S30430 |
Alambre de 2,5 mm de diámetro. y más |
Recocido Lighty dibujado |
605 máx. 660 máx. |
- |
- |
- |
303 |
530300 |
Bar |
Acabado en frío Condición A |
|
|
|
262 HB |
304 |
530400 |
Placa |
recocido |
515 |
205 |
40 |
92 horas |
304L |
S30403 |
Placa |
recocido |
485 |
170 |
40 |
88 HRB |
304H |
S30409 |
Placa |
recocido |
515 |
205 |
40 |
92 horas |
3095 |
530908 |
Bar |
recocido |
515 |
20 |
40 |
95 HRB |
310 |
S31000 |
Placa |
recocido |
515 |
205 |
40 |
95 HRB |
316 |
S31600 |
Placa |
recocido |
515 |
205 |
40 |
95 HRB |
316L |
S31603 |
Placa |
recocido |
485 |
170 |
40 |
95 HRB |
317L |
S31703 |
Placa |
recocido |
515 |
205 |
40 |
95 HRB |
321 |
S32100 |
Sábana |
recocido |
515 |
205 |
40 |
95 HRB |
347 |
S34700 |
Placa |
recocido |
515 |
205 |
39 |
92 horas |
904L |
N08904 |
Placa |
recocido |
490 |
220 |
40 |
70 - 90 NRB típico |
Propiedades mecánicas de grados y aleaciones de aluminio
Propiedades mecánicas de grados y aleaciones de aluminio
Propiedades mecánicas de grados y aleaciones de titanio
Propiedades mecánicas de grados y aleaciones de cobre