En un artículo anterior sobre la resistencia de los metales, vimos la medición de la resistencia a la tracción y al impacto. Pero hay otras dos propiedades mecánicas muy importantes que deben ser consideradas al seleccionar un metal para su próximo proyecto. Estas propiedades son la ductilidad y la dureza.
¿Qué es la ductilidad?
La ductilidad es la capacidad de un metal para deformarse sin fracturarse. Los metales que pueden ser formados o prensados en otra forma sin ninguna fractura se consideran dúctiles. Los metales que se fracturan se clasifican como frágiles (esencialmente lo contrario de dúctiles).
La ductilidad juega un papel importante en la conformabilidad. Los metales que son excesivamente frágiles pueden no ser capaces de formarse con éxito. Por ejemplo, si un trozo de metal se estira para formar un alambre fino, es imprescindible que tenga cierta ductilidad. Si el metal es demasiado frágil, se fracturará en cuanto empiece a estirarse. La ductilidad es también un factor importante de seguridad en los proyectos estructurales. La ductilidad permite que las estructuras se doblen y se deformen hasta cierto punto sin romperse cuando se las somete a cargas pesadas.
Cómo medir la ductilidad
El alargamiento porcentual y la reducción porcentual son dos formas de medir la ductilidad:
- El alargamiento porcentual mide la longitud que un metal se deforma como porcentaje de su longitud original, después de que se tira de él hasta el fallo durante una prueba de tracción.
- El porcentaje de reducción mide la parte más estrecha de la sección transversal de una muestra de metal tras una rotura inducida por un ensayo de tracción.
- Aluminio
- Latón
- Cobre
- Acero de bajo carbono
- Oro
- Plata
- Lata
- Plomo
- Vickers
- Brinell
- Rockwell
- Tungsteno
- Acero de alto carbono
- Fundición de hierro
La ductilidad puede depender de la temperatura, por lo que deben tenerse en cuenta las temperaturas a las que estará sometido el metal en una aplicación. La mayoría de los metales tienen una tabla de temperaturas de transición dúctil-frágil que puede servir de ayuda.
¿Qué metales son dúctiles?
Hay muchos metales dúctiles, entre ellos:
Los metales que se consideran frágiles incluyen el hierro fundido, el cromo y el tungsteno. Entre los ejemplos de aplicaciones que requieren una alta ductilidad se encuentran los cables metálicos, los estampados y las vigas estructurales.
¿Qué es la dureza?
La dureza es una medida de la capacidad de un metal para resistir la indentación. Cuando un metal debe soportar fuerzas sin que se produzcan depresiones o abolladuras, se debe buscar un metal con una dureza elevada.
La dureza también puede dar al usuario final una idea de la resistencia a la abrasión de un metal. Cuanto mayor sea la dureza que posee un metal, mejor será su resistencia a la abrasión. Esto es muy importante para las aplicaciones en las que el metal que se utiliza está sometido a fuerzas y objetos que pueden causar desgaste.
Cómo medir la dureza
Para las indentaciones, existen varios métodos de prueba propios que se pueden utilizar para medir la dureza. Los métodos más populares son:
En cada prueba de dureza, un objeto muy duro, como un diamante de grado industrial, se hunde en un material utilizando una fuerza conocida. A continuación, se mide el tamaño de la depresión realizada en el material de prueba. Esta medida se puede convertir en un valor como HRB (Rockwell) o HV (Vickers).
La prueba de dureza de Mohs se utiliza para medir la resistencia de un material al rayado. En esta prueba, una variedad de materiales a los que se les ha asignado números de dureza se utilizan para intentar rayar la muestra de prueba de metal. El material con el número más bajo que hace un rasguño en la muestra se asigna a esa muestra, dándole una dureza relativa.
¿Cuáles son los metales más duros?
Los metales que tienen una dureza relativamente alta incluyen:
También se puede utilizar un procesamiento especial como el tratamiento térmico o el endurecimiento por trabajo para aumentar aún más la dureza de un metal determinado. La dureza suele estar inversamente relacionada con la ductilidad, por lo que los metales dúctiles mencionados anteriormente suelen tener una dureza relativamente baja. Entre las aplicaciones que requieren una dureza elevada se encuentran los ejes, los pasadores y los engranajes.
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