- Principals propietats mecàniques dels metalls
- 1- Plasticitat
- 2- Fragilitat
- 3- Mal·leabilitat
- 4- Duresa
- 5- Ductilitat
- 6- Elasticitat
- 7- Tenacitat
- 8- Rigidesa
- 9- Variabilitat de les propietats
- referències
Les propietats mecàniques dels metalls inclouen la plasticitat, la fragilitat, la mal·leabilitat, la duresa, la ductilitat, l'elasticitat, la tenacitat i la rigidesa. Totes aquestes propietats poden variar d'un metall a un altre, permetent la seva diferenciació i classificació des d'una perspectiva de comportament mecànic.
Aquestes propietats són mesures quan se sotmet a un metall a una força o càrrega. Els enginyers mecànics calculen cada un dels valors de les propietats mecàniques dels metalls depenent de les forces que els apliquin.
De la mateixa manera, els científics de materials estan constantment experimentant amb diferents metalls sota múltiples condicions, amb l'objectiu d'establir les seves propietats mecàniques.
Gràcies a l'experimentació amb els metalls, ha estat possible definir les seves propietats mecàniques. És important ressaltar que, depenent de el tipus, mida i força que s'apliqui a un metall, variaran els resultats llançats pel mateix.
És per això que, els científics han volgut unificar els paràmetres dels procediments experimentals, amb l'objectiu de poder comparar els resultats llançats per diferents metalls a l'aplicar les mateixes forces.
Principals propietats mecàniques dels metalls
1- Plasticitat
És la propietat mecànica dels metalls completament oposada a l'elasticitat. La plasticitat es defineix com la capacitat que tenen els metalls de conservar la forma que els va ser donada després de ser sotmesos a un esforç.
Els metalls, usualment són altament plàstics, per aquesta raó, un cop són deformats, fàcilment conserven la nova forma.
2- Fragilitat
La fragilitat és una propietat completament oposada a la tenacitat, ja que denota la facilitat amb la qual un metall pot ser trencat una vegada és sotmès a un esforç.
En moltes ocasions, els metalls són aliats uns amb altres per reduir el seu coeficient de fragilitat i poder tolerar més les càrregues.
La fragilitat també es defineix com fatiga durant les proves de resistència mecànica dels metalls.
D'aquesta manera, un metall pot ser sotmès diverses vegades a el mateix esforç abans de trencar-se i llançar un resultat concloent sobre la seva fragilitat.
3- Mal·leabilitat
La mal·leabilitat fa al·lusió a la facilitat que té un metall per ser laminat sense que això representi una ruptura en la seva estructura.
Molts metalls o aliatges metàl·lics compten amb un alt coeficient de mal·leabilitat, aquest és el cas de l'alumini que és altament mal·leable, o l'acer inoxidable.
4- Duresa
La duresa es defineix com la resistència que oposa un metall davant agents abrasius. És la resistència que té qualsevol metall a ser ratllat o penetrat per un cos.
La majoria de metalls requereixen d'ésser aliats en algun percentatge per augmentar la seva duresa. Aquest és el cas de l'or, que per si sol no aconseguiria ser tan dur com ho és quan es barreja amb el bronze.
Històricament, la duresa es mesurava en una escala empírica, determinada per la capacitat que tenia un metall de ratllar a un altre o de resistir l'impacte d'un diamant.
Avui dia, la duresa dels metalls és mesura amb procediment estandarditzats com el són el test de Rockwell, Vickers o Brinell.
Tots aquests tests busquen llançar resultats concloents sense danyar majorment el metall que està sent estudiat.
5- Ductilitat
La ductilitat és l'habilitat que té un metall per deformar abans de trencar-se. En aquest sentit, és una propietat mecànica completament oposada a la fragilitat.
La ductilitat pot ser donada com un percentatge d'elongació màxim o com a un màxim de reducció d'àrea.
Una forma elemental d'explicar què tan dúctil és un material, pot ser per la seva capacitat per ser transformat en fil o filferro. Un metall altament dúctil és el coure.
6- Elasticitat
L'elasticitat que defineix com la capacitat que té un metall per recuperar la seva forma després d'haver estat sotmès a una força externa.
En general, els metalls no són molt elàstics, per aquesta raó és comú que presentin bonys o rastres de cops dels que mai es recuperaran.
Quan un metall és elàstic, també es pot dir que és resilient, ja que és capaç d'absorbir de forma elàstica l'energia que li està provocant una deformació.
7- Tenacitat
La tenacitat és el concepte paral·lelament oposat a la fragilitat, ja que denota la capacitat que té un material de resistir l'aplicació d'una força externa sense trencar-se.
Els metalls i els seus aliatges són, generalment, tenaços. Aquest és el cas de l'acer, la tenacitat li permet ser apte per a aplicacions de construcció que requereixin de suportar altes càrregues sense que hi hagi lloc a ruptures.
La tenacitat dels metalls pot ser mesurada en diferents escales. En algunes proves, s'apliquen quantitats relativament petites de força a un metall, com lleugers impactes o xocs. En altres ocasions, és comú que siguin aplicades forces majors.
De qualsevol manera, el coeficient de tenacitat d'un metall serà donat en la mesura en què aquest no presenti cap tipus de ruptura després d'haver estat sotmès a un esforç.
8- Rigidesa
La rigidesa és una propietat mecànica pròpia dels metalls. Aquesta té lloc quan una força externa és aplicada a un metall i aquest ha de desenvolupar una força interna per suportar-la. Aquesta força interna es denomina "estrès".
D'aquesta manera, la rigidesa és la capacitat que té un metall de resistir-se a la deformació durant la presència de l'estrès.
9- Variabilitat de les propietats
Els tests de propietats mecàniques dels metalls no sempre produeixen els mateixos resultats, això es deu als possibles canvis en el tipus de equip, procediment, o operari que s'usa durant les proves.
No obstant això, fins i tot quan tots aquests paràmetres són controlats, hi ha un petit marge en la variació dels resultats de les propietats mecàniques dels metalls.
Això es deu al fet que moltes vegades la fabricació o procés d'extracció dels metalls no sempre és homogènia. Per tant, els resultats a l'hora de mesurar les propietats dels metalls es poden veure alterats.
Amb l'objectiu de mitigar aquestes diferències, es recomana realitzar diverses vegades la mateixa prova de resistència mecànica en el mateix material, però en diferents mostres seleccionades de forma aleatòria.
referències
- Chapter 6. Mechanical Properties of Metals. (2004). Obtingut de Mechanical Properties of Metals: virginia.edu.
- Guru, W. (2017). Weld Guru. Obtingut de Guide to the Mechanical Properties of Metals: weldguru.com.
- Kailas, SV (sf). Chapter 4. Mechanical Properties of Metals. Obtingut de Material Science: nptel.ac.in.
- Matèria, T. (August de 2002). Total Matèria. Obtingut de Mechanical Properties of Metals: totalmateria.com.
- Team, M. (2 març 2014). ME Mechanical. Obtingut de Mechanical Properties of Metals: me-mechanicalengineering.com.