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• Abraham Rivera

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TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES I Mgr. Karles Hoffmann Mayo 2019

UNIDAD Nº 1 INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES

1.- CONCEPTOS: La tecnología de materiales es el estudio y puesta en práctica de técnicas de análisis, estudios físicos y desarrollo de materiales. Es la disciplina de la ingeniería que trata sobre los procesos industriales que nos proporcionan las piezas que componen las máquinas y objetos diversos, a partir de las materias primas.

Estructura Atómica de la materia El átomo es la parte más pequeña en la que se puede obtener materia de forma estable, ya que las partículas subatómicas que lo componen no pueden existir aisladamente salvo en condiciones muy especiales. El átomo está formado por un núcleo, compuesto a su vez por protones y neutrones, y por una corteza que lo rodea en la cual se encuentran los electrones, en igual número que los protones.

1.1.- Clasificación general de los materiales Materiales naturales: son aquellos que se encuentran en la naturaleza, las personas utilizamos materiales naturales con diferente origen; mineral, vegetal o animal. - A partir de rocas y minerales se obtienen los materiales de origen mineral. - A partir de las plantas obtenemos los materiales de origen vegetal. - Otros son materiales de origen animal. Materiales sintéticos: son aquellos creados por las personas a partir de materiales naturales; por ejemplo, el hormigón, el vidrio, el papel o los plásticos.

1.1.- Clasificación de los materiales MATERIAL

Madera

Metal

Plástico

Pétreos

Cerámica y vidrio

Textiles

APLICACIONES

PROPIEDADES

EJEMPLOS

OBTENCIÓN

Muebles. Estructuras. Embarcaciones.

No conduce el calor ni la electricidad. Fácil de trabajar.

Pino. Roble. Haya.

A partir de árboles.

Clips. Cuchillas. Cubiertos. Estructuras.

Buen conductor del calor y la electricidad. Dúctil y maleable.

Acero. Cobre. Estaño. Aluminio.

A partir de determinados minerales.

Bolígrafos. Carcasas de electrodomésticos. Envases.

Ligero. Mal conductor del calor y la electricidad.

PVC. PET. Porexpán (corcho blanco). Metacrilato.

Mediante procesos químicos, a partir del petróleo.

Encimeras. Fachadas y suelo de edificios.

Pesados y resistentes. Difíciles de trabajar. Buenos aislantes del calor y la electricidad.

Mármol. Granito.

Se obtienen de las rocas, en canteras.

Loza. Porcelana. Vidrio.

Cerámica: a partir de arcillas y arenas por moldeado y cocción. Vidrio: se obtiene mezclando y tratando arena, caliza y sosa.

Algodón. Lana. Nailon.

Se hilan y tejen fibras de origen vegetal, animal o sintético.

Vajillas. Ladrillos, tejas. Ventanas, puertas. Cristales.

Ropa. Toldos.

Duro. Frágil. Transparente (solo vidrio). Flexibles y resistentes. Fáciles de trabajar.

1.2.- Procesos Metalúrgicos La METALURGIA es la ciencia y tecnología de la extracción a escala industrial de los metales a partir de sus fuentes naturales, es decir de sus minerales y su preparación para usos prácticos. La metalurgia puede ser extractiva, que consiste en la obtención de los metales a partir de los minerales y concentrados hasta obtener lingotes de alta pureza y la metalurgia física que consiste en transformar estos lingotes en artículos semimanufacturados.

1.2.- Procesos Metalúrgicos Los procesos metalúrgicos comprenden las siguientes fases:

• • • •

Obtención del metal a partir del mineral que lo contiene en estado natural, separándolo de su origen; El afino, enriquecimiento o purificación: eliminación de las impurezas que quedan en el metal; Elaboración de aleaciones; Otros tratamientos del metal para facilitar su uso.

1.2.- Procesos Metalúrgicos Proceso de obtención del acero Esquema de un alto horno

1.2.- Proceso de conformación • Los procesos de conformado de metales comprenden un amplio grupo de procesos de manufactura, en los cuales se usa la deformación plástica para cambiar las formas de las piezas metálicas. • En los procesos de conformado, las herramientas, usualmente dados de conformación, ejercen esfuerzos sobre la pieza de trabajo que las obligan a tomar la forma de la geometría del dado

1.2.- Proceso de conformación: Curva de Esfuerzo vs Deformación Debido a que los metales deben ser conformados en la zona de comportamiento plástico, es necesario superar el límite de fluencia para que la deformación sea permanente. Por lo cual, el material es sometido a esfuerzos superiores a sus límites elásticos, estos límites se elevan consumiendo así la ductilidad .

1.2.- Proceso de conformación Al abordar los procesos de conformado es necesario estudiar una serie de propiedades metálicas influenciadas por la temperatura, dado que estos procesos pueden realizarse mediante un trabajo en frio, como mediante un trabajo en caliente.

1.2.- Proceso de conformación TRABAJO EN FRIO Se refiere al trabajo a temperatura ambiente o menor. Este trabajo ocurre al aplicar un esfuerzo mayor que la resistencia de cedencia original de metal, produciendo a la vez una deformación.

Características • Mejor precisión • Menores tolerancias • Mejores acabados superficiales • Mayor dureza de las partes • Requiere mayor esfuerzo

1.2.- Proceso de conformación TRABAJO EN CALIENTE Se define como la deformación plástica del material metálico a una temperatura mayor que la de recristalización. La ventaja principal del trabajo en caliente consiste en la obtención de una deformación plástica casi ilimitada, que además es adecuada para moldear partes grandes porque el metal tiene una baja resistencia de cedencia y una alta ductilidad. Características • Mayores modificaciones a la forma de la pieza de trabajo • Menores esfuerzos • Opción de trabajar con metales que se fracturan cuando son trabajados en frío

1.2.- Proceso de conformación CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE CONFORMADO • • • • • • •

PROCESO DE CIZALLADO PROCESO DE TROQUELADO PROCESO DE DOBLADO PROCESO DE EMBUTIDO PROCESO DE LAMINADO PROCESO DE FORJADO PROCESO DE EXTRUSIÓN

1.3.- Metalurgia Extractiva CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE CONFORMADO La metalurgia es la técnica de la obtención y tratamiento de los metales a partir de minerales metálicos. La metalurgia extractiva, es el área de la metalurgia en donde se estudian y aplican operaciones y procesos para el tratamiento de minerales o materiales que contengan una especie útil (oro, plata, cobre, etc.), dependiendo el producto que se quiera obtener, se realizarán distintos métodos de tratamiento. El negocio minero conlleva la ejecución de diversos procesos que generan materiales que contienen elementos de interés con valores económicos relativos para la humanidad.

1.3.- Metalurgia Extractiva El procesamiento de minerales y la metalurgia extractiva envuelven al conjunto de operaciones que se llevan a cabo para separar selectivamente especies de interés de aquellas sin valor. Dentro del procesamiento de minerales se distinguen las áreas de , concentración de minerales, separación sólido líquido y operaciones anexas como el transporte de pulpa, mientras que en la metalurgia extractiva se identifican aquellas de hidrometalurgia, pirometalurgia y electrometalurgia. Cada una de las áreas mencionadas enfrenta desafíos de complejidad creciente como consecuencia de la disminución sostenida de las leyes en los yacimientos, aparición de elementos penalizados y regulaciones medioambientales cada vez más exigentes.

1.3.- Metalurgia Extractiva Objetivos de la metalurgia extractiva • Utilizar procesos y operaciones simples. • Alcanzar la mayor eficiencia posible. • Obtener altas recuperaciones (especie de valor en productos de máxima pureza). • No causar daño al medio ambiente. Etapas de la metalurgia extractiva • Transporte y almacenamiento. • Conminución. • Clasificación. • Separación del metal de la ganga. • Purificación y refinación.

1.3.- Metalurgia Extractiva del ORO

2.- PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Estas propiedades se ponen de manifiesto ante estímulos como la electricidad, la luz, el calor o la aplicación de fuerzas a un material. Describen características como elasticidad, conductividad eléctrica o térmica, magnetismo o comportamiento óptico, que por lo general no se alteran por otras fuerzas que actúan sobre el mismo.

2.- PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

2.1.- Propiedades Mecánicas Las propiedades mecánicas son aquellas propiedades de los sólidos que se manifiestan cuando aplicamos una fuerza. Las propiedades mecánicas de los materiales se refieren a la capacidad de los mismos de resistir acciones de cargas: las cargas o fuerzas actúan momentáneamente, tienen carácter de choque. Cíclicas o de signo variable: las cargas varían por valor, por sentido o por ambos simultáneamente.

2.2.- Propiedades Eléctricas Materiales conductores o dieléctricos, sus propiedades se dividen en: Resistencia (p) : Es la medida de oposición de un material al paso de corriente eléctrica. Se mide según la cantidad de ohmios (Ω) que posee una porción de 1 cm2 por unidad de longitud. Siendo: p: Ω . cm2 / cm = Ω .cm Conductividad eléctrica (σ) : Es la propiedad totalmente opuesta a la resistencia, ya que esta mide la capacidad del paso de corriente eléctrica sin ninguna oposición, su valor es 1/p = 1 / Ω . cm

2.3.- Propiedades Térmicas Materiales conductores o aislantes térmicos. Las propiedades térmicas determinan el comportamiento de los materiales frente al calor. Conductividad térmica: es la propiedad de los materiales de transmitir el calor y produciéndose, lógicamente, una sensación de frío al tocarlos. Un material puede ser buen conductor térmico o malo. Fusibilidad: facilidad con que un material puede fundirse. Soldabilidad: facilidad de un material para poder soldarse consigo mismo o con otro material. Lógicamente los materiales con buena fusibilidad suelen tener buena soldabilidad. Punto de fusión

2.4.- Problemas de aplicación Los mejores conductores eléctricos son _ _ _ _ _ _ _ __ a) No metales b) Metales y sus aleaciones, aunque existen c) Metalurgia otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como: Tales como el a) grafito a) Cobre b) disoluciones y soluciones b) Oro salinas (por ejemplo, el agua del c) Hierro mar). d) plata y el aluminio c) Moléculas de carbono d) Na y Cl

2.4.- Problemas de aplicación Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el conductor más utilizado es el cobre/acero (en forma de cables de uno o varios hilos). Aunque la madera/plata es el mejor conductor, pero debido a su precio elevado no se usa con tanta frecuencia. También se puede usar el hierro/aluminio, metal que, si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60/80 % de la del cobre, es sin embargo un material tres/diez veces más ligero, por lo que su empleo está más indicado en líneas aéreas que en la transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión.1 A diferencia de lo que mucha gente cree, el oro/aluminio es levemente peor conductor que el cobre; sin embargo, se utiliza en bornes de baterías y conectores eléctricos debido a su durabilidad y “resistencia” a la corrosión/oxidación.

3.- ENSAYOS MECÁNICOS Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades mecánicas de un material.

Todas las casas, todos los automóviles, como cualquier estructura o maquinaria están constituidos por diferentes materiales, elegidos por sus propiedades para poder ser utilizados en una determinada aplicación. El diseño de la forma y de las secciones se debe realizar con criterios económicos, es decir, se debe emplear la menor cantidad posible de material, pero también se debe cumplir una serie de especificaciones de seguridad para evitar que se produzcan fallos mecánicos.

3.- ENSAYOS MECÁNICOS Los materiales suelen someterse a una variedad de ensayos para conocer sus propiedades. De esta manera se intenta simular las condiciones a las que van a estar expuestas cuando entren en servicio. - Ensayo de cizallamiento - Ensayo de torsión - Ensayo de resiliencia - Ensayo de fluencia en caliente (creep) - Ensayo de plegado libre Otros ensayos para aplicaciones específicas son: - Ensayo de plegado - Ensayo de embutición - Ensayo de abocardado - Prueba hidrostática (con presiones mayores a las de servicio). - Flexión alternativa de alambres

3.- ENSAYOS MECÁNICOS Según la rigurosidad del ensayo Ensayos científicos Se obtienen resultados referentes a los valores numéricos de ciertas magnitudes físicas. Permiten obtener valores precisos y reproducibles de las propiedades ensayadas, pues las condiciones a las que se somete el material se encuentran normalizadas. Un ejemplo de este ensayo es el ensayo de tracción, del que se obtiene la resistencia a la tracción, y se expresa en kp/mm² Ensayos tecnológicos Se utilizan para comprobar si las propiedades de un material o pieza son adecuadas para cierta utilidad o si dichas propiedades son las que se presuponen. Un ejemplo de este ensayo son las pruebas de caída, los de maleabilidad para un material de forja o las de flexión alternativa en alambres, en la que se cuenta el número de veces que una pieza de alambre se puede doblar alternativamente sin que se rompa.

3.- ENSAYOS MECÁNICOS Según la naturaleza del ensayo Ensayos químicos Permiten conocer la composición cualitativa y cuantitativa del material, la naturaleza del enlace químico y la estabilidad del material en presencia de líquidos o gases corrosivos. Ensayos físicos Se cuantifican la densidad, el punto de ebullición, el punto de fusión, la conductividad eléctrica, la conductividad térmica, etc. Ensayos mecánicos Se determina la resistencia del material mediante su sometimiento a distintos esfuerzos. Varios ejemplos de estos ensayos son los ensayos de tracción, dureza, choque, fatiga o ensayos tecnológicos. Ensayos mecanográficos Consisten en analizar la estructura interna del material mediante un microscopio.

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3.- ENSAYOS MECÁNICOS Según la utilidad de la pieza después de ser sometida al ensayo Los ensayos de materiales pueden ser de dos tipos, ensayos destructivos y ensayos no destructivos. Estos últimos permiten realizar la inspección sin perjudicar el posterior empleo del producto, por lo que permiten inspeccionar la totalidad de la producción si fuera necesario.

3.- ENSAYOS MECÁNICOS Ensayos no destructivos Se analizan las grietas y defectos internos de una pieza, sin tener en cuenta las propiedades del material y sin dañar su estructura. Varios ejemplos de estos ensayos son los análisis de rayos X y los análisis por ultrasonidos. Estrictamente estos métodos no pertenecen a ensayos de materiales, ya que únicamente se analizan los defectos en una pieza concreta, aunque por otra parte existen ensayos cuya inclusión resulta dudosa, como el ensayo de estanqueidad en tubos, porque se desconoce si se deteriora o no la estructura del material. Entre los ensayos no destructivos se encuentran los siguientes: Ensayo de durezas (en algunos casos no se considera como ensayo no destructivo, especialmente cuando puede comprometer la resistencia de la pieza a cargas estáticas o a fatiga) Inspeción visual, microscopía y análisis de acabado superficial Ensayos por líquidos penetrantes Inspección por partículas magnéticas Ensayos radiológicos Ensayos por corrientes inducidas Ensayos de fugas: detección acústica, detectores específicos de gases, cromatógrafos, detección de flujo, espectrometría de masas, manómetros, ensayos de burbujas, etc.

Equipo de Ultrasonido

3.- ENSAYOS MECÁNICOS Ensayos destructivos Se produce la rotura o daño sustancial en la estructura del material. Varios ejemplos de estos ensayos son los ensayos mecánicos de tracción o dureza, los ensayos físicos, como la determinación de los puntos de fusión y ebullición, el ensayo químico frente a corrosión, el ensayo de tensión, flexión, compresión, etc.

3.- ENSAYOS MECÁNICOS Según la velocidad de aplicación de las fuerzas Ensayos estáticos La velocidad de aplicación de las fuerzas al material no influyen en el resultado del ensayo. En el ensayo de tracción, por ejemplo, la velocidad de aplicación de la fuerza se mantiene por debajo de cierto límite para que el ensayo sea estático. Ensayos dinámicos La velocidad de aplicación de las fuerzas juega un papel decisivo. Un ejemplo de este ensayo es el ensayo de flexión por choque.

3.- ENSAYOS MECÁNICOS 3.1 ENSAYO DE COMPRESIÓN En ingeniería, el ensayo de compresión es un ensayo técnico para determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría de los casos se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarse sobre cualquier material. Se suele usar en materiales frágiles. La resistencia en compresión de todos los materiales siempre es menor que en tracción. Se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresión en una máquina universal.

Ensayo de compresión de una probeta cilíndrica de hormigón

3.- ENSAYOS MECÁNICOS 3.1 ENSAYO DE FLEXIÓN Ensayo consistente en someter a una deformación plástica una probeta recta de sección plena, circular o poligonal, mediante el pliegue de ésta, sin inversión de su sentido de flexión, sobre un radio especificado al que se le aplica una presión constante.

3.- ENSAYOS MECÁNICOS 3.2 DUREZA La dureza es la oposición que presenta un material a ser rayado o penetrado por otro cuerpo sólido. La definición de dureza es diferente a la de resistencia mecánica, la cual es la resistencia del material a ser deformado. La dureza también es una medida de las propiedades de abrasión (rozamiento y desgaste) de un material.

3.- ENSAYOS MECÁNICOS DUREZA BRINELL Se denomina dureza Brinell a una escala de medición de la dureza de un material mediante el método de indentación, midiendo la penetración de un objeto en el material a estudiar. Fue propuesto por el ingeniero sueco Johan August Brinell en 1900, siendo el método de dureza más antiguo. Este ensayo se utiliza en materiales blandos (de baja dureza) y muestras delgadas. El indentador o penetrador usado es una bola de acero templado de diferentes diámetros.

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3.- ENSAYOS MECÁNICOS DUREZA BRINELL La carga que se debe utilizar en el ensayo se puede obtener con la siguiente expresión:

Este ensayo sólo es válido para valores menores de 600 HB en el caso de utilizar la bola de acero, pues para valores superiores la bola se deforma y el ensayo no es válido. Se pasa entonces al ensayo de dureza Vickers. Para saber si el ensayo es válido o no, debemos usar el espesor de la pieza y la profundidad de la huella; mediante la fórmula siguiente: espesor de la pieza > ó = a 8 veces la profundidad de la huella. De este modo, si el valor resultante es menor al que tiene el espesor de la pieza diremos que el ensayo es válido, en caso contrario, no lo será; y por tanto pasaríamos al ensayo Vickers.

3.- ENSAYOS MECÁNICOS DUREZA ROCKWELL La dureza Rockwell o ensayo de dureza Rockwell es un método para determinar la dureza, es decir, la resistencia de un material a ser penetrado. El ensayo de dureza Rockwell constituye el método más usado para medir la dureza debido a que es muy simple de llevar a cabo y no requiere conocimientos especiales. Se pueden utilizar diferentes escalas que provienen de la utilización de distintas combinaciones de penetradores y cargas, lo cual permite ensayar prácticamente cualquier metal o aleación. Hay dos tipos de penetradores: unas bolas esféricas de acero endurecido (templado y pulido) de 1/16, 1/8, ¼ y ½ pulg, y un penetrador cónico de diamante con un ángulo de 120º +/- 30' y vértice redondeado formando un casquete esférico de radio 0,20 mm (Brale), el cual se utiliza para los materiales más duros. El ensayo consiste en disponer un material con una superficie plana en la base de la máquina. Se le aplica una precarga menor de 10 kg, básicamente para eliminar la deformación elástica y obtener un resultado mucho más preciso. Luego se le aplica durante unos 15 segundos una fuerza que varía desde 60 a 150 kgf a compresión. Se desaplica la carga y mediante un durómetro Rockwell se obtiene el valor de la dureza directamente en la pantalla, el cual varía de forma proporcional con el tipo de material que se utilice. También se puede encontrar la profundidad de la penetración con los valores obtenidos del durómetro si se conoce el material.

3.- ENSAYOS MECÁNICOS DUREZA ROCKWELL

3.- ENSAYOS MECÁNICOS DUREZA VICKERS El ensayo de dureza Vickers, llamado el ensayo universal, es un método para medir la dureza de los materiales, es decir, la resistencia de un material al ser penetrado. Sus cargas van de 5 a 125 kilopondios (de cinco en cinco). Su penetrador es una pirámide de diamantecon un ángulo base de 136°. Se emplea para láminas delgadas hasta 0,15 mm, y no se lee directamente en la máquina. Para determinar el número de dureza se aplica la siguiente fórmula

Este ensayo constituye una mejora al ensayo de dureza Brinell. Se presiona el indentador contra una probeta, bajo cargas más ligeras que las utilizadas en el ensayo Brinell. Se miden las diagonales de la impresión cuadrada y se halla el promedio para aplicar la fórmula antes mencionada. Este tipo de ensayo es recomendado para durezas superiores a 500 HB (en caso de ser inferior, se suele usar el ensayo de dureza Brinell). Este ensayo, además, puede usarse en superficies no planas. Sirve para medir todo tipo de dureza, y espesores pequeños.

3.- ENSAYOS MECÁNICOS DUREZA VICKERS

Equivalencias de dureza y resistencia Para consultar tablas de dureza de materiales, véase Dureza. Para aceros no aleados y fundiciones, existe una relación aproximada y directa entre la dureza Vickers y el límite elástico, siendo el límite elástico aproximadamente 3,3 veces la dureza Vickers. Rp0,2==3,3*HV A su vez, entre las diferentes medidas de dureza están relacionadas, habiendo tablas disponibles

3.- ENSAYOS MECÁNICOS 3.3 FATIGA DE LOS MATERIALES En ingeniería y, en especial, en ciencia de los materiales, la fatiga de materiales, se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. Aunque es un fenómeno que, sin definición formal, era reconocido desde la antigüedad, este comportamiento no fue de interés real hasta la revolución industrial, cuando, a mediados del siglo XIX se comenzaron a producir las fuerzas necesarias para provocar la rotura de los materiales con cargas dinámicas muy inferiores a las necesarias en el caso estático; y a desarrollar métodos de cálculo para el diseño de piezas confiables. Este no es el caso de materiales de aparición reciente, para los que es necesaria la fabricación y el ensayo de prototipos. Denominado ciclo de carga repetida, los máximos y mínimos son asimétricos con respecto al nivel cero de carga. Aleatorio: el nivel de tensión puede variar al azar en amplitud y frecuencia.

3.- ENSAYOS MECÁNICOS 3.3 FATIGA DE LOS MATERIALES La fatiga es un proceso de degeneración de un material sometido a cargas cíclicas de valores por debajo de aquellos que serían capaces de provocar su rotura mediante tracción. Durante dicho proceso se genera una grieta que, si se dan las condiciones adecuadas crecerá hasta producir la rotura de la pieza al aplicar un número de ciclos suficientes. El número de ciclos necesarios dependerá de varios factores como la carga aplicada, presencia de entallas

4.- DIAGRAMA ESFUERZO -DEFORMACIÓN El diseño de elementos estructurales implica determinar la resistencia y rigidez del material estructural, estas propiedades se pueden relacionar si se evalúa una barra sometida a una fuerza axial para la cual se registra simultáneamente la fuerza aplicada y el alargamiento producido. Estos valores permiten determinar el esfuerzo y la deformación que al graficar originan el denominado diagrama de esfuerzo y deformación. Los diagramas son similares si se trata del mismo material y de manera general permite agrupar los materiales dentro de dos categorías con propiedades afines que se denominan materiales dúctiles y materiales frágiles. Los diagramas de materiales dúctiles se caracterizan por ser capaces de resistir grandes deformaciones antes de la rotura, mientras que los frágiles presenta un alargamiento bajo cuando llegan al punto de rotura

4.- DIAGRAMA ESFUERZO -DEFORMACIÓN

4.- DIAGRAMA ESFUERZO -DEFORMACIÓN ESFUERZO Las fuerzas internas de un elemento están ubicadas dentro del material por lo que se distribuyen en toda el área; justamente se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, la cual se denota con la letra griega sigma (σ) y es un parámetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que establece una base común de referencia.

σ = P/A Donde: P≡ Fuerza axial; A≡ Area de la sección transversal

4.- DIAGRAMA ESFUERZO -DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN La resistencia del material no es el único parámetro que debe utilizarse al diseñar o analizar una estructura; controlar las deformaciones para que la estructura cumpla con el propósito para el cual se diseñó tiene la misma o mayor importancia.

El análisis de las deformaciones se relaciona con los cambios en la forma de la estructura que generan las cargas aplicadas. Una barra sometida a una fuerza axial de tracción aumentara su longitud inicial; se puede observar que bajo la misma carga pero con una longitud mayor este aumento o alargamiento se incrementará también. Por ello definir la deformación (ε) como el cociente entre el alargamiento δ y la longitud inicial L, indica que sobre la barra la deformación es la misma porque si aumenta L también aumentaría δ. Matemáticamente la deformación sería:

ε = δ/L

4.- DIAGRAMA ESFUERZO -DEFORMACIÓN El diagrama es la curva resultante graficada con los valores del esfuerzo y la correspondiente deformación unitaria en el espécimen calculado a partir de los datos de un ensayo de tensión o de compresión.