Estudio del comportamiento dúctil de materiales con distinto límite elástico a tracción y compresión

Abstract

En este trabajo se va a realizar un estudio del comportamiento dúctil para materiales con distinto límite elástico a tracción y a compresión. Para ello se empleará un modelo de material que permita tener en cuenta este fenómeno y posteriormente se representarán las superficies de plastificación asociadas a este tipo de materiales. La fractura dúctil es aquella que se produce después de una cierta deformación plástica, ocurre después de que las tensiones a las que está sometido un material superen el límite elástico. La velocidad de propagación de la grieta es lenta y estable si se compara con la fractura frágil, y la energía que se requiere para que suceda es mayor. Un clásico ejemplo de fractura dúctil aparece en los ensayos de tracción, donde una probeta es sometida a este esfuerzo desde sus extremos. Este fenómeno produce la rotura de copa y cono, la cual puede ser completa o con alguna reducción de área. La fractura dúctil completa, presenta una reducción de área del 100%, aparece en materiales muy dúctiles (con grandes deformaciones plásticas) que no presentan fases secundarias, como el oro o el plomo. En la mayoría de los casos no se produce la fractura dúctil completa ya que los metales empleados en ingeniería suelen tener partículas secundarias, impurezas o inclusiones que aumentan el endurecimiento y disminuyen la ductilidad. El mecanismo de rotura se puede resumir de la siguiente manera. La fractura comienza con una deformación uniforme de la probeta, posteriormente, se forma una estricción, se trata de una disminución de la sección de la probeta. Microscópicamente se produce la decohesión de las partículas más grandes con la matriz, lo que genera pequeñas microcavidades en el interior. A continuación se produce el crecimiento de estas microcavidades y su coalescencia, formando una grieta principal que es perpendicular a la dirección de la fuerza. Llegado a este punto, la grieta se propaga de forma rápida y se produce la rotura final de la probeta con superficie de copa y cono. La superficie plana de la fractura está relacionada con la grieta interna, mientras que la parte cónica se corresponde con las tensiones de cortadura...