E4 Propiedades Mecánicas Base

Tópico

Las constantes elásticas de este metal, que ya describen su rigidez y su respuesta elástica bajo carga, siguen el mismo formalismo elástico isotrópico que ya reutiliza, con ese mismo propósito, otro modelo de un conjunto de materiales distinto, el que describe las propiedades mecánicas base de un vidrio: al tratarse este metal de un policristal con una orientación de grano suficientemente aleatoria, sus constantes elásticas no dependen de la dirección de carga, y por eso puede describírselas con ese mismo formalismo isotrópico, en lugar de con el formalismo anisótropo que exigiría un monocristal orientado. Que este metal sea policristalino, con sus granos orientados aleatoriamente entre sí, hace que sus constantes elásticas efectivas resulten isotrópicas, aunque cada grano individual, por separado, sí sea elásticamente anisótropo.

Más allá de estas constantes elásticas, la resistencia mecánica de este metal, la resistencia intrínseca frente a la deformación plástica, la determina en primer lugar el tamaño de grano que ya establece otro modelo de este conjunto, según la relación de Hall-Petch: cuanto menor es este tamaño de grano, más bordes de grano hay por unidad de volumen actuando como obstáculos al movimiento de las dislocaciones, y mayor es, en consecuencia, la resistencia mecánica de este metal según esta misma relación de Hall-Petch.

Esa misma resistencia mecánica la determina, además, la densidad de dislocaciones que ya establece otro modelo distinto de este conjunto, según la relación de Taylor: cuantas más dislocaciones hay por unidad de volumen, más se estorban entre sí al moverse unas contra los campos de deformación de las otras, y mayor es, en consecuencia, la resistencia mecánica de este metal según esta misma relación de Taylor. Que el tamaño de grano y la densidad de dislocaciones actúen, de esta manera, sobre la misma resistencia mecánica, aunque por mecanismos distintos, hace que sus dos contribuciones se sumen, de forma aproximada, en la resistencia mecánica total de este metal.

Por eso este modelo, con la resistencia mecánica con la que se abrió, puede estimarse también, de manera empírica y sin necesidad de un ensayo de tracción propiamente dicho, a partir de la dureza de este metal según la relación de Tabor: ambas magnitudes, la dureza y esta resistencia mecánica, se miden de hecho mediante los dos ensayos que ya describe otro modelo de este conjunto, el que describe el ensayo de tracción y el ensayo de dureza. Que esta resistencia mecánica, y en particular el esfuerzo de fluencia que marca su límite elástico, quede aquí establecida como una propiedad estática de este metal hace que sirva, precisamente, como el punto de referencia estático frente al cual otro modelo más de este conjunto mide la fatiga de este metal, la falla progresiva que ocurre bajo carga cíclica muy por debajo de ese mismo esfuerzo de fluencia estático.

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