“TENACIDAD”
La energía “E” es el producto de las fuerzas f “por” distancia d: E=fd. Las unidades pueden ser expresadas en pulg-lb. El producto de un esfuerzo y o deformación también es energía por unidad de volumen. Un material que sea resistente (que resista altos esfuerzos) y tenga una ductilidad considerable (puede deformarse antes de fracturarse), consume una considerable cantidad de energía en su proceso de fractura. Podemos decir que este material es TENAZ. Si se fractura un material después de que ocurre poca deformación plástica se consume menor cantidad de energía, y estamos hablando de un material “FRÁGI”. Hay que hacer notar el contraste entre resistencia que es el esfuerzo requerido para producir una falla, y tenacidad que es la energía requerida para producir dicha falla. Esta aclaración tiene especial importancia en vista de que amenudo e inadecuadamente se le llama “resistencia al impacto”. El consumo de energía necesario para provocar la fractura no está uniformemente distribuido y depende considerablemente del tamaño y forma del espécimen a provocar y de las proporciones de la carga de impacto. Es por esto que se han estandarizado probetas más comúnmente usadas son las probetas Charpy, en las cuales se practica una entalladura en donde la fractura estará localizada. Estas entalladuras pueden tener básicamente 2 formas (a) entalladuras en forma de “V”, o (b) entalladura en forma de “ojo de cerradura”. Estas probetas las rompe un martillo que actúa como péndulo. El péndulo está provisto de una cierta energía potencial y se descarga sobre la probeta ya montada. Parte de la energía potencial descargada en el golpe a la probeta es absorbida por ésta. Esta energía consumida en la fractura se puede medir fácilmente tomado la altura final que adquirió el péndula después del impacto y comparándola con la altura que tenía antes del mismo. Los materiales como el vidrio, la fundación gris, y ciertos plásticos son llamados Frágiles puesto que fallan después de sufrir muy poca deformación, ación plástica; los metales dúctiles y los hules (inclusive el vidrio a altas temperaturas) son llamados tenaces puestos que sufren una deformación considerable antes de la fractura y por esta razón consumen mucho más energía. EJEMPLO Un péndulo de impacto en una máquina de prueba pesa
20 lb y tienen su centro de masa a 30 plg del centro de eje. Se levanta
a 120º y se suelta. Después de que probeta ha sido rota, el
ángulo de giro en sentido contrario del péndulo respecto
a la vertical es de 90º. ¿Cuánta energía absorbió
la probeta?
En general, los materiales tienen mayor tenacidad en altas temperaturas
que en bajas. De hecho existe una abrupta disminución de tenacidad
en muchos aceros cuando éstos son enfriados por debajo de la temperatura
ambiente. La temperatura a la que ocurre este brusco decremento se llama
temperatura de transición.
Prueba Charpy para resistencia al impacto. La entalladura en V (a), y la entalladura de ojo de cerradura (b), son medios de estandarizar las condiciones de la fractura.
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