Resistencia a la tracción Rm
La resistencia a la tracción Rm (o resistencia a rotura) es un valor característico para evaluar el comportamiento de resistencia. La resistencia a la tracción (ingl. tensile strength) se define como el esfuerzo de tracción mecánico máximo, con el que se puede someter a carga una probeta. Si se supera la resistencia a la tracción, se produce la rotura del material: La absorción de fuerzas disminuye hasta que la probeta de material, finalmente, se rompe. Sin embargo, antes de alcanzar la resistencia a la tracción, el material empieza a experimentar una deformación plástica, a saber, permanente.
Cálculo Distintos materiales Distintos endurecimientos Otros valores característicos Ejemplos Máquinas de ensayos Ensayo de tracción Límite de fluencia
¿Cómo se calcula la resistencia a la tracción?
La resistencia a la tracción Rm se determina mediante el ensayo de tracción (p. ej. de acuerdo con la norma ISO 6892 (para materiales metálicos), o con la norma ISO 527 (para plásticos y composites).
La resistencia a tracción se calcula a partir de la fuerza máxima Fm de tracción alcanzada y del área de la sección de probeta en el inicio del ensayo:
Resistencia a la tracción Rm = fuerza máxima de tracción Fm / área de sección de la probeta S0
La resistencia a la tracción se indica en MPa (Megapascal) o en N/mm².
En el diagrama (o curva) de tensión-deformación se trazan la tensión de tracción ejercida en la probeta sobre su extensión relativa en el ensayo de tracción.
A partir de esta curva, se pueden determinar los diferentes valores característicos del material de ensayo; por ejemplo, el comportamiento elástico o la resistencia a la tracción. En el diagrama de tensión-deformación, la resistencia a la tracción es el valor de tensión máximo que se alcanza durante el ensayo de tracción tras el repunte de tensión de tracción.
La resistencia a tracción con diferente endurecimiento de material
Para los materiales metálicos con un límite de fluenciamuy marcado, se define la fuerza máxima de tracción como la fuerza máxima alcanzada tras el límite superior de fluencia. En el caso de materiales de bajo endurecimiento, la fuerza máxima de tracción tras superar el límite de fluencia también puede estar por debajo del límite de fluencia, es decir, la resistencia a la tracción es, en este caso, inferior al límite de cedencia superior.
En el diagrama de tensión-deformación de la imagen derecha se muestra una curva con material de elevado endurecimiento (1) y de endurecimiento muy bajo (2) tras el límite de fluencia.
Para materiales con punto de fluencia y consecuente caída de la tensión, por el contrario, la resistencia a la tracción corresponde a la tensión en el punto de fluencia.
Otros valores característicos para la evaluación de las propiedades de rigidez
Para evaluar las propiedades de rigidez, se determinan, además de la resistencia a la tracción también los límites de fluencia superior e inferior y los límites elásticos, así como las resistencias a la rotura o al desgarro.
Por límite de fluencia se entiende la tensión en la transición de deformación elástica a deformación plástica. Es el concepto genérico para límite de elasticidad, límite superior e inferior de fluencia (ensayo de tracción), límite de aplastamiento o de recalcado (ensayo de compresión), límite de flexión (ensayo de flexión) o límite de torsión (ensayo de torsión).
Loslímites elásticos, en cambio, son tensiones que contienen un determinado alargamiento remanente o bien un alargamiento total. Se utilizan en los metales para identificar la transición constante de la zona elástica a la zona plástica.
Límite de fluencia es un término común en la reología que define el valor de tensión, a partir del cual empieza a fluir un material (especialmente, los plásticos). La fluidez, se caracteriza por la deformación plástica, irreversible, que se produce en el material al superarse el límite de fluencia.
Tras alcanzar la fuerza máxima Fm, en muchos materiales con deformación creciente, la fuerza, y con ello la tensión nominal, desciende hasta la rotura o desgarro de la probeta. La fuerza de rotura relativa al área de la sección inicial también se denomina Resistencia a la rotura o al desgarro. Es un valor característico importante, especialmente en los plásticos. En materiales metálicos frágiles, elastómeros o plásticos duros sin límite de fluencia o punto de fluencia, la resistencia al desgarro corresponde a la resistencia a la tracción.
Ejemplos de valores de resistencia a la tracción en materiales metálicos
| Nombre del material | N.º material | Denom. antigua | Rm | Rp0,2 |
|---|---|---|---|---|
| S235JR | 1.0037 | St37-2 | 360 | 235 |
| S275JR | 1.0044 | St44-2 | 430 | 275 |
| S355J2G3 | 1.0570 | St52-3N | 510 | 355 |
| C22E | 1.1151 | Ck22 | 500 | 340 |
| 28Mn6 | 1.1170 | 28Mn6 | 800 | 590 |
| C60E | 1.1221 | 850 | 580 | |
| X20Cr13 | 1.4021 | 750 | 550 | |
| X17CrNi16-2 | 1.4057 | 750 | 550 | |
| X5CrNi18-10 | 1.4301 | V2A | 520 | 210 |
| X2CrNiMo17-12-2 | 1.4404 | V4A | 520 | 220 |
| X2CrNiMoN17-13-3 | 1.4429 | 580 | 295 | |
| 30CrNiMo8 | 1.6580 | 1250 | 1050 | |
| 34CrMo4 | 1.7220 | 34CrMo4 | 1000 | 800 |
| 42CrMo4 | 1.7225 | 1100 | 900 | |
| S420N | 1.8902 | StE420 | 520 | 420 |
Preguntas frecuentes sobre la resistencia a la tracción
La resistencia a la tracción es el esfuerzo de tracción máximo que puede soportar un material antes de que se produzca una deformación permanente o una fractura La resistencia a tracción es, por tanto, un valor característico relevante para evaluar las propiedades de resistencia de un material. Cuanto mayor sea la resistencia a tracción de un material, más resistente será ante las fuerzas de tracción.
La resistencia a tracción suele medirse en megapascales (MPa) o newtons por milímetro cuadrado (N/mm²). Indica cuánta fuerza por unidad de superficie se necesita para estirar o desgarrar un material.
La resistencia a tracción se calcula a partir de la fuerza máxima Fm de tracción alcanzada y del área de la sección de probeta en el inicio del ensayo:
Resistencia a la tracción Rm = fuerza máxima de tracción Fm / área de sección de la probeta S0
La resistencia a la tracción se indica en MPa (Megapascal) o en N/mm².