Propiedades Mecánicas de los Metales

Las propiedades mecánicas de los metales definen su comportamiento cuando se les aplica una fuerza externa, lo cual es fundamental para el diseño y la fabricación de cualquier componente, desde una viga de construcción hasta un alambre delgado. Entender estos conceptos permite a los ingenieros seleccionar el material adecuado para una aplicación específica. 

La elasticidad es la capacidad de un metal para deformarse cuando se le aplica una carga y luego volver a su forma original al retirar la carga. Piensa en un resorte que se estira y se recupera. Esta propiedad es crucial para aplicaciones que requieren flexibilidad sin deformación permanente.

La resistencia, por otro lado, se refiere a la capacidad de un metal para soportar una carga antes de fallar. Se mide de varias maneras, siendo la resistencia a la tracción la más común. Esta se determina mediante el ensayo de tracción, donde una muestra del metal es estirada hasta que se rompe. La carga máxima que soporta antes de romperse es su resistencia a la tracción.

La ductilidad es la capacidad de un metal para deformarse plásticamente, o estirarse, sin romperse. Es la razón por la que el cobre puede estirarse en cables finos. Se mide por el porcentaje de elongación o la reducción de área que experimenta una muestra en un ensayo de tracción. Los metales dúctiles son ventajosos porque se deforman visiblemente antes de fallar, dando una señal de advertencia.

La dureza es la capacidad de un metal para resistir la penetración, el rayado y la abrasión. Se mide comúnmente con pruebas como la dureza Rockwell, Brinell o Vickers, donde un indentador (una punta muy dura) se presiona contra la superficie del metal. La profundidad o el tamaño de la huella resultante determina la dureza del material.

La fatiga es un fenómeno que ocurre cuando un metal es sometido a cargas repetitivas y cíclicas. Aunque la carga sea inferior a la resistencia estática del material, puede causar una falla repentina después de un gran número de ciclos. Un ejemplo clásico es doblar un clip de papel repetidamente hasta que se rompe. Para medir la fatiga, se realizan ensayos de fatiga que determinan cuántos ciclos puede soportar un material bajo una carga determinada antes de fallar.

La tenacidad es la capacidad de un metal para absorber energía y deformarse plásticamente antes de romperse, especialmente bajo cargas de impacto. Combina la resistencia y la ductilidad. Se mide con ensayos de impacto, como el ensayo Charpy, donde un péndulo golpea una muestra para medir la energía que absorbe antes de fracturarse.