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Aceros resistentes a la fluencia

Definición

Principalmente la fluencia se refiere al límite elástico del acero que es la cantidad de tensión que debe soportar una pieza de este material para conseguir una deformación plástica. Por su parte, el límite elástico se comprende como la mayor frecuencia como el punto en el que se ha producido una desviación medible de 0,2 en el acero. Se puede aumentar por medio de tratamientos térmicos o mezclando otros materiales con el acero para crear una aleación de acero.

El límite de fluencia es el nivel en el que comienza el fenómeno conocido como fluencia, que consiste en un alargamiento rápido sin que varíe la tensión aplicada en un ensayo de tracción. Los aceros se comportan elásticamente al seguir la ley de Hooke, y por tanto se puede definir el módulo de Young. También, indica la tensión que soporta una probeta del ensayo de tracción en el momento de producirse el fenómeno de fluencia. Este fenómeno se presenta en el espacio de transición entre las deformaciones elásticas y plásticas y se caracteriza por un rápido incremento de la deformación sin que se incremente la carga aplicada.

Acero Resistente a la Fluencia

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Procedimiento para determinar la fluencia del acero

El límite elástico de un material se determina en un laboratorio a través de una prueba de tensión. Primero, se realiza una variedad de pruebas las cuales se someten a tensión. En el momento en el que se produce la deformación plástica se registra para cada muestra. Posteriormente, las medidas se promedian para determinar el límite elástico del material medido en libras por pulgada cuadrada (psi). Cabe mencionar que si se somete a más tensión luego de que haya alcanzado su límite elástico, el material se enfrentará a un punto de fractura y se romperá.

El límite elástico del acero y otras propiedades del acero se determina conforme a su porcentaje de carbono. En tanto, al integrar otros elementos como el cobre, plomo y manganeso también puede intervenir en los resultados del límite elástico del acero. 

De igual manera, los tratamientos térmicos también pueden afectar el límite elástico del acero. Dado a que la finalidad de un tratamiento térmico es fortalecer o ablandar el metal. Calentar y enfriar el metal a temperaturas específicas a velocidades controladas cambia la estructura cristalina del mismo. La estructura cristalina es uno de los principales factores que determinan la resistencia del metal.

La forma de definir el límite de fluencia, es variada de acuerdo al tipo de acero. La mayoría de los aceros laminados en caliente, su límite de fluencia se define claramente y en ello se puede encontrar un límite superior y límite  inferior. Sin embargo, se tiene que saber que en algunos aceros no hay límite de fluencia. En los aceros forjados en frío no se presenta límite de fluencia convencional, sino que se fija en donde la curva esfuerzo. La deformación cambia de pendiente en forma considerable.

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Prueba de tensión.
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Límite de fluencia en el acero

A grandes rasgos, los diferentes elementos con los que se pueden crear aleaciones junto con el hierro buscan obtener características específicas que faciliten el uso del acero en las diferentes industrias que dependen del uso de este material para desempeñar sus actividades u ofrecer servicios. Estos valores definen que el acero debe contar con templabilidad, resistencia mecánica, dureza, tenacidad, resistencia al desgaste, y soldabilidad.

Los elementos que más se usan junto al hierro para obtener mejores características son: aluminio, boro, cobalto,cromo, molibdeno, nitrógeno, níquel, plomo, silicio, titanio, wolframio, vanadio y niobio. Cada uno de ellos aporta características más fuertes a la aleación de acero, dándole uso para crear aceros estructurales, automotrices, antioxidantes, aceros rápidos (que sean más sencillos de cortar), o para aumentar su tenacidad y capacidad para ser soldado. 

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