Diferencia principal – límite elástico frente a resistencia a la tracción
En ingeniería de materiales, el límite elástico y la resistencia a la tracción son dos propiedades que pueden utilizarse para caracterizar un material. La principal diferencia entre el límite elástico y la resistencia a la tracción es que el límite elástico es la tensión mínima bajo la cual un material se deforma permanentemente, mientras que la resistencia a la tracción describe la tensión máxima que un material puede soportar antes de romperse.
Características de tensión – deformación de un material
Cuando un material sólido no experimenta ninguna fuerza externa, todas las moléculas que lo componen están vibrando alrededor de sus posiciones de equilibrio. Esta es la configuración de menor energía para las moléculas, y si se alejan de sus posiciones de equilibrio, las moléculas intentarán volver a sus posiciones de equilibrio. Técnicamente, la tensión es una medida de estas fuerzas intermoleculares. Si el material no está sometido a una aceleración, las fuerzas intermoleculares deberían estar equilibradas por las fuerzas externas que actúan sobre el material. Por lo tanto, podemos obtener una indicación de la tensión midiendo las fuerzas externas que actúan sobre el objeto. La tensión () en un objeto viene dada por la fuerza externa sobre el objeto dividida por el área de la sección transversal de la muestra de un material.
Cuando un objeto está bajo tensión, sufre una deformación. La deformación es una medida que da el cambio de longitud de un objeto dividido por la longitud original. La deformación suele recibir el símbolo . Si sometemos una muestra de material a diferentes niveles de tensión, medimos las deformaciones correspondientes y elaboramos un gráfico de tensión frente a deformación, obtenemos lo que se denomina curva tensión-deformación, que es la curva característica de un determinado material. El siguiente gráfico muestra la curva tensión-deformación para un material dúctil típico como el acero:
Curva tensión-deformación para un material dúctil
¿Qué es el límite elástico
Cuando se aumenta lentamente la tensión sobre un material, se puede ver que la deformación aumenta en proporción al principio. Si se elimina la fuerza que causa la tensión en el material, entonces el material volvería a su forma original. Cuando un material es capaz de hacer esto, decimos que el material es elástico (piensa en una goma elástica). Si la tensión en el material sigue aumentando, el material acabará llegando a un punto en el que se deformará tanto que, incluso cuando se eliminen las fuerzas de deformación, el material no podrá volver a su forma original. La tensión a la que un material deja de comportarse elásticamente se denomina límite elástico. Cuando el material es incapaz de volver a su forma original, decimos que el material es plástico.
Qué es la resistencia a la tracción
Supongamos que se siguen aumentando las fuerzas sobre el material más allá del límite elástico. El material sigue deformándose y, finalmente, las fuerzas entre las moléculas no pueden contrarrestar las fuerzas externas y el material se rompe. La tensión máxima que el material puede soportar antes de romperse se denomina resistencia a la tracción o resistencia final.
Cuando se observa la curva tensión-deformación anterior, la tensión parece disminuir a medida que el material sigue alargándose. Esto se debe a que las definiciones de tensión y deformación utilizadas para dibujar estos diagramas no tienen en cuenta los cambios de superficie que se producen cuando se aplican las fuerzas sobre el material. En su lugar, se supone que el área permanece constante. Este tipo de definición de la tensión que no tiene en cuenta los cambios de superficie se denomina tensión de ingeniería. Si se tiene en cuenta el cambio de área, la curva tensión-deformación muestra que, a medida que el material sigue alargándose, la tensión también aumenta. La definición de tensión que tiene en cuenta el cambio continuo del área se denomina tensión verdadera.
Diferencia entre límite elástico y resistencia a la tracción
Definición:
El límite elástico es la tensión que hace que un material pierda su comportamiento elástico.
La resistencia a la tracción es la tensión máxima que un material puede soportar antes de romperse.