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Límite fluencia, superior e inferior

¿Qué describe el límite de fluencia?

El límite de fluencia Re (yield strength) es un valor característico del material que se determina a través del ensayo de tracción (p. ej. en la norma ISO 6892 (para metales) o en la norma  ISO 527 (para plásticos y composites). El límite de fluencia se indica en  MPa (Megapascal) o en N/mm².

A menudo, se puede determinar un  límite superior de fluencia ReH y un límite inferior de fluencia ReL.

El límite superior de fluencia define la tensión a partir de la cual no se produce deformación plástica en un material bajo carga de tracción. El material se deforma, pero tras retirar la tensión de tracción, vuelve a su forma original. Al superar el límite de fluencia superior, empieza la deformación plástica, es decir, permanente; en el ensayo de tracción la probeta se extiende de forma irreversible.

A partir del límite de fluencia Re y de la resistencia a la tracción Rm, se puede calcular la relación de límites de fluencia: 
Re / Rm

La relación de límites de fluencia es una medida de endurecimiento por deformación (strain hardening) hasta la resistencia a la tracción. Con ella, la relación de límites de fluencia indica el margen de tensión de tracción existente para una construcción hasta que se produce la falla del material.

A menudo, el límite de fluencia no es pronunciado en algunos materiales y, por ello, no se puede determinar claramente en el ensayo de tracción. En estos casos, se determinan los denominados límites de fluencia alternativos o límites elásticos. Generalmente, el límite elástico se determina a un 0,2 % de deformación plástica, por ello también se indica el valor con Rp 0,2.

Límite superior de fluencia ReH

Se denomina límite superior de fluencia ReH a la tensión máxima antes de la primera caída notoria. A partir de este punto, empieza la deformación plástica del material. Cuando los límites de fluencia son muy pronunciados, empieza a fluir el material, mientras la tensión retrocede ligeramente, pero la deformación sigue en aumento. La tensión de tracción más baja durante la fluidez, corresponde al límite de fluencia inferior ReL. Este efecto se produce únicamente en aceros sin alear o aceros de baja aleación.

El límite superior de fluencia es la tensión máxima de tracción antes de la fluencia y está definido en la norma ISO 6892-1 para metal de la siguiente forma: Tras alcanzar la tensión máxima, debe producirse una reducción de tensión de mín. 0,5 % y una posterior fluencia de mín. 0,05 % sin que la tensión de tracción vuelva a superar el límite superior de fluencia.

Cálculo del límite superior de fluencia

El límite superior de fluencia ReH se determina a partir del diagrama de tensión-deformación del ensayo de tracción:

El límite de fluencia superior ReH = fuerza máxima en límite de fluencia superior FeH / sección inicial de la probeta S0

Límite inferior de fluencia ReL

El límite inferior de fluencia ReL es la tensión mínima en la zona de fluencia del material a continuación del límite superior de fluencia ReH, donde aparecen oscilaciones (p. ej. por la variación de fuerza) que no se deben tener en cuenta.

En caso de no detectar ningún límite superior de fluencia (la caída de fuerza es inferior a 0,5 %) o de que la fluencia se produzca a una fuerza más o menos constante en un rango amplio, este valor de tensión se denomina solo límite de fluencia Re.

Cálculo del límite inferior de fluencia

El límite inferior de fluencia ReL se determina a partir del diagrama de tensión-deformación del ensayo de tracción: 

El límite de fluencia inferior ReL = fuerza en límite de fluencia inferior FeL / sección inicial de la probeta S0

¿Qué es el límite de fluencia mínimo?

El límite de fluencia mínimo es, por un lado, el valor del límite de fluencia mínimo alcanzado de forma estable o superado para un determinado material con el tratamiento térmico correspondiente y, por otro, un valor máximo de tensión de tracción, que debe tomarse como base para la construcción de componentes y estructuras portantes, con el fin de evitar de forma segura una deformación permanente para el uso previsto de los componentes y las estructuras portantes.

Para el proveedor del material, el límite de fluencia mínimo será el valor mínimo que deberá alcanzarse y, para el usuario del material, el valor máximo que no deberá superar en la construcción.

¿Qué significa el límite de fluencia en el acero?

El límite de fluencia significa el fin de la zona elástica del material y el inicio de la zona plástica. Eso significa que al superar el límite de fluencia, el material se deformará de forma permanente, irreversible.

Por lo general, los componentes y las construcciones ya no podrán usarse de forma segura, aunque el límite de fluencia solo se supere de forma local o parcial.

¿Qué es el límite elástico Rp0,2?

En el ensayo de tracción uniaxial, el límite elástico Rp0,2 es la tensión de tracción, en la que la deformación plástica con extensómetro corresponde a un porcentaje de la longitud de medición del extensómetro de 0,2 %.

Los materiales laminados o estampados en frío tienen un límite elástico pronunciado. Generalmente, se determina e indica un límite elástico de 0,2 % (Rp0,2) para estos materiales. Este límite elástico de 0,2 % siempre se puede determinar claramente en el diagrama de tensión-deformación (que no es siempre el caso con el límite superior de fluencia).

El límite elástico de 0,2 % es la tensión, a la que la probeta ha experimentado a una deformación plástica, irreversible, de 0,2 % (relativa a longitud inicial de la probeta).

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