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Resistencia a la tracción

¿Qué indica la resistencia a la tracción?

La resistencia a la tracción Rm (tb. 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.

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). 
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 de tracción:
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.

Resistencia a la tracción en diferentes materiales

La imagen de la derecha muestra ejemplos de diferentes materiales, con sus curvas y sus resistencias a la tracción, representados en el diagrama de tensión-deformación Rm.

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).

Los límites 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

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