Resistència a la tracció

De Viquipèdia
Salta a: navegació, cerca

La resistència a la tracció o tensió de trencament,[1][2] és la màxima tensió que un material pot suportar en ser traccionat abans que es produeixi el fenomen del necking que és quan la secció transversal de l'espècimen comença a contraure's de manera significativa.

La resistència a la tracció s'obté generalment realitzant un assaig de tracció i registrant la tensió en funció de la deformació (o allargament); el punt més elevat de la corba tensió-deformació és la resistència a la tracció.

Les tensions de trencament poques vegades són considerades en el disseny d'elements dúctils, però són molt importants en el disseny d'element fràgils. Aquestes tensions es troben tabulades per als materials més comuns.

La tensió de trencament es mesura en unitats de força per unitat de superfície. Per alguns materials no homogenis s'indica com una força o una força per unitat de gruix. En el sistema internacional, la unitat és el pascal (Pa) o ,equivalent al Pascal, Newton per metre quadrat (N/m²).


Valors típics de la resistència a la tracció[modifica]

Tensions de trencament d'alguns materials
Material Límit elàstic
(MPa)
Tensió de trencament
(MPa)
Densitat
(g/cm³)
Acer estructural ASTM acer A36 250 400 7.8
Acer al carboni 1090 250 841 7.58
Pell humana 15 20 2,2
Micro-Melt® 10 Tough Treated Tool Steel (AISI A11)[3] 5171 5205 7.45
2800 Maraging steel[4] 2617 2693 8.00
AerMet 340[5] 2160 2430 7.86
Sandvik Sanicro 36Mo logging cable Precision Wire[6] 1758 2070 8.00
Acer AISI 4130, water quenched 855 °C, 480 °C temper[7] 951 1110 7.85
Titani 11 (Ti-6Al-2Sn-1.5Zr-1Mo-0.35Bi-0.1Si), Aged[8] 940 1040 4.50
Acer, API 5L X65[9] 448 531 7.8
Acer, high strength alloy ASTM A514 690 760 7,8
Polietilè d'alta densitat (HDPE) 26-33 37 0,95
Polipropilè 12-43 19.7-80 0,91
Acer inoxidable AISI 302 - Cold-rolled 520 860 8,19
Ferro colat 4,5% C, ASTM A-48 130 200  
aliatge de "Liquidmetal" 1723 550-1600 6,1
Beril·li[10] 99,9% Be 345 448 1,84
Aliatge d'alumini[11] 2014-T6 414 483 2.8
Resina de polièster sense reforçar[12] 55    
Polyester and Chopped Strand Mat Laminate 30% E-glass[12] 100    
S-Glass Epoxy composite[13] 2358    
Aliatge d'alumini 6063-T6   248 2,63
Coure 99,9% Cu 70 220 8,92
Cuproníquel 10% Ni, 1,6% Fe, 1% Mn, balance Cu 130 350 8,94
Bronze 200 + 550 5,3
Tungstè   1510 19,25
Vidre   33[14] 2,53
E-Glass N/A 1500 for laminates,
3450 for fibers alone
2,57
S-Glass N/A 4710 2,48
Fibra de basalt[15] N/A 4840 2,7
Marbre N/A 15  
Ciment N/A 3 2,7
Fibra de carboni N/A 1600 for Laminate,
4137 for fiber alone
1,75
Fibra de carboni (Toray T1000G)[16]   6370 fibre alone 1.80
Cabell humà   380  
Bambú   350-500 0,4
Seda d'aranya 1000 1,3
Seda de Caerostris darwini[17] 1652
Seda del cuc de la seda 500   1,3
Aramid (Kevlar o Twaron) 3620 2757 1,44
UHMWPE 3447 6894 0,97
fibres UHMWPE[18][19] (Dyneema or Spectra) 2300-3500 0.97
Vectran   2850-3340  
Polibenzoxazol (Zylon)[20]   2700 1,56
Fusta de pi (paral·lela al gra)   40  
Os (costella) 104-121 130 1,6
Nylon, tipus 6/6 45 75 1,15
Adhesiu epoxi - 12 - 30[21] -
cautxú - 15  
Bor N/A 3100 2.46
Silici, monocristal·lí (m-Si) N/A 7000 2.33
carbur de silici (SiC) N/A 3440  
Sílice ultra pur[22] 4100
Safir (Al2O3) 400 at 25*C, 275 at 500*C, 345 at 1000*C 1900 3.9-4.1
Boron Nitride Nanotube N/A 33000  ?
Diamant N/A 2800 3.5
Grafè N/A 130000[23] 1.0
Cordes de nanotub de carboni  ? 3600 1.3
Colossal carbon tube N/A 7000 0.116
Nanotub de carboni (see note below) N/A 11000-63000 0.037-1.34
Compostos de nanotub de carboni N/A 1200[24] N/A

Referències[modifica]

  1. Degarmo, Black & Kohser 2003, p. 31
  2. Smith & Hashemi 2006, p. 223
  3. http://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=638937fc52ca4683bc0c3f18f54f5a24
  4. http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=de22e04486ff4598a26027abc48e6382
  5. http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=64583c8ce6724989a11e1ef598d3273d
  6. http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=c140b20b165941c7a948e782eeced4ea
  7. http://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?MatGUID=722e053100354c02a6d450d5d7646d82
  8. http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=b141bfe746f142638fdc30ac59aa306e
  9. USStubular.com
  10. Beryllium I-220H Grade 2
  11. Aluminum 2014-T6
  12. 12,0 12,1 East Coast Fibreglass Supplies: Guide to Glass Reinforced Plastics
  13. Tube Properties
  14. Material Properties Data: Soda-Lime Glass
  15. «Basalt Continuous Fibers». [Consulta: 29 desembre 2009].
  16. Toray Properties Document
  17. I Agnarsson, M Kuntner, T A Blackledge, Bioprospecting Finds the Toughest Biological Material: Extraordinary Silk from a Giant Riverine Orb Spider
  18. Tensile and creep properties of ultra high molecular weight PE fibres
  19. Mechanical Properties Data
  20. Zylon Properties Document
  21. Uhu endfest 300 epoxy: Strength over setting temperature
  22. Fols.org
  23. Lee, C. et al. «Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene». Science, 321, 5887,  2008, pàg. 385–8. 10.1126/science.1157996186357982008Sci...321..385L.
  24. IOP.org Z. Wang, P. Ciselli and T. Peijs, Nanotechnology 18, 455709, 2007.

Bibliografia[modifica]

  • Giancoli, Douglas, Physics for Scientists & Engineers Third Edition (2000). Upper Saddle River: Prentice Hall.
  • «Thread biomechanics in the two orb-weaving spiders Araneus diadematus (Araneae, Araneidae) and Uloboris walckenaerius (Araneae, Uloboridae)». Journal of Experimental Zoology, 271,  1995, pàg. 1–17. 10.1002/jez.1402710102.
  • T Follett, Life without metals
  • «Strength and Breaking Mechanism of Multiwalled Carbon Nanotubes Under Tensile Load». Science, 287, 5453,  2000, pàg. 637–640. 10.1126/science.287.5453.637106499942000Sci...287..637Y.
  • George E. Dieter, Mechanical Metallurgy (1988). McGraw-Hill, UK