¿Alguna vez se ha preguntado cuáles son las propiedades mecánicas de los distintos metales? En este artículo profundizamos en la resistencia al cizallamiento, la resistencia a la tracción y otras características clave de diversos metales férreos y no férreos. Obtenga información de ingenieros y metalúrgicos experimentados para ampliar sus conocimientos y tomar decisiones más informadas a la hora de seleccionar metales para sus proyectos.
Para satisfacer las necesidades de nuestros lectores, hemos elaborado una tabla de propiedades mecánicas de una serie de metales ferrosos y no ferrosos.
Lectura relacionada: Metales ferrosos y no ferrosos
Material | Grado | Material Estado | Cizalla Fuerza τ (MPa) | Tracción Fuerza σb (MPa) | Alargamiento σs (%) | Rendimiento Fuerza δ (MPa) | Elástico Módulo Е (MPa) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Hierro puro industrial para electricistas C>0,025 | DT1 DT2 DT3 | recocido | 180 | 230 | 26 | - | |
Acero al silicio eléctrico | D11 D12 D21 D31 D32 D370 D310~340 S41~48 | recocido | 190 | 230 | 26 | - | |
Acero al carbono ordinario | Q195 | sin recocido | 260~320 | 315~390 | 28~33 | 195 | |
Q215 | 270~340 | 335~410 | 26~31 | 215 | |||
Q235 | 310~380 | 375~460 | 21~26 | 235 | |||
Q255 | 340~420 | 410~510 | 19~24 | 255 | |||
Q275 | 400~500 | 490~610 | 15~20 | 275 | |||
Acero al carbono para herramientas | 08F | recocido | 220~310 | 280~390 | 32 | 180 | |
10F | 260~360 | 330~450 | 32 | 200 | 190000 | ||
15F | 220~340 | 280~420 | 30 | 190 | |||
08 | 260~340 | 300~440 | 29 | 210 | 198000 | ||
10 | 250~370 | 320~460 | 28 | - | |||
15 | 270~380 | 340~480 | 26 | 280 | 202000 | ||
20 | - | 280~400 | 360~510 | 35 | 250 | 21000 | |
25 | 320~440 | 400~550 | 34 | 280 | 202000 | ||
30 | 360~480 | 450~600 | 22 | 300 | 201000 | ||
35 | 400~520 | 500~650 | 20 | 320 | 201000 | ||
40 | 420~540 | 520~670 | 18 | 340 | 213500 | ||
45 | 440~560 | 550~700 | 16 | 360 | 204000 | ||
50 | normalizado | 440~580 | 550~730 | 14 | 380 | 220000 | |
55 | 550 | ≥670 | 43 | 390 | - | ||
60 | 550 | ≥700 | 12 | 410 | 208000 | ||
65 | 600 | ≥730 | 10 | 420 | - | ||
70 | 600 | ≥760 | 9 | 430 | 210000 | ||
T7~T12 T7A~T12A | recocido | 600 | 750 | 10 | - | - | |
T8A | endurecido en frío | 600~950 | 750~1200 | - | - | - | |
Acero al carbono de alta calidad | 10Mn | recocido | 320~460 | 400~580 | 22 | 230 | 211000 |
65Mn | 600 | 750 | 12 | 400 | 21000 | ||
Acero estructural aleado | 25CrMnSiA 25CrMnSi | recocido a baja temperatura | 400~560 | 500~700 | 18 | 950 | - |
30CrMnSiA 30CrMnSi | 440~600 | 550~750 | 16 | 1450 850 | - | ||
Acero para muelles de calidad | 60Si2Mn 60Si2MnA 65SiWA | recocido a baja temperatura | 720 | 900 | 10 | 1200 | 200000 |
endurecido en frío | 640~960 | 800~1200 | 10 | 1400 1600 | - | ||
Acero inoxidable | 1Cr13 | recocido | 320~380 | 400~470 | 21 | 420 | 210000 |
2Cr13 | 320~400 | 400~500 | 20 | 450 | 210000 | ||
3Cr13 | 400~480 | 500~600 | 18 | 480 | 210000 | ||
4Cr13 | 400~480 | 500~600 | 15 | 500 | 210000 | ||
1Cr18Ni19 2Cr18Ni19 | tratado térmicamente | 460~520 | 580~640 | 35 | 200 | 200000 | |
laminado, endurecido en frío | 800~880 | 1000~1100 | 38 | 220 | 200000 | ||
1Cr18Ni9Ti | Reblandecido con tratamiento térmico | 430~550 | 540~700 | 40 | 200 | 200000 |
Grado de acero | Temperatura de calentamiento ℃ | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
200 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | |
Q195, Q215, 08, 15 | 360 | 320 | 200 | 110 | 60 | 30 |
Q235, Q255, 20, 25 | 450 | 450 | 240 | 130 | 90 | 60 |
Q275, 30, 35 | 530 | 520 | 330 | 160 | 90 | 70 |
40, 45, 50 | 600 | 580 | 380 | 190 | 90 | 70 |
Nota: Al determinar la resistencia al cizallamiento de un material, es importante tener en cuenta la temperatura de estampación, que suele ser de 150~200℃ inferior a la temperatura de calentamiento.
Material | Grado | Estado del material | Resistencia al cizallamiento τ (MPa) | Resistencia a la tracción σb (MPa) | Alargamiento σs (%) | Rendimiento Fuerza δ (MPa) | Elástico Módulo Е (MPa) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Aluminio | 1070A 1050A 1200 | Recocido | 80 | 75~110 | 25 | 50~80 | 72000 |
Endurecido en frío | 100 | 120~150 | 4 | 120~240 | |||
Aleaciones de aluminio y manganeso | 3A21 | Recocido | 70~100 | 110~145 | 19 | 50 | 71000 |
Semifrío endurecido | 100~140 | 155~200 | 13 | 130 | |||
Aleación de aluminio y magnesio Aleación de aluminio, magnesio y cobre | SA02 | Recocido | 130~160 | 180~230 | - | 100 | 70000 |
Semifrío endurecido | 160~200 | 230~280 | 210 | ||||
Aleación de aluminio-magnesio-cobre de alta resistencia | 7A04 | Recocido | 170 | 250 | - | - | - |
Endurecido y envejecido artificialmente | 350 | 500 | 460 | 70000 | |||
Aleación de magnesio y manganeso | MB1 MB8 | Recocido | 120~140 | 170~190 | 3~5 | 98 | 43600 |
Recocido | 170~190 | 220~230 | 12~24 | 140 | 40000 | ||
Endurecido en frío | 190~200 | 240~250 | 8~10 | 160 | |||
Aluminio rígido | 2Al12 | Recocido | 105~150 | 150~215 | 12 | - | - |
Endurecido con el envejecimiento natural | 280~310 | 400~440 | 15 | 368 | 72000 | ||
Endurecido en frío después del endurecimiento | 280~320 | 400~460 | 10 | 340 | |||
Cobre puro | T1 T2 T3 | Suave | 160 | 200 | 30 | 70 | 108000 |
Duro | 240 | 300 | 3 | 380 | 130000 | ||
Latón | H62 | Suave | 260 | 300 | 35 | 380 | 100000 |
Semiduro | 300 | 380 | 20 | 200 | - | ||
Duro | 420 | 420 | 10 | 480 | - | ||
Latón | H68 | Suave | 240 | 300 | 40 | 100 | 110000 |
Semiduro | 280 | 350 | 25 | - | |||
Duro | 400 | 400 | 15 | 250 | 115000 | ||
Latón de plomo | HPb59-1 | Suave | 300 | 350 | 25 | 142 | 93000 |
Duro | 400 | 450 | 5 | 420 | 105000 | ||
Latón manganeso | HMn58-2 | Suave | 340 | 390 | 25 | 170 | 100000 |
Semiduro | 400 | 450 | 15 | - | |||
Duro | 520 | 600 | 5 | ||||
Bronce al estaño-fósforo Estaño-Zinc-Bronce | QSn4-4-2,5 QSn4-3 | Suave | 260 | 300 | 38 | 140 | 100000 |
Duro | 480 | 550 | 3~5 | ||||
Extra-duro | 500 | 650 | 1~2 | 546 | 124000 | ||
Bronce de aluminio | QAl17 | Recocido | 520 | 600 | 10 | 186 | - |
Sin recocido | 560 | 650 | 5 | 250 | 115000~130000 | ||
Bronce de aluminio y manganeso | QAl9-2 | Suave | 360 | 450 | 18 | 300 | 92000 |
Duro | 480 | 600 | 5 | 500 | - | ||
Bronce al silicio-manganeso | QBi3-1 | Suave | 280~300 | 350~380 | 40~45 | 239 | 120000 |
Duro | 480~520 | 600~650 | 3~5 | 540 | - | ||
Extra-duro | 560~600 | 700~750 | 1~2 | - | - | ||
Bronce al berilio | QBe2 | Suave | 240~480 | 300~600 | 30 | 250~350 | 117000 |
Duro | 520 | 660 | 2 | 1280 | 132000~141000 | ||
Cuproníquel | B19 | Suave | 240 | 300 | 25 | - | - |
Duro | 360 | 450 | 3 | ||||
Alpaca | BZn15-20 | Suave | 280 | 350 | 35 | 207 | - |
Duro | 400 | 550 | 1 | 486 | 126000~140000 | ||
Extra-duro | 520 | 650 | - | ||||
Níquel | Ni-3~Ni-5 | Suave | 350 | 400 | 35 | 70 | - |
Duro | 470 | 550 | 2 | 210 | 210000~230000 | ||
Plata alemana | BZn15-20 | Suave | 300 | 350 | 35 | - | - |
Duro | 480 | 550 | 1 | ||||
Extra-duro | 560 | 650 | 1 | ||||
Zinc | Zn-3~Zn-6 | - | 120~200 | 140~230 | 40 | 75 | 80000~130000 |
Plomo | Pb-3~Pb-6 | - | 20~30 | 25~40 | 40~50 | 5~10 | 15000~17000 |
Estaño | Sn1~Sn4 | - | 30~40 | 40~50 | - | 12 | 41500~55000 |
Aleación de titanio | TA2 | Recocido | 360~480 | 450~600 | 25~30 | - | - |
TA3 | 440~600 | 550~750 | 20~25 | ||||
TA5 | 640~680 | 800~850 | 15 | 800~900 | 104000 | ||
Aleación de magnesio | MB1 | Estado frío | 120~140 | 170~190 | 3~5 | 120 | 40000 |
MB8 | 150~180 | 230~240 | 14~15 | 220 | 41000 | ||
MB1 | Precalentamiento 300°C | 30~50 | 30~50 | 50~52 | - | 40000 | |
MB8 | 50~70 | 50~70 | 58~62 | - | 41000 | ||
Plata | - | - | - | 180 | 50 | 30 | 81000 |
Aleación fungible | Ni29Co18 | - | 400~500 | 500~600 | - | - | - |
Cobre constantan | BMn40-1,5 | Suave | - | 400~600 | - | - | - |
Duro | - | 650 | - | - | - | ||
Tungsteno | - | Recocido | - | 720 | 0 | 700 | 312000 |
Sin recocido | - | 1491 | 1~4 | 800 | 380000 | ||
Molibdeno | - | Recocido | 20~30 | 1400 | 20~25 | 385 | 280000 |
Sin recocido | 32~34 | 1600 | 2~5 | 595 | 300000 |
Aquí tienes información sobre la resistencia al cizallamiento de varios metales:
Siguiendo con la información sobre la resistencia al cizallamiento de los metales no férreos que figura en la sección "Propiedades mecánicas de los metales Chart" en MachineMfg.com:
Esta exhaustiva lista abarca una amplia gama de metales y proporciona información esencial para aplicaciones en las que la resistencia al cizallamiento es un factor crítico. Esta información es crucial para ingenieros y diseñadores a la hora de seleccionar los materiales adecuados para diversas aplicaciones en función de los requisitos de resistencia al cizallamiento.
Las normas internacionales para las pruebas de resistencia al cizallamiento del acero abarcan las series ASTM e ISO. En Estados Unidos se utilizan varias normas ASTM para medir la resistencia al cizallamiento, como ASTMB831, D732, D4255, D5379 y D7078. En el ámbito internacional, las normas ISO para ensayos de resistencia al cizallamiento incluyen ISO3597, 12579 y 14130. Además, existe la norma ISO 10123, que es específica para el acero.
Por lo tanto, las principales normas internacionales para los ensayos de resistencia al cizallamiento del acero son las correspondientes a las series ASTM e ISO.
Las diferencias en la resistencia al cizallamiento entre el acero 45# y el acero Q235 en aplicaciones prácticas y sus causas reflejan principalmente en sus composiciones químicas, propiedades mecánicas y escenarios aplicables.
En primer lugar, en términos de composición química, el acero Q235 es un acero bajo en carbono, con un contenido de carbono en torno a 0,2%, mientras que el acero 45# es un acero de carbono medio, con un contenido de carbono de aproximadamente 0,45%. Estas diferencias en la composición química provocan variaciones en el rendimiento de los dos tipos de acero.
En segundo lugar, en lo que respecta a las propiedades mecánicas, el límite elástico del acero Q235 es de unos 235 MPa, mientras que el del acero 45# es superior, llegando hasta los 355 MPa. Esto indica que el acero 45# tiene una mayor capacidad para resistir pequeñas deformaciones plásticas, lo que significa que tiene mayor resistencia y dureza. Además, el esfuerzo de cizalladura admisible del acero Q235 es de 98 MPa, mientras que el rango de resistencia a la cizalladura del material Q235 es de 141 a 188 MPa, lo que demuestra aún más el rendimiento a la cizalladura relativamente más débil del acero Q235.
Por último, dado que el acero 45# puede mejorar su resistencia y dureza tras el tratamiento térmico mediante temple, es más adecuado para escenarios que requieren gran capacidad de carga y buena resistencia al desgaste, como la fabricación de piezas mecánicas. Por el contrario, debido a su mayor plasticidad y menor resistencia, el acero Q235 es más adecuado para procesos de estirado y laminado, como la fabricación de perfiles, chapas, etc.