Metales Ferrosos

Las tablas siguientes muestran los valores del módulo de Young (módulo de elasticidad) y coeficiente de Poisson a temperatura ambiente para varios metales ferrosos utilizados en ingeniería.

Las propiedades están expresadas in valores promedio que pueden variar significativamente en dependencia del procesamiento y calidad del material. Los valores exactos pueden ser obtenidos mediante los Sistemas Sonelastic® de ensayo no destructivo, tanto a temperatura ambiente como en función de la temperatura y el tiempo.

Hierro fundido

Material Módulo de elasticidad Coeficiente de Poisson
GPa 106 psi
Hierro fundido
Hierro gris, grado G1800: 66-97 9.6-14 0.26
Hierro gris, grado G4000: 110-138 16-20 0.26
Hierro dúctil, grado 60-40-18: 169 24.5 0.29
Hierro dúctil, grado 80-55-06: 168 24.4 0.31
Hierro dúctil, grado 120-90-02: 164 23.8 0.28
Valores sólo para referencia. Para valores exactos, caracterice el material utilizando los Sistemas Sonelastic® .

Principales aplicaciones:
- Grado G1800: aplicado donde la resistencia no es crítica.
- Grado G4000: bloques y pistones de motores.
- Grado 60-40-18: piezas que trabajan bajo presión, como válvulas y bombas.
- Grado y Clases 80-55-06 120-90-02: Engranajes y componentes de alta resistencia.

Los hierros grises tienen un alto amortiguamiento, lo cual es una característica deseable para piezas y estructuras sujetas a vibración, y alta resistencia al desgaste a pesar de ser frágiles. Además, es uno de los materiales metálicos más baratos. Los hierros nodulares son más dúctiles y resistentes que los grises y tienen propiedades similares al acero.

El control de calidad y evaluación de la nodularidad puede ser realizado mediante la medición del amortiguamiento y la vibración del material. El amortiguamiento y los módulos elásticos (módulo de Young, modulo de cizallamiento y coeficiente de Poisson) pueden ser caracterizados simultáneamente y con precisión por los Sistemas Sonelastic® de ensayo no destructivo, tanto a temperatura ambiente como en función de la temperatura y el tiempo.

El conocimiento de los valores exactos es vital para la optimización del uso de los materiales y la confiabilidad de simulaciones mediante elementos finitos. La caracterización de los módulos Elásticos y el amortiguamiento es utilizada también en la ingeniería de nuevas variaciones de esos materiales.

Aceros comunes y aceros de baja aleación

Material Módulos de elasticidad Coeficiente de Poisson
GPa 106 psi
Acero inoxidable
Acero inoxidable 304: 193 28 0.30
Acero inoxidable 316 y 316L: 193 28 0.30
Acero inoxidable 440 A: 200 29 0.30
Acero inoxidable 17-7PH: 204 29.5 0.30
Valores sólo para referencia. Para valores exactos, caracterice el material utilizando los Sistemas Sonelastic® .

Principales aplicaciones:
- Acero inoxidable 304: equipos para la industria alimentaria.
- Acero inoxidable 316 y 316L: equipos con demanda de soldados de alta confiabilidad.
- Acero inoxidable 440 A: artículos de cuchillería, instrumentos quirúrgicos y rodamientos.
- Acero inoxidable 17-7PH: muelles de acero inoxidable.

Procesos de conformado aplicados a estos materiales aumentan los módulos elásticos y el amortiguamiento, que puede ser caracterizados con precisión por los Sistemas Sonelastic® de ensayo no destructivo tanto a temperatura ambiente como a bajas y altas temperaturas y/o tiempo de cura. El conocimiento de los valores exactos es vital para la optimización del uso de los materiales y la confiabilidad de simulaciones mediante elementos finitos. La caracterización de los módulos Elásticos y el amortiguamiento es utilizada también en la ingeniería de nuevas variaciones de esos materiales.


Referencias

ASM Handbooks, Vol. 1 and 2, Engineered Materials Handbook, Vol. 1 and 4, Metals Handbook: Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Pure Metals, Vol. 2, 9th edition, and Advance Materials and Processes, Vol. 146, No.4, ASM International, Materials Park, OH.


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