Flujo de estrés

Valor instantáneo de la tensión necesaria para continuar deformando plásticamente un material.

En la ciencia de los materiales, la tensión de flujo , normalmente denotada como Yf ₍ o ), se define como el valor instantáneo de la tensión necesaria para continuar deformando plásticamente un material, para mantenerlo fluyendo. Se utiliza con mayor frecuencia, aunque no exclusivamente, en referencia a metales. En una curva tensión-deformación, la tensión de flujo se puede encontrar en cualquier lugar dentro del régimen plástico; Más explícitamente, se puede encontrar una tensión de flujo para cualquier valor de deformación entre el límite elástico ( ) incluido y la fractura excluyente ( ): . ${\displaystyle \sigma _{\text{f}}}$ ${\displaystyle \sigma _{\text{y}}}$ ${\displaystyle \sigma _{\text{F}}}$ ${\displaystyle \sigma _{\text{y}}\leq Y_{\text{f}}<\sigma _{\text{F}}}$

La tensión de flujo cambia a medida que avanza la deformación y generalmente aumenta a medida que se acumula la deformación debido al endurecimiento por trabajo , aunque la tensión de flujo podría disminuir debido a cualquier proceso de recuperación. En mecánica continua , la tensión de flujo para un material determinado variará con los cambios de temperatura, deformación y velocidad de deformación ; por lo tanto, se puede escribir como alguna función de esas propiedades: ^[1] ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \varepsilon }$ ${\displaystyle {\dot {\varepsilon }}}$

${\displaystyle Y_{\text{f}}=f(\varepsilon ,{\dot {\varepsilon }},T)}$

La ecuación exacta para representar la tensión de flujo depende del material particular y del modelo de plasticidad que se utilice. La ecuación de Hollomon se usa comúnmente para representar el comportamiento observado en un gráfico de tensión-deformación durante el endurecimiento por trabajo: ^[2]

${\displaystyle Y_{\text{f}}=K\varepsilon _{\text{p}}^{\text{n}}}$

Donde es la tensión de flujo, es un coeficiente de resistencia, es la deformación plástica y es el exponente de endurecimiento por deformación . Tenga en cuenta que esta es una relación empírica y no modela la relación a otras temperaturas o velocidades de deformación (aunque el comportamiento puede ser similar). ${\displaystyle Y_{\text{f}}}$ ${\displaystyle K}$ ${\displaystyle \varepsilon _{\text{p}}}$ ${\displaystyle n}$

Generalmente, elevar la temperatura de una aleación por encima de 0,5 Tm da como resultado que los mecanismos de deformación plástica sean controlados por _la sensibilidad a la velocidad de deformación, mientras que a temperatura ambiente los metales generalmente dependen de la deformación. Otros modelos también pueden incluir los efectos de los gradientes de deformación. ^[3] Independientemente de las condiciones de prueba, la tensión de flujo también se ve afectada por: composición química , pureza, estructura cristalina , constitución de fases, microestructura, tamaño de grano y deformación previa. ^[4]

La tensión de flujo es un parámetro importante en la falla por fatiga de materiales dúctiles. La falla por fatiga es causada por la propagación de grietas en materiales bajo una carga variable, generalmente una carga que varía cíclicamente. La velocidad de propagación de las grietas es inversamente proporcional a la tensión de flujo del material.

Referencias

1. Saha, P. (Pradip) (2000). Tecnología de extrusión de aluminio . Materials Park, OH: ASM Internacional. pag. 25.ISBN​ 9781615032457. OCLC  760887055.
2. Mikell P. Groover, 2007, "Fundamentos de la fabricación moderna; materiales, procesos y sistemas", tercera edición, John Wiley & Sons Inc.
3. Soboyejo, WO (2003). Propiedades mecánicas de materiales de ingeniería . Marcel Dekker. págs. 222-228. ISBN 9780824789008. OCLC  649666171.
4. "Documentos técnicos y comerciales de metales y modelado de procesos de laminador". 2014-08-26. Archivado desde el original el 26 de agosto de 2014 . Consultado el 20 de noviembre de 2019 .