El comportamiento mecánico es la conducta que presentan las propiedades de los materiales al ser sometidas a fuerzas mecánicas externas que tienden a alterar su capacidad de equilibrio; estas propiedades contienen varios módulos complementarios: conductividad, densidad, resistencia, elasticidad, ductilidad, dureza y diferentes medidas de resistencia. Fundamentalmente, se mencionan tres tipos de propiedades/cualidades: las volumétricas, las térmicas y las físicas. Es de destacar, que el comportamiento mecánico de los materiales y su inmediata evolución, se encuentra dentro de la estructura de las propiedades del material.
En el proceso de fabricación de un producto, normalmente se aplican fuerzas que exceden la deformación del material con el fin de alterar su forma para obtener la que se necesita. Para tal fin se utilizan procedimientos mecánicos que desarrollan las fuerzas que exceden la resistencia del material durante la deformación; asimismo se realizan pruebas de tensión y de compresión.
El nexo metálico es el elemento mecánico que vincula la estructura atómica en los metales puros y sus combinaciones e implica el compartimiento de electrones del manto exterior con la inclusión de todos los átomos para crear un estrato de electrones que abarque al bloque entero.
Este estrato suministra las fuerzas que se necesitan para mantener unidos a los átomos, cuya intención es formar una estructura rígida y fuerte en la mayoría de los casos. Debido a la manera en que se distribuyen los electrones y a la autonomía que tienen los mismos para trasladarse dentro del metal, el vínculo y/ o nexo metálico permite una conductividad eléctrica regular, buena conducción del calor y una buena deformación plástica.
Propiedades o Cualidades Volumétricas
Las propiedades volumétricas se relacionan con la capacidad de los sólidos y la forma en que les afecta el estar sometidos a ciertos grados de temperatura.
Dentro de estas propiedades, la densidad es una consideración importante al momento de elegir un material para un proceso de aplicación determinada, la resistencia también es sustancial; frecuentemente las dos propiedades incluso, se relacionan por una razón de resistencia a peso, que viene a ser la resistencia a la tensión del material dividida entre su densidad.
Por otro lado, la expansión es el calificativo que se le da al efecto térmico que produce la temperatura sobre la densidad (variación de longitud por grado de temperatura). En las operaciones de elaboración de un producto, la expansión térmica cumple una función de ajuste por retracción y en la fusión de materiales una función de ajuste por expansión.
En los que un elemento se calienta para incrementar su tamaño o se enfría para reducirlo con la finalidad de permitir su inclusión en otro material; cuando el material vuelve a su estado térmico normal, se obtiene un acoplamiento durante el ensamblaje con ajustes muy estrechos.
Propiedades o Cualidades Térmicas
Las propiedades térmicas cumplen una función muy importante en la elaboración de un producto, debido a que durante su procesamiento es común que se genere calor excesivo. En algunos procesos, el calor es la fuerza que ejecuta el proceso; en otros, el calor se origina como consecuencia del tratamiento que sufre el material.
La conductividad térmica funciona para dispersar el calor en los procesos de elaboración de productos, que algunas veces resulta beneficioso y otras no. En los procesos mecánicos en los que se utilizan golpes, calor y presión (forjado) y la remoción de excesos (maquinado el material), la mayor parte de la potencia que se necesita para operar el proceso, se transforma en calor.
Existen procesos, en los que es indispensable que el material y las herramientas de trabajo, tengan la magnitud que se requiere para transferir el calor.
Es importante destacar que; que el incremento de la conductividad térmica del metal no es recomendable en los procesos de soldadura por fusión, como sucede con la soldadura por arco eléctrico; en estos procedimientos, la entrada de calor debe concentrarse en el sitio de la junta de manera que el metal pueda fundirse.
Tipos de fuerzas “esfuerzo-deformación” que se aplican: se menciona la existencia de tres tipos de esfuerzos estáticos de deformación a los que se someten los materiales: tensión, compresión y cortante.
Las fuerzas que se aplican de tensión, dilatan o estiran el material; los esfuerzos de comprensión tienden a compactarlo y las fuerzas cortantes, son las que determinan las distintas tensiones que tienen la propensión característica de ocasionar que; algunas porciones contiguas del material se evadan una a la otra. Ahora bien, la curva esfuerzo-deformación es la relación fundamental que describe las propiedades mecánicas para los tres tipos de fuerzas.
Propiedades o Cualidades Físicas
Dentro de las propiedades físicas, se encuentran las propiedades volumétricas, térmicas, eléctricas y electroquímica. La composición natural “física” de un producto, debe contener y suministrar algo más que la cualidad de soportar distintos tipos de fuerzas o esfuerzos; debe, por lo tanto, posibilitar el paso fluido de la electricidad o imposibilitar su transmisión, permitir la transferencia de calor o su escape, transmitir la luz o interrumpir su transmisión, y ofrecer muchas respuestas a través de otras funciones.
Definir las propiedades físicas de un material, es de suma importancia en la elaboración de un producto, porque su influencia es determinante en el rendimiento del proceso.
