Resistència a la tracció

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

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
Laminat de polièster i fil picat 30% fibra de vidre[12]	100
Compost epoxi i fibra de vidre[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
fibra de vidre E-Glass	N/A	1500 for laminates, 3450 for fibers alone	2,57
fibra de vidre 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

1. Degarmo, Black & Kohser 2003, p. 31
2. Smith & Hashemi 2006, p. 223
3. ^{[enllaç sense format]} http://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=638937fc52ca4683bc0c3f18f54f5a24
4. ^{[enllaç sense format]} http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=de22e04486ff4598a26027abc48e6382
5. ^{[enllaç sense format]} http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=64583c8ce6724989a11e1ef598d3273d
6. ^{[enllaç sense format]} http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=c140b20b165941c7a948e782eeced4ea
7. ^{[enllaç sense format]} http://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?MatGUID=722e053100354c02a6d450d5d7646d82
8. ^{[enllaç sense format]} http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=b141bfe746f142638fdc30ac59aa306e
9. «USStubular.com». Arxivat de l'original el 2010-04-08. [Consulta: 23 febrer 2013].
10. Beryllium I-220H Grade 2
11. Aluminum 2014-T6
12. «East Coast Fibreglass Supplies: Guide to Glass Reinforced Plastics». Arxivat de l'original el 2015-02-16. [Consulta: 23 febrer 2013].
13. Tube Properties
14. Material Properties Data: Soda-Lime Glass
15. «Basalt Continuous Fibers». Arxivat de l'original el 2009-12-29. [Consulta: 29 desembre 2009].
16. «Toray Properties Document». Arxivat de l'original el 2011-07-17. [Consulta: 23 febrer 2013].
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». Arxivat de l'original el 2007-06-28. [Consulta: 23 febrer 2013].
19. «Mechanical Properties Data». Arxivat de l'original el 2007-05-03. [Consulta: 23 febrer 2013].
20. Zylon Properties Document
21. Uhu endfest 300 epoxy: Strength over setting temperature
22. «Fols.org». Arxivat de l'original el 2011-07-25. [Consulta: 23 febrer 2013].
23. Lee, C. et al. «Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene». Science, 321, 5887, 2008, pàg. 385–8. Bibcode: 2008Sci...321..385L. DOI: 10.1126/science.1157996. PMID: 18635798.
24. IOP.org Z. Wang, P. Ciselli and T. Peijs, Nanotechnology 18, 455709, 2007.

Bibliografia

• Giancoli, Douglas, Physics for Scientists & Engineers Third Edition (2000). Upper Saddle River: Prentice Hall.
• Köhler, T.; Vollrath, F. «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. DOI: 10.1002/jez.1402710102.
• T Follett, Life without metals
• Min-Feng, Yu; Lourie, O; Dyer, MJ; Moloni, K; Kelly, TF; Ruoff, RS «Strength and Breaking Mechanism of Multiwalled Carbon Nanotubes Under Tensile Load». Science, 287, 5453, 2000, pàg. 637–640. Bibcode: 2000Sci...287..637Y. DOI: 10.1126/science.287.5453.637. PMID: 10649994.
• George E. Dieter, Mechanical Metallurgy (1988). McGraw-Hill, UK