Norton-DiseñodeMáquinasApéndiceE

985

Apéndice E

Las siguientes tablas contienen valores aproximados para resistencias y otras especifi-caciones de varios materiales de ingeniería recopilados de varias fuentes. En algunos casos, los datos son los valores mínimos recomendados; en otros, corresponden a un espécimen de prueba individual. Estos datos son adecuados para usarlos en los ejercicios de ingeniería contenidos en este texto; sin embargo, no se deberían considerar represen-taciones estadísticas válidas de especificaciones para cualquier aleación o material en particular. El diseñador tendría que consultar a los fabricantes de materiales para obte-ner información, más precisa y actualizada, acerca de las resistencias de los materiales utilizados en aplicaciones de ingeniería, o bien, realizar pruebas independientes con los materiales seleccionados para determinar su idoneidad en alguna aplicación.

Existe mucha más información sobre propiedades de materiales en la Web. Algunos sitios son: http://www.matweb.com http://metals.about.com

Propiedades físicas de algunos materiales de ingeniería

Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de aluminio forjado

Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de aluminio fundido

Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de cobre forjado y fundido

Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de titanio

Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de magnesio

Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de hierro fundido

Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de acero inoxidable

Propiedades mecánicas de algunos aceros al carbono

Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de acero y acero para herramientas

Propiedades mecánicas de algunos plásticos de ingeniería

DescripciónNúm. de tabla

E-1

E-2

E-3

E-4

E-5

E-6

E-7

E-8

E-9

E-10

E-11

PROPIEDADES DE MATERIALES

DISEÑO DE MÁQUINAS - Un Enfoque Integrado986

E

Gravedadespecífica

Densidadde masa ρ

Densidadde peso γ

Razón dePoisson νMódulo de rigidez GMódulo de elasticidad EMaterial

Mpsi GPa Mpsi GPa lb/in3 Mg/m3

Aleaciones de aluminio

Cobre al berilio

Latón, bronce

Cobre

Hierro, fundido, gris

Hierro, fundido, dúctil

Hierro, fundido, maleable

Aleaciones de magnesio

Aleaciones de níquel

Acero, carbono

Acero, aleaciones

Acero, inoxidable

Aleaciones de titanio

Aleaciones de zinc

2.8

8.3

8.6

8.9

7.2

6.9

7.3

1.8

8.3

7.8

7.8

7.8

4.4

6.6

0.10

0.30

0.31

0.32

0.26

0.25

0.26

0.07

0.30

0.28

0.28

0.28

0.16

0.24

0.34

0.29

0.33

0.35

0.28

0.30

0.30

0.33

0.30

0.28

0.28

0.28

0.34

0.33

26.8

49.4

41.5

44.7

40.4

65.0

66.3

16.8

79.6

80.8

80.8

74.1

42.4

31.1

3.9

7.2

6.0

6.5

5.9

9.4

9.6

2.4

11.5

11.7

11.7

10.7

6.2

4.5

71.7

127.6

110.3

120.7

103.4

168.9

172.4

44.8

206.8

206.8

206.8

189.6

113.8

82.7

10.4

18.5

16.0

17.5

15.0

24.5

25.0

6.5

30.0

30.0

30.0

27.5

16.5

12.0

2.8

8.3

8.6

8.9

7.2

6.9

7.3

1.8

8.3

7.8

7.8

7.8

4.4

6.6

* Propiedades de algunos metales y aleaciones, International Nickel Co., Inc., N.Y.; Metals Handbook, American Society for Metals, Materials Park, Ohio.

Tabla E-1 Propiedades físicas de algunos materiales de ingenieríaDatos de varias fuentes.* Estas propiedades son básicamente similares para todas las aleaciones del material específico

Resistencia a la fluenciapor tensión (0.2% de

deformación remanente)DurezaBrinell

Elongaciónen 2 in

Resistencia a lafatiga en 5E8 ciclos

Resistencia últimaa la tensión

Aleación dealuminioforjado

1100 lámina recocida

rolada en frío


02con tratamiento térmico


rolada en frío


rolada en frío



7075 barra recocida


-HB

*Propiedades de algunos metales y aleaciones, International Nickel Co., Inc., N.Y.; Metals Handbook, American Society for Metals, Materials Park, Ohio.

23

44

28

55

47

77

30

95

60

150

-

-

90

165

179

441

110

200

193

290

124

310

228

572

13

24

26

64

16

29

28

42

18

45

33

83

34

152

76

290

41

186

90

255

55

276

103

503

5

22

11

42

6

27

13

37

8

40

15

73

138

97

97

35

5

20

19

30

4

25

7

25

12

16

11

Tabla E-2 Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de aluminio forjadoDatos de varias fuentes.* Valores aproximados. Consulte a los fabricantes del material para mayor información

Condición

%MPakpsiMPakpsiMPakpsi

Apéndice E PROPIEDADES DE MATERIALES 987

E

DurezaBrinell

Elongaciónen 2 in



deformación remanente)CondiciónAleación dealuminiofundido %MPakpsiMPakpsi

10 45 43 15923629fundido en molde permanente—fundido

5 -195 2483616524fundido en arena—fundido

3 -380 3314816524fundido a presión—fundido

16 75220

3314817926fundido en arena—tratamiento térmico en solución

0.5 125A132

3244729643fundido en molde permanente—tratamiento térmico a más de 340 °F

0.5 85A142

2213220730fundido en arena—tratamiento térmico a más de 650 °F

-HB

* Propiedades de algunos metales y aleaciones, International Nickel Co., Inc., Nueva York.

Tabla E-3 Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de aluminio fundidoDatos de INCO.* Valores aproximados. Consulte a los fabricantes del material para mayor información

Aleación de cobre Condición

Resistencia de fluenciaa la tensión (0.2% de

deformación remanente)Resistencia última

a la tensiónElongación

en 2 inDureza

Rockwello Brinell%MPakpsiMPakpsi

FRH04tira recocidaCobre puro—011AC

BRH06resorte revenido

CRH53tira recocida y maduradaCobre al berilio—071AC

CRH04duro y madurado

FRH35tira recocidaBronce comercial—022AC


CA230—Latón rojo BH05tira recocida

BH531duro y revenido

FRH45tira recocidaLatón de fontanería—062AC


FRH85tira recocidaLatón amarillo—072AC

resorte revenido 90HRB

CA510—Bronce al fósforo 73HRF


CA614—Bronce al aluminio 84HRB

duro 87HRB

CA655—Bronce de alto silicio 76HRF


recocido

blando

recocido

blandoCA675—Bronce al manganeso 65HRB

medio duro 90HRBBronce al plomo-estaño 60HBfundido

fundidoBronce al níquel-estaño 85HB

BH081fundido y tratamiento térmico

45

4

7

3

45

3

50

7

66

3

65

30

64

4

40

32

63

4

33

1918

40

10

32

55

165

190

37

72

40

75

44

94

46

91

47

100

82

89

56

110

65

8434

50

85

221

379

1 138

1 310

255

496

276

517

303

648

317

627

324

689

565

614

386

758

448

579234

345

586

69

345

1 000

1 172

69

427

103

414

76

448

97

427

131

552

310

414

145

427

207

414131

138

379

10

50

145

170

10

62

15

60

11

65

14

62

19

80

45

60

21

62

30

6019

20

55

Tabla E-4 Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de cobre fundido y aleaciones de cobre forjadoDatos de INCO.* Valores aproximados. Consulte a los fabricantes del material para mayor información

* Propiedades de algunos metales y aleaciones, Internacional Nickel Co., Inc., Nueva York.


E

DurezaRockwello Brinell


deformación remanente)Aleación de titanio Condición

kpsi MPaMPakpsi %

30 207 40 276 30 135HBrecocida en láminaTi-35A



125 862 135 931 13 39HRCrecocidaTi-5 Al-2.5 Sn Aleación

130 896 140 965 15 39HRCrecocida en barraTi-8 Al-2 Sn-4 Zr-2 Mo Aleación

155 1 069 165 1 138 12 41HRCrecocida en láminaTi-8 Al-6 V-2 Sn Aleación

130 896 140 13 2.5 39HRCrecocida en láminaTi-6 Al-4 V Aleación

165 1 138 175 1 207 12 –tratamiento térmicoTi-6 Al-4 V Aleación

130 896 135 931 13 37HRCrecocida en láminaT1-13 V-11 Cr-3 Al Aleación

170 1 172 180 1 241 6 –tratamiento térmicoT1-13 V-11 Cr-3 Al Aleación

Ti-0.2Pd Aleación

Ti-8 Al-1 Mo-1 V Aleación

recocida en lámina

recocida en lámina

45 310 55 379 25 215HB

130 896 140 965 13 39HRC

Tabla E-5 Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de titanioDatos de INCO.* Valores aproximados. Consulte a los fabricantes de material para mayor información



Elongaciónen 2 in

Aleacionesde magnesio





en 2 inCondición


AZ 31B

lámina dura

AZ 80A

forjada y madurada

AZ91A & AZ91B

AZ91C

fundido, tratada con solución y madurada

AZ92A

fundido, tratada con solución

fundido, tratada con solución y madurada

kpsi MPaMPakpsi %

56HB

73HB

69HB

72HB

63HB

60HB

70HB

65HB

63HB

81HB

EZ33A 50HB

HK31A 68HB

fundido y con tratamiento térmico 66HRB

BH55fundido, tratada con solución y madurada

A23ZH

ZK60A

recocida en lámina

forjada

fundida a presión

fundido

fundido

fundido y madurada

endurecida a presión

de extrusión 75HB

extrusión y madurada 82HB

152

221

228

248

152

97

131

97

97

152

110

200

103

90

262

303

22

32

33

36

22

14

19

14

14

22

16

29

15

13

38

44

37

42

48

50

33

24

40

25

40

40

23

37

32

27

49

53

255

290

331

345

228

165

276

172

276

276

159

255

221

186

338

365

2.5

21

15

11

6

3

5

2

10

3

3

8

8

4

14

11

Tabla E-6 Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de magnesioDatos de INCO.* Valores aproximados. Consulte a los fabricantes de material para mayor información


E

Aleaciones dehierro fundido

* Propiedades de algunos metales y aleaciones, International Nickel Co., Inc., N.Y.; Metals Handbook, American Society for Metals, Materials Park, Ohio.

Hierro fundido gris, clase 20





Hierro dúctil 60-40-18



fundido

fundido

fundido

fundido

fundido

recocido

recocido

recocido

Hierro dúctil 120-90-02 Templadoy revenido

Tabla E-7 Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de hierro fundidoDatos de varias fuentes.* Valores aproximados. Consulte a los fabricantes de material para mayor información

DurezaBrinell


deformación remanente)Condición


Elongaciónen 2 in

MPa

–

–

–

–

–

324

331

365

827

kpsi

–

–

–

–

–

47

48

53

120

MPa

152

221

290

359

427

448

462

565

965

kpsi

22

32

42

52

62

65

67

82

140

MPakpsi -HB156

210

235

262

302

160

174

228

325

572

752

965

1 131

1 289

359

365

386

924

83

109

140

164

187

52

53

56

134

Aleaciones deacero inoxidable





en 2 in

* Propiedades de algunos metales y aleaciones, International Nickel Co., Inc., Nueva York.

Tipo 301

Tipo 302

Tipo 304

Tipo 410

Tipo 420

Tipo 431

Tipo 440C

17-4 PH (AISI 630)

17-7 PH (AISI 631)

recocido en tiras

rolado en frío

recocido en láminas

rolado en frío


rolado en frío


tratamiento térmico

recocido en barras


recocido en barras


recocido en barras

T y R @ 600 °Fendurecido

endurecido

MPakpsi

40

165

40

165

35

160

45

140

50

195

95

150

65

275

185

220

kpsi MPa %

85HRB

41HRC

85HRB

40HRC

80HRB

40HRC

80HRB

39HRC

92HRB

500HB

260HB

400HB

230HB

57HRC

44HRC

48HRC

Tipo 314

Tipo 316

Tipo 330

recocido en barras


rolado en caliente

recocido

50

40

55

35

180HB

85HRB

200HB

150HB

276

1 138

276

1 138

241

1 103

310

965

345

1 344

655

1 034

448

1 896

1 276

1 517

345

276

379

241

110

200

90

190

85

185

70

180

95

230

125

195

110

285

200

235

100

90

100

80

758

1 379

621

1 310

586

1 276

483

1 241

655

1 586

862

1 344

758

1 965

1 379

1 620

689

621

689

552

60

8

50

5

50

4

25

15

25

8

25

15

14

2

14

6

45

50

35

50

Tabla E-8 Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de acero inoxidableDatos de INCO.* Valores aproximados. Consulte a los fabricantes de material para mayor información

Condición


E

DurezaBrinell




en 2 inCondiciónNúmeroSAE/AISI

1010

1020

1030

1035

1040

1045

1050

1060

1095

26

44

30

57

38

50

64

75

84

94

40

67

42

54

71

63

80

86

45

77

50

62

84

78

115

117

54

61

76

97

111

66

72

80

112

118

179

303

207

393

259

345

441

517

579

648

276

462

290

372

490

434

552

593

310

531

345

427

579

538

793

807

372

421

524

669

765

455

496

552

772

814

MPakpsi

47

53

55

68

68

75

76

97

106

123

72

80

76

86

85

92

110

113

82

91

90

108

100

104

158

163

98

112

116

140

156

120

147

130

176

183

kpsi MPa %28

20

25

15

20

32

12

28

23

17

18

12

18

28

12

29

21

19

16

12

15

20

10

28

13

9

12

18

23

17

14

10

9

21

12

10

-HB

95

105

111

131

137

149

149

255

302

495

143

163

149

170

170

192

241

262

163

179

179

217

197

235

444

514

200

229

229

277

311

248

13

269

363

375

324

365

379

469

469

517

524

669

731

848

496

552

524

593

586

634

758

779

565

627

621

745

689

717

1 089

1 124

676

772

800

965

1 076

827

1 014

896

1 213

1 262

rolado en caliente

rolado en frío

rolado en caliente

rolado en frío

rolado en caliente

normalizado @ 1 650 °Frolado en frío

templado y revenido @ 800 °Ftemplado y revenido @ 400 °Frolado en caliente

rolado en frío

rolado en caliente


templado y revenido @ 1 200 °Ftemplado y revenido @ 800 °Ftemplado y revenido @ 400 °Frolado en caliente

rolado en frío

rolado en caliente


templado y revenido @ 1 200 °Ftemplado y revenido @ 800 °Ftemplado y revenido @ 400 °Frolado en caliente

normalizado @ 1 650 °F

templado y revenido @ 1 200 °Ftemplado y revenido @ 1 000 °Ftemplado y revenido @ 800 °Frolado en caliente

normalizado @ 1 650 °Ftemplado y revenido @ 1 200 °Ftemplado y revenido @ 800 °Ftemplado y revenido @ 600 °F

templado y revenido @ 1 000 °F

Tabla E-9 Propiedades mecánicas de algunos aceros al carbonoDatos de varias fuentes.* Valores aproximados. Consulte a los fabricantes de material para mayor información

* SAE Handbook, Society of Automotive Engineers, Warrendale, Pa.; Metals Handbook, American Society for Metals, Materials Park, Ohio.


E

CondiciónNúmeroSAE/AISI





en 2 in

MPakpsi kpsi MPa %

BH05212521901templado y revenido

BH051035774recocido7204


52recocido @ 1 450 °F BH65182180314

63normalizado @ 1 650 °F BH7915279

102templado y revenido @ 1 200 °F BH54222811

173templado y revenido @ 800 °F BH08331681


61recocido @ 1 450 °F BH79162590414

95normalizado @ 1 650 °F BH20381841













templado y revenido @ 1 000 °F CRH559592052

templado y revenido @ 400 °F CRH455092062






templado y revenido @ 1 050 °F CRH259562522

H-11

L-6 recocido @ 1 425 °F BRH39525955

P-20

S-1

S-5

S-7

A-8

recocido @ 1 600 °F BRH695200135

recocido @ 1 425 °F BRH797100157

recocido @ 1 475 °F BRH694200106

recocido @ 1 450 °F BRH695250146

recocido @ 1 525 °F BRH59523955

recocido @ 1 550 °F BRH794230156

recocido @ 1 425 °F BRH695230147L-2

752

324

779

359

434

703

1 193

1 462

421

655

655

1 1381 641

855

1 076

1 365

1 586

407

1 020

414

917

434

1 724

1 793

1 793

1 413

1 896

1 931

1 448

1 551

379

365

517

414

441

379

448

510

862

517

910

558

669

814

1 282

1 627

655

1 020

758

1 248

1 772

965

1 172

1 469

1 724

662

1 082

655

993

703

2 034

1 999

1 999

1 862

2 068

2 344

2 172

1 827

655

689

689

689

724

641

710

710

Tabla E-10 Propiedades mecánicas de algunas aleaciones y herramientas de aceroDatos de varias fuentes.* Valores aproximados. Consulte a los fabricantes de material para mayor información

* Machine Design Materials Reference Issue, Penton Publishing Cleveland Ohio: Metals Handbook, ASM, Materials Park, Ohio.


E

2 a 80

5 a 25

* Modern Plastics Encyclopedia, McGraw-Hill, Nueva, York, Machine Design Materials Reference Issue, Penton Publishing Cleveland Ohio.

ABS

20–40% relleno de vidrio

Acetal


Acrílico

Fluoroplástico (PTFE)

Nylon 6/6

Nylon 11


Policarbonato


Polietileno HMW

Óxido de polifenileno


Polipropileno


Poliestireno de impacto


Polisulfuro

GPa

2.1

4.1

3.4

6.9

2.8

1.4

1.4

1.3

2.5

2.4

6.9

0.7

2.4

7.8

1.4

4.8

2.1

0.7

2.5

Mpsi

0.3

0.6

0.5

1.0

0.4

0.2

0.2

0.2

0.4

0.4

1.0

0.1

0.4

1.1

0.2

0.7

0.3

0.1

0.4

1.05

1.30

1.41

1.56

1.18

2.10

1.14

1.04

1.26

1.20

1.35

0.94

1.06

1.23

0.90

1.10

1.07

1.25

1.24

MaterialMódulo de

elasticidad Eaproximado

Gravedadespecífica

MPa

41.4

68.9

60.7

68.9

68.9

34.5

68.9

55.2

88.3

62.1

117.2

17.2

66.2

106.9

34.5

51.7

27.6

82.7

70.3

kpsi

6.0

10.0

8.8

10.0

10.0

5.0

10.0

8.0

12.8

9.0

17.0

2.5

9.6

15.5

5.0

7.5

4.0

12.0

10.2

Resistenciaúltima a la

tensión

%

3

60

7

5

100

60

300

4

100

2

525

20

5

500

2

1

50

Elongaciónen 2 in

160–200

200–230

220

185–220

140–190

350–330

180–300

180–300

250–340

250

275

–

212

260

250–320

300–320

140–175

180–200

300–345

°F

Temp.máx.

68.9

82.7

124.1

124.1

103.4

41.4

68.9

55.2

88.3

82.7

117.2

–

113.1

120.7

48.3

42.7

41.4

110.3

95.8

MPa

10.0

12.0

18.0

18.0

15.0

6.0

10.0

8.0

12.8

12.0

17.0

–

16.4

17.5

7.0

6.2

6.0

16.0

13.9

kpsi

Resistenciaúltima a lacompresión

Tabla E-11 Propiedades mecánicas de algunos plásticos de ingenieríaDatos de varias fuentes.* Valores aproximados. Consulte a los fabricantes de material para mayor información

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