Ensayo de Dureza

Ensayo de Dureza
Alumno
Carrera
Ramo
Fecha
: Nicolás Torres
: Ing.
[E]
mecánica
de
procesos y mantenimiento
industrial
: Tecnología
de
los
materiales
: 25/05/09
Introducción
Modulo de resiliencia...........................................................6
ENSAYO DE DUREZAS..........................................................7
DUREZA ROCKWELL................................................................................................7
DEFINICIONES ...........................................................................................................7
MAQUINA Y EQUIPO ...............................................................................................8
PENETRADORES .......................................................................................................8
a) PENETRADOR DE DIAMANTE....................................................................8
b)
PENETRADOR ESFERICO DE ACERO......................................................8
PROCEDIMIENTO. .....................................................................................................8
CONDICIONES DEL ENSAYO .................................................................................9
DUREZA BRINELL.................................................................9
APARATOS Y EQUIPO ...........................................................................................10
MICROSCOPIO DE MEDICION ..............................................................................10
ESPESOR ...............................................................................................................11
ACABADO ............................................................................................................11
PROCEDIMIENTO ....................................................................................................11
MEDICION DE LA HUELLA ...................................................................................11
DUREZA VICKERS...............................................................13
DEFINICIONES.........................................................................................................13
NUMERO DE DUREZA VICKERS .........................................................................13
DESIGNACIÓN .........................................................................................................14
LAS PRUEBAS DE DUREZA...................................................................................14
APARATOS Y EQUIPO ............................................................................................14
PREPARACIÓN DE LA PROBETA .........................................................................14
ACABADO ................................................................................................................14
PROCEDIMIENTO ....................................................................................................15
Ensayo de resistencia a la tracción.....................................17
Estudio de la tracción .................................................................................................17
Esfuerzo y deformación ingenieriles ..........................................................................17
Realización del los Ensayos de Tracción. .................................................................18
Diagrama de rotura por tracción..................................................................................19
Ensayo de resistencia el péndulo de charpy.......................20
- Método de Charpy.....................................................................................................24
Tipos de resultados:.................................................................................................25
Creep (Fluencia lenta).......................................................25
-Ensayo Creep..............................................................................................................26
Curvas y esfuerzo..............................................................28
Aluminio......................................................................................................................28
Acero corriente............................................................................................................28
Acero 1030..................................................................................................................29
Acero 1055..................................................................................................................30
Hule............................................................................................................................30
Acero estructural..........................................................................................................31
Hormigón.....................................................................................................................32
Yeso.............................................................................................................................32
Acero inoxidable..........................................................................................................35
Cobre, acero fundición, acero cromo, aluminio..........................................................36
Vidrio...........................................................................................................................36
Curvas de materiales dúctiles............................................37
Fatiga: Cuando un metal se somete a ciclos de esfuerzo o de deformación
repetidos, ello ocasiona que su estructura se colapse, y finalmente se
fracture. Este comportamiento se llama fatiga, y por lo regular es la causa
de un gran porcentaje de fallas en bielas y cigüeñales de maquinas, alabes
de turbinas de gas o de vapor, conexiones o soportes de puentes, ruedas y
ejes de ferrocarril, así como otras partes sometidas a cargas cíclicas. En
todos estos casos ocurrirá una fractura bajo un esfuerzo menor que el
esfuerzo de fluencia del material.
Definición de Cohesión: Resistencia de los átomos a separarse unos de
otros.
Modulo de elasticidad: El módulo de elasticidad o módulo de Young es un
parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico,
según la dirección en la que se aplica una fuerza. Para un material elástico
lineal e isótropo, el módulo de Young tiene el mismo valor para una tracción
que para una compresión, siendo una constante independiente del esfuerzo
siempre que no exceda de un valor máximo denominado límite elástico, y
es siempre mayor que cero: si se tracción una barra, aumenta de longitud,
no disminuye. Este comportamiento fue observado y estudiado por el
científico inglés Thomas Young.
La plasticidad es aquella propiedad que permite al material sobrellevar
deformación permanente sin que sobrevenga la ruptura. Las evidencias de
la acción plástica en los materiales estructurales se llaman deformación,
flujo plástico y creep.
Las deformaciones plásticas son causadas por deslizamientos inducidos por
esfuerzos cortantes (figura 19). Tales deformaciones pueden ocurrir en
todos los materiales sometidos a grandes esfuerzos, aun a temperaturas
normales. Muchos metales muestran un efecto de endurecimiento por
deformación al sobrellevar deformaciones plásticas, ya que después de que
han ocurrido deslizamientos menores por corte no acusan deformaciones
plásticas adicionales hasta que se aplican esfuerzos mayores. No se
presentan cambios apreciables de volumen como resultado de las
deformaciones plásticas.
Modulo de resiliencia
El modulo de resiliencia, o resiliencia elástica de un material, a la energía
absorbida por este durante la deformación elástica, la cual puede
recuperarse al descargar el material. este valor es la energía por unidad de
volumen requerida para llevar el material desde un esfuerzo nulo hasta el
valor de esfuerzo de fluencia o limite elástico SO .
la energía de deformación por unidad de volumen para el caso de esfuerzo
de tracción uniaxial UO= 1/2SXEX
de la definición, el módulo de resiliencia es UR = 1/2SOEO = SO2/2E
siendo EO la deformación unitaria para fluencia.
en la gráfica, el valor del módulo es el área bajo la región elástica, y una
material con alto módulo debe poseer un elevado valor de esfuerzo de
fluencia y un bajo valor de ei. en este caso el material podrá soportar altas
cargas de energía sin que se produzcan deformaciones permanentes que en
aplicaciones prácticas sería el caso de los resortes mecánicos.
ENSAYO DE DUREZAS
DUREZA ROCKWELL
Para los materiales duros se emplea como elemento de penetración un
cono de diamante de ángulo 120º, y para los semiduros y blandos una bolita
de acero de 1/16”, deduciéndose la fuerza Rockwell de la profundidad
conseguida en la penetración. El cuerpo empleado para la penetración se
hace incidir sobre la superficie de la pieza a ensayar con carga previa de
10Kg. La profundidad de penetración alcanzada constituye el valor de
partida para la medición de la profundidad de la huella. Después se
aumenta en 140Kg la carga aplicada al cono (150Kg), y en 90Kg la aplicada
a la bolita (100Kg), bajándose nuevamente el valor previo. Se mide la
profundidad de penetración que queda y en la escala del aparato se lee
directamente la correspondiente dureza Rockwell C (HRc) cono o la Rockwell
B (HRb) bolita.
La siguiente es una tabla simplificada de los materiales más comunes que
se miden con Rockwell
DEFINICIONES
NUMERO DE DUREZA ROCKWELL: es un número obtenido por la profundidad
de la huella; el cual proviene cuando se aumenta la carga sobre un
penetrador desde una carga fija menor hasta una mayor, retornando
después a la carga menor. Los números de dureza Rockwell se expresan
siempre con un símbolo de escala, que indica el penetrador y la carga
utilizada. EJEMPLO: 60 HRC indica un valor de dureza Rockwell 60 medido en
la escala C.
MAQUINA Y EQUIPO
La máquina de prueba consiste en un soporte rígido o yunque, sobre el que
se coloca la probeta y un dispositivo que aplica las cargas prefijadas a un
penetrador en contacto con la misma.
PENETRADORES
a) PENETRADOR DE DIAMANTE
. Este tipo de penetrador debe emplearse en pruebas de dureza para las
escalas A, C y D. Consiste en un cono de diamante cuyo ángulo es de 120º
± 0.5º y su eje debe coincidir con la dirección de penetración con una
tolerancia de ± 0.5º. La punta es un casquete esférico con un radio de
0.200 mm. La forma del casquete y el valor del radio del penetrador tienen
una influencia importante en el valor de la dureza obtenida. La anisotropía
del diamante hace difícil el maquinado del mismo en forma totalmente
simétrica. Por lo cual es necesario comparar los resultados obtenidos con
un penetrador patrón sobre piezas patrón de diferentes durezas.
b)
PENETRADOR ESFERICO DE ACERO
Este tipo de penetrador debe emplearse en los ensayos de dureza para las
escalas B, E Y F. Consiste en un balín de acero templado y pulido, con un
diámetro de 1.588 mm ± 0.003 mm; Excepto para la escala E, que tiene un
diámetro de 3.175 mm ± 0.004 mm. Dicho balín debe estar pulido y no
debe presentar defectos superficiales. Debe eliminarse y anularse la prueba
si presenta una deformación mayor a la tolerancia indicada anteriormente o
cualquier otro defecto superficial. En los dos tipos de penetrador debe
evitarse la acumulación en el penetrador de: polvo, tierra, grasa o capas
de óxidos, dado que esto afecta los resultados de la prueba.
PROCEDIMIENTO.
APLICACIÓN DE LA CARGA MENOR: debe colocarse la probeta sobre el
soporte y aplicar la carga menor gradualmente hasta que se obtenga la
indicación apropiada en la carátula. Esto se obtiene cuando el indicador
haya dado él numero apropiado de revoluciones completas y quede dentro
de 5 divisiones de la posición de ajuste en la parte superior de la carátula.
APLICACIÓN DE LA CARGA MAYOR: Debe aplicarse la carga mayor
accionando la palanca de operación sin impacto y dejando que gire
libremente. Se retira la carga mayor llevando la palancade operación de
regreso a la posición original dentro de los 2 segundos siguientes después
de que su movimiento ha cesado sin interrumpirla maniobra de regreso.
LECTURA DE LA ESCALA PARA DUREZA ROCKWELL: Debe considerarse la
dureza rockwell como la lectura del indicador en la escala apropiada de la
carátula, después de que se ha quitado la carga mayor y mientras la carga
menor aun esta actuando. Estas lecturas se estiman a veces a la mitad de
una división, dependiendo del material que se pruebe.
CONDICIONES DEL ENSAYO
1. La superficie del material debe estar lisa, seca y libre de grasa, polvo etc.
2. El espesor de la probeta debe ser por lo menos diez veces la profundidad
de la huella, y el ensayo no es válido si en la cara posterior a la del ensayo
aparece una protuberancia.
3. Si se ensaya una pieza cilíndrica, el radio debe ser mayor en seis
milímetros al del penetrador. Los valores de dureza resultan ligeramente
inferiores a los valores reales.
4. La aplicación de la carga debe hacerse de manera perpendicular a la
superficie de la probeta.
DUREZA BRINELL.
Se comprime una bola de acero templada, de diámetro (D) 2,5; 5 ó 10mm,
contra el material a ensayar con una fuerza P. Después de liberar la carga
se mide el diámetro (d) de la huella con un dispositivo amplificador óptico.
La dureza Brinell es un valor adimensional resultante de:
La fuerza del ensayo debe tomarse de magnitud tal que se forme una huella
con diámetro d = 0,2.D a d = 0,7.D. Para materiales blandos y bolas de
ensayo pequeñas, la fuerza del ensayo debe ser menor. Se calcula
partiendo del grado de carga y del diámetro de la bola.
El grado de la carga para el acero no templado y el hierro fundido es a = 30;
para metales no férreos y sus aleaciones a = 10; para el aluminio y el cinc a
= 5; para los metales de cojinetes a = 2,5; para el plomo y el estaño a =
1,25.
Cargas y diámetro de esfera usadas para el ensayo de dureza Brinell
En algunos materiales, la penetración provoca una deformación en la huella,
la cual puede llegar a dar una información falsa a la hora de medir el
diámetro.
Se sabe experimentalmente que él numero de dureza Brinell de casi todos
los materiales esta influenciado por la carga de penetración, el diámetro del
balín y las características elásticas del mismo. En general debe usarse un
balín de 10 mm de diámetro y de una composición química adecuada con
cargas de 3000 kgf, 1500 kgf o 500 kgf, dependiendo de la dureza del
material que va a probarse. Aunque los números de dureza Brinell pueden
variar conforme la carga de prueba usada con el balín de 10 mm, cuando se
usen balines más pequeños en probetas delgadas, los resultados de las
pruebas generalmente corresponden a los obtenidos con el balín de 10 mm
de diámetro. Él numero de dureza Brinell seguido del símbolo HB sin
sufijos indica las siguientes condiciones de prueba. Diámetro del balín = 10
mm Carga = 3000 kgf Duración de la carga = 10 a 15 segundos.
APARATOS Y EQUIPO
MAQUINA DE PRUEBA: El equipo para la prueba de dureza Brinell
generalmente consiste de una maquina que soporta la probeta y aplica una
carga predeterminada sobre un balín que esta en contacto con la probeta.
La magnitud de la carga esta limitada dentro de ciertos valores. El diseño
de la maquina de prueba debe ser tal que no permita un movimiento lateral
del balín o de la probeta mientras sé esta aplicando la carga.
PENETRADOR: El balín estándar para la prueba de dureza Brinell debe ser
de 10 mm de diámetro con una desviación de este valor no mayor de
0.005mm en el diámetro. Puede usarse el balín que tenga una dureza
Vickers de por lo menos 850 usando una carga de 98N (10 kgf) en
materiales que tengan una dureza no mayor de 450 HB o un balín de
carburo de tungsteno en materiales con una dureza no mayor de 630 HB. La
prueba de dureza Brinell no se recomienda en materiales que tengan una
dureza mayor de 630 HB. El balín debe ser pulido y estar libre de defectos;
en las pruebas de investigación o de arbitraje debe informarse
específicamente el tipo de balín empleado cuando se determinen durezas
Brinell que sean mayores de 200.
MICROSCOPIO DE MEDICION
Las divisiones de la escala micrométrica del microscopio o de otros
dispositivos de medición que se usen para medir el diámetro de la huella,
deben permitir una medición directa en décimas de milímetro con una
aproximación hasta 0.02 mm. Este requisito se aplica únicamente al diseño
del microscopio y no es un requisito para la medición de la huella.
ESPESOR
El espesor de la probeta debe ser tal, que en la cara opuesta a la de la
prueba no quede huellas u otras marcas de esta. En cualquier caso el
espesor de la probeta debe ser cuando menos 10 veces la profundidad de la
huella.
ACABADO
Cuando menos la superficie sobre la cual se va a aplicar la carga debe estar
limada, esmerilada o pulida con un material abrasivo, de tal manera que las
orillas de la huella estén claramente definidas para permitir la medición del
diámetro con la exactitud especificada.
PROCEDIMIENTO
MAGNITUD DE LA CARGA DE PRUEBA: La carga para la prueba de dureza
Brinell estándar es de 3000kgf, 1500kgf o 500kgf. Es deseable que la carga
de la prueba sea de tal magnitud que el diámetro de la huella este entre 2.5
a 6.00 mm.
No es obligatorio el que la prueba cumpla estos intervalos de carga pero
debe tomarse en cuenta que pueden obtenerse diversos valores de Dureza
Brinell si sé varia la carga a la especificada usando un balín de 10 mm.
Para materiales más blandos en ocasiones se ocupan cargas de 250kgf,
125kgf o 100kgf. la carga usada debe anotarse en los informes.
ESPACIAMIENTO DE LAS HUELLAS: La distancia del centro de la huella a la
orilla de la probeta o a la orilla de otra huella debe ser cuando menos tres
veces el diámetro de la misma.
APLICACIÓN DE LA CARGA DE PRUEBA: La carga de prueba debe aplicarse a
la probeta lenta y uniformemente. Aplicar toda la carga de prueba por 10 s
a 15 s excepto para ciertos metales blandos (suaves.)
MEDICION DE LA HUELLA
DIÁMETRO: En la prueba deben medirse dos diámetros de la huella
perpendiculares entre sí. Y su valor promedio se usa como base para
calcular él numero de dureza Brinell, estas mediciones comúnmente son
tomadas con un microscopio portátil a bajos aumentos que tiene una escala
fija en el ocular.
Tabla de algunos valores de dureza de los metales.
DUREZA VICKERS
DEFINICIONES
En este caso se emplea como cuerpo de penetración una pirámide
cuadrangular de diamante. La huella vista desde arriba es un cuadrado.
Este procedimiento es apropiado para aceros nitrurados y cementados en
su capa externa, así como para piezas de paredes delgadas de acero o
metales no férreos. La dureza Vickers (HV) se calcula partiendo de la fuerza
en Newton y de la diagonal en mm2 de la huella de la pirámide según la
fórmula:
Este ensayo, al igual que el Brinell, se basa en el principio de calcular el
valor de dureza relacionando la fuerza de aplicación sobre la superficie de la
impresión en el material. Lo hemos simplificado utilizando en este caso el
valor de la longitud de la diagonal. Los valores de las cargas más usados
van desde 1 a 120 kgs.
NUMERO DE DUREZA VICKERS
Existen tres tipos de ensayo de dureza Vickers caracterizados por diferentes
intervalos de fuerzas de ensayo.
DESIGNACIÓN
Él numero de dureza Vickers es seguido por las siglas HV con un primer
sufijo convencional y un segundo sufijo que indica el tiempo de aplicación
de la carga, cuando este ultimo difiere del tiempo normal, el cual es de 10 a
15 segundos.
LAS PRUEBAS DE DUREZA
Vickers se efectúan con cargas desde 1.96 N hasta 980.7 N En la practica, él
numero de dureza Vickers se mantiene constante para cargas usadas de 49
N o mayores. Para cargas menores él numero de dureza varia dependiendo
de la carga aplicada. A continuación indicamos los números de dureza
Vickers para cargas de prueba de 9.8 N.
APARATOS Y EQUIPO
MÁQUINA DE PRUEBA: El equipo para la prueba de dureza Vickers consiste
generalmente de una máquina que soporta la probeta y permite un
contacto gradual y suave entre esta y el penetrador, bajo una carga
predeterminada que se aplica durante un periodo de tiempo dado. El diseño
de la máquina debe ser tal que no tenga balanceos o movimientos laterales
de la probeta y delpenetrador, mientras se aplica o retira la carga, se utiliza
un microscopio de medición que generalmente va montado en la máquina.
PENETRADOR DE DIAMANTE : El penetrador debe estar finamente pulido con
aristas bien definidas. La base de la pirámide debe ser cuadrada y sus caras
opuestas deben formar un ángulo de 136º. Las cuatro caras del penetrador
deben estar inclinadas simétricamente con respecto al eje del mismo y
terminar en un vértice afilado, o sea que la línea de unión entre las caras
opuestas no deben ser mayor de 0.001 mm de longitud. El buen estado de
la punta del penetrador es de considerable importancia cuando la carga de
prueba es pequeña y la huella también, por esta razón se recomienda
verificar periódicamente la punta del penetrador para evitar fallas.
MICROSCOPIO DE MEDICION : Las divisiones de la escala micrométrica del
microscopio, o de cualquier otro dispositivo de medición, deberán ser tal
que pueda medirse la longitud de las diagonales de una huella con una
aproximación de 5%, lo que sea mayor efectuada en una probeta, con la
superficie pulida.
PREPARACIÓN DE LA PROBETA
La prueba de dureza Vickers es aplicada a un gran número probetas desde
barras grandes y secciones laminadas hasta piezas diminutas en montajes
metalográficos. Las probetas deben acondicionarse para que estas
proporcionen un buen soporte de tal forma que no se muevan durante la
prueba.
ACABADO
La superficie de la probeta debe prepararse de tal manera que se definan
claramente los extremos de las diagonales y puedan medirse. Al preparar
la probeta debe tenerse cuidado de no revenir la superficie durante el
rectificado de la misma o de no endurecerla por trabajo mecánico durante el
pulido.
PROCEDIMIENTO
MAGNITUD DE LA CARGA DE PRUEBA: Pueden usarse cargas de prueba
desde 1.96 N hasta 980.7 N conforme con los requisitos de la prueba. Él
numero de dureza Vickers es prácticamente independiente de la carga de
prueba.
APLICACIÓN DE LA CARGA DE PRUEBA: La carga de prueba debe aplicarse y
retirarse suavemente sin golpes o vibraciones. El tiempo de aplicación de la
carga de prueba completa debe ser de 10 a 15 segundos a menos que se
especifique otra cosa.
ESPACIO ENTRE HUELLAS: El centro de la huella no debe estar cercano a la
orilla de la probeta u otra huella en una distancia igual a dos veces y media
la longitud de la diagonal de la huella. Cuando se prueba material con
recubrimiento, la superficie de unión debe considerarse como una orilla
para él calculo del espacio entre huellas.
MEDICION DE LA HUELLA: Deben medirse ambas diagonales de la huella y
su valor promedio usarse como base para él calculo del numero de dureza
Vickers. Se recomienda efectuar la medición con la huella centrada, tanto
como sea posible, en el campo óptico del microscopio.
-A continuación se compara el procedimiento y el cálculo de cada uno de
estos números estandarizados.
Ensayo de resistencia a la tracción
El ensayo de tracción es el más frecuentemente realizado en los materiales
que se emplean par la construcción de máquinas, porque nos suministra las
más importantes propiedades necesarias para formar juicio cobre el
material. Durante el ensayo la probeta provista de extremos con espaldilla
de apoyo es colgada en la máquina de tracción y se va alargando
paulatinamente, determinándose al mismo tiempo los esfuerzos que señala
la máquina. La forma de la probeta al inicio, al momento de llegar a la carga
máxima y luego de la ruptura se observa en el dibujo:
Estudio de la tracción
Ninguna construcción debe estar sometida a cargas que sobrepasen el
límite de elasticidad del material de cualquiera de sus partes, mas aún se
debe permanecer por debajo de ese límite para contar con un margen de
seguridad que permita afrontar cualquier contingencia imprevista.
Probeta: Son generalmente barras de sección regular (normalizadas tiene
un diámetro de 0.505 plg y una longitud calibrada de 2 plg), o tomarse un
tramo del producto a ensayar, por ejemplo un trozo de varilla (industrial). Sus extremidades son de mayor sección, para facilitar la fijación de la
probeta a la maquina de tracción. - En las probetas se hacen dos marcas
entre las cuales se mide la longitud l (puntos calibrados).
Esfuerzo y deformación ingenieriles
Para un material dado, los resultados de un solo ensayo son aplicables a
todo tamaño y formas de muestras, si se convierte la fuerza en esfuerzo y la
distancia entre marcas calibradas en deformación. El esfuerzo y la
deformación ingenieriles se definen mediante las ecuaciones siguientes.
Donde Ao es el área original de la sección transversal de la probeta antes
de iniciarse el ensayo, Io es la distancia original entre marcas calibradas y I
es la distancia entre las mismas, después de haberse aplicado la fuerza F.
las conversiones de carga- longitud calibrada a esfuerzo-deformación
aparecen en la tabla 6-1. La curva esfuerzo-deformación se utiliza para
registrar los resultados del ensayo de tensión
Realización del los Ensayos de Tracción.
Los ensayos de tracción, compresión y flexión pueden realizarse con una
máquina Universal Amster o similar, cuyo émbolo produce tracciones,
compresiones y flexiones a voluntad, aplicando las cargas deseadas a la
probeta colocada y sujetada en la máquina por medio de mordazas
adecuadas.
Un esquema de la máquina de ensayo de tracción se muestra en la
siguiente figura
Diagrama de rotura
por tracción
En este gráfico, se
diferencian varias
zonas: una zona
elástica, en la cual la
probeta se deforma como resultado del esfuerzo, pero si se suspende la
carga, el material recupera su forma original; una zona plástica, durante la
cual el material sufre deformaciones permanentes; una región en la cual el
material se sigue deformando aún si se suspende el esfuerzo; y finalmente
la rotura del mismo.
Ahora, definiremos algunos conceptos necesarios para aplicar en el cálculo
de esfuerzos de tracción:
Alargamiento:(ε) referido a una magnitud medida L, se determinará
mediante el cociente entre la longitud alargada (l∆) y la medida inicial (L).
Tendrá la expresión
=
Límite de elasticidad: (Eσ) es la tensión hasta la cual no se presentan
deformaciones permanentes.
Ensayo de resistencia el péndulo de charpy
Las maquinas utilizadas para el ensayo de impacto consisten
fundamentalmente de un péndulo provisto de un martillo que s eleva hasta
un altura H. la probeta se coloca en la vertical del eje de giro del péndulo,
en un soporte adecuada. Al liberar el péndulo, cae y rompe la probeta,
ascendiendo hasta una altura H´. El trabajo del péndulo será entonces:
La energía absorbida durante la rotura se expresa en Joules (J) o ft/lb. En
Europa los resultados de la prueba de impacto se expresan en unidades de
energía absorbida por unidad de área.
- Método de Charpy.
El péndulo de Charpy está construido por un martillo que pesa 22kg que
desarrolla 30Kg en el momento del choque. Su arista de choque la forman
dos caras inclinadas 30 o, unidas por un radio de 2 Mm.
Tipos de resultados:
1.Rompe la probeta => ρ; hacemos tres ensayos.
2.Dobla, no rompe, no pasa el péndulo, ρ > 30 Kg/ cm ^2. <<superior al
máximo de la máquina>>.
3. Dobla, no rompe, pasa, ρ> no rompió, dobló sin romper.
Probetas:
- Están normalizadas.
- Tienen una entalla. El péndulo golpea en la cara opuesta en la entalla.
Creep (Fluencia lenta)
Se denomina fluencia lenta o arrastramiento (en inglés, 'creep') al
incremento de deformación que sufre un material cuando le es aplicado un
esfuerzo constante σ0. El esfuerzo constante es aplicado en un tiempo t=0,
provocando deformaciones lentas o retardadas ε0. Este fenómeno se
presenta en materiales viscoelásticos, como los polímeros, y resulta de
mucha importancia en el hormigón pretensado. En función del estrés la
deformación puede ser descrita como:
Si se aplican a un material metalico, cargas pequeñas dentro del rango
elástico, a altas temperaturas y durante un tiempo prolongado, se
observará que la deformación no desaparece completamente al retirar la
carga. Persiste una pequeña deformación que no es consecuencia de un
alargamiento de los granos, sino de un ligero desplazamiento de algunos
granos respecto de otros. A este fenómeno se lo denomina "fluencia viscosa
o Creep"
-Ensayo Creep
El método más común y simple de ensayo de creep es aplicar una carga
constante a una barra en tensión o en compresión a la temperatura de
interés. La Fig. 10.3 muestra esquemáticamente una máquina para tal tipo
de ensayo.
Fig. 10.3
Los resultados de tales ensayos se pueden representar en un gráfico
deformación vs. Tiempo, que adoptan en general la forma que se muestra
en la Fig. 10.4.
Fig. 10.4.
La curva anterior es típica de un ensayo a tensión ingenieril o carga
constante. Pueden identificarse en ella tres etapas denominadas creep
primario, secundario y terciario respectivamente. Durante la etapa I o de
creep primario, la velocidad de deformación dε/dt disminuye
progresivamente hasta alcanzar un valor constante que marca el comienzo
de la etapa II de creep secundario también llamada de creep estacionario.
Finalizada esta etapa se observa un aumento de la velocidad de
deformación que conduce a fenómenos de estricción y rotura (etapa III).
Estos cambios en la velocidad de deformación se ilustran
esquemáticamente en la Fig. 10.5.
Fig. 10.5.
Curvas y esfuerzo
Aluminio
Acero corriente
Polímeros: frágil(curva A), plástico (curva B) y con elevada elasticidad (elastómero)
(curva C)
Acero 1030
Acero 1055
Hule
Acero Gris
Acero estructural
Hormigón
Yeso
Acero inoxidable
Cobre, acero fundición, acero cromo, aluminio
Vidrio
Curvas de materiales dúctiles
Curvas materiales no dúctiles
Carburo de tugteno.
yeso
Vidrio
Concreto:
Bibliografía
- Mecánica de materiales
Escrito por Russell Charles Hibbeler
- Manufactura, ingeniería y tecnología
Escrito por Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Schmid Steven R. coaut,
Gabriel tr Sánchez
-Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales
Escrito por William D. Callister, Pere Molera Solà, Marc J Anglada