Ensayo de materiales

Ensayo de materiales
Con el ensayo de los materiales deben determinarse los valores de resistencia, verificarse las propiedades y
establecerse el comportamiento de aquellos bajo la acción de las influencias externas. El factor económico
juega un rol de importancia en el campo de la fabricación en general, imponiendo un perfecto conocimiento
de los materiales a utilizar, de manera de seleccionarlos para cada fin y poder hacerlos trabajar en el límite de
sus posibilidades, cumpliendo con las exigencias de menor peso, mejor calidad y mayor rendimiento.
En los ensayos físicos se determinan generalmente la forma y dimensiones de los cuerpos, su peso específico
y densidad, contenido de humedad, etc., y en los mecánicos la resistencia, elasticidad y plasticidad, ductilidad,
tenacidad y fragilidad, etc.
Esfuerzos
La constitución de la materia de los sólidos presupone un estado de equilibrio entre las fuerzas de atracción y
repulsión de sus elementos constituyentes (cohesión). Al actuar fuerzas exteriores, se rompe el equilibrio
interno y se modifican la atracción y repulsión generándose por lo tanto una fuerza interna que tenderá a
restaurar la cohesión, cuando ello no ocurre el material se rompe.
CLASIFICACIÓN DE LOS ESFUERZOS
ESFUERZOS NORMALES
ESFUERZOS TANGENCIALES
Son generados por pares de cargas, que actúan en el
Son producidos por cargas que tienden a trasladar a
plano de las secciones transversales y tienden a
las secciones transversales en un determinado sentido
producir sus giros o deslizamientos.
Se obtiene cuando las
Se origina por efecto de
fuerzas exteriores, de igual
pares que actúan sobre los
magnitud, dirección y
ejes de las secciones
TRACCIÓN Y
sentido contrario, tienden a TORSIÓN
transversales, produciendo
COMPRESIÓN
estirar (tracción) o aplastar
el giro de las mismas en
(compresión) el material
sus planos.
según el eje en que actúan.
Tiene lugar cuando se
Las fuerzas actúan
producen pares de fuerzas
normales al eje del cuerpo,
perpendiculares al eje, que
FLEXIÓN
CORTE
provocan el giro de las
desplazando entre sí las
secciones transversales con
secciones inmediatas.
respecto a las inmediatas.
Procedimiento de ensayo de materiales
Procedimientos de ensayo
mecánico − tecnológicos
Muestran el comportamiento de los
materiales frente a las fuerzas
externas y en el mecanizado.
Solicitaciones continuas en reposo,
por impulsos, periódicamente
alternadas
Procedimientos de ensayo
metalográficos
Procedimientos de ensayo no
destructivos
Proporcionan información sobre la
Proporcionan conocimientos sobre
composición y sobre fallos (grietas,
la estructura y tipo de la textura
poros, inclusiones)
Investigación de la textura en zonas Análisis espectral, investigación
esmeriladas, con aumento al
por rayos X y ultrasonido,
microscopio
procedimiento del polvo magnético
1
Procedimientos de ensayos y tomas de probetas
Mediante los diversos procedimientos de ensayos se trata de tener una idea mas completas sobre las
propiedades de un material para decidir de ahí anticipadamente su comportamiento cuando esté sometido a las
cargas de funcionamiento y a las influencias exteriores.
Para valorar las probetas son muy importantes las dimensiones de la pieza forjada o fundida y el lugar de
donde se toma esa probeta. Las probetas siempre deben tomarse de los sitios y en las direcciones en que reina
el máximo trabajo.
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.
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 aun se debe permanecer
por debajo de ese límite para contar con un margen de
seguridad que permita afrontar cualquier contingencia
imprevista.
Diagrama de rotura por tracción
Alargamiento:() referido a una magnitud
medida L, tendrá la expresión
Límite de elasticidad: () es la tensión hasta la
cual no se presentan deformaciones
permanentes.
Límite aparente de elasticidad: () es la tensión para la que a pesar de que la deformación crece la aguja
indicadora de la máquina de ensayos se para o retrocede.
Límite de proporcionalidad: () cuando las cargas no son demasiado grandes las tensiones son proporcionales a
las dilaciones (Ley de Hooke, )
2
Carga de rotura por tracción: () se calcula refiriendo la máxima carga que resiste la probeta a la sección
primitiva.
Ley de Hooke
• Todo esfuerzo ejercido sobre un cuerpo lo deforma.
• La deformación es proporcional al esfuerzo mientras persiste la deformación.
• Recíprocamente, todo cuerpo deformado ejerce un esfuerzo mientras persiste la deformación, siendo el
esfuerzo proporcional a esta.
−
El módulo de elasticidad de un material es la relación entre las tensiones y las deformaciones correspondientes
(constantes). La tendencia moderna es sustituir E por su inversa () llamado coeficiente de alargamiento ()
Valores del módulo elástico en kg/cm2
MATERIAL
ACERO TEMPLADO
ACERO SIN TEMPLAR
HIERRO HOMOGÉNEO
BRONCE
COBRE
FUNDICIÓN GRIS
FUNDICIÓN GRAFITO
ESFEROIDAL
MADERAS DURAS
MADERAS SEMIDURAS
MADERAS BLANDAS
HORMIGÓN
2.200.000 A 2.500.00
2.000.000 A 2.200.000
1.800.000 A 2.000.000
2.000.000
1.150.000
900.000 A 1.050.000
1.700.000
80.000 A 140.000
60.000 A 80.000
40.000 A 60.000
100.000
Coeficiente de seguridad
Para impedir que un material pueda exceder su límite elástico se limita el esfuerzo a una fracción de éste, o
bien . El Divisor S es el coeficiente de seguridad, sus valores dependen de las características del material, la
naturaleza del esfuerzo y de las condiciones de trabajo. En el hierro y el acero S varía de 2 a 3 o bien de 2 a
1,5; para fundición de 7 a 10 y para maderas y las rocas de 7 hasta 20 en casos muy desfavorables.
Tensión admisible o coeficiente de trabajo
El cociente entre el límite elástico por el coeficiente de seguridad es la tensión máxima que se acepta para que
un material trabaje en condiciones de seguridad. Esta tensión se llama tensión admisible o coeficiente de
trabajo.
Si en la ecuación de equilibrio sustituimos por tendremos:
Ecuación de estabilidad que nos permitirá calcular las piezas sometidas a esfuerzos de tracción.
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Valores del Coeficiente de trabajo
Material
Hierro
Aceros − perfiles − chapas
Fundición gris
Cobre
Pino tea
Quebracho colorado
Urunday
Lapacho
Granito
Caliza
Ladrillo prensado
Ladrillo común
Hormigón simple
Hormigón armado
Tracción
750 a 1000
750 a 1800
250
400 a 600
60 a 100
120 a 140
90 a 120
80 a 100
−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−
35 a 60
Compresión
750 a 1000
750 a 1800
500 a 1000
600 a 700
40 a 60
120 a 140
90 a 120
80 a 100
40 a 60
15 a 60
10 a 12
5a6
10 a 40
35 a 75
Flexión
750 a 1000
750 a 1800
−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−
40 a 100
120 a 140
90 a 120
80 a 100
−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−
35 a 70
Corte
600 a 800
600 a 1200
200
300 a 500
10 a 35
100 a 120
80 a 100
60 a 80
−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−
35 a 60
Compresión
Mientras que en la tracción las deformaciones son alargamientos, en la compresión son acortamientos, en las
piezas cortas, y pandeos o flexiones en las piezas largas. En el primer caso el material se rompe por
aplastamiento, en el segundo por flexión.
En general los materiales de textura fibrosa como las maderas, trabajan mejor a la tracción, en cambio las de
texturas granulosas (fundición, rocas) tienen una mayor resistencia a la compresión. Las experiencias
demuestran que el hierro y el acero se comportan en la compresión en forma análoga que en la tracción. Si se
analiza un ensayo observaremos los mismos fenómenos, sucediéndose en el mismo orden que en el ensayo a
la tracción, con la única diferencia del sentido de las deformaciones. Cumpliéndose así la ley de Hooke en la
compresión lo mismo que en la tracción.
La experiencia de muestra que tanto el hierro como el acero tienen a la compresión el mismo límite elástico,
módulo de elasticidad y carga de ruptura que en la tracción. Por lo tanto debemos tomar el mismo coeficiente
de seguridad S, resultando el mismo coeficiente de trabajo o tensión admisible.
Clasificación de las cargas
TIPO DE CARGA
Estática
Dinámica
Permanente
Intermitente
Instantánea
Variable
Alternada
Concentrada
Distribuida
DEFINICIÓN
Actúa en reposo
Actúa en movimiento
Carga estática que actúa constantemente y con la misma intensidad
Carga cuya intensidad varía de cero a un máximo
Cuando actúa repentinamente con toda su intensidad, pero sin choque
Carga cuya intensidad oscila desde un mínimo que no es cero a un máximo
Su intensidad varia desde un máximo positivo a un máximo negativo
Actúa en un punto
Repartida en la superficie
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Conclusiones
• Una carga permanente menor que puede ser resistida por el material indefinidamente.
• Las cargas no permanentes menores que pueden provocar la ruptura en un tiempo muy prolongado.
• Una carga mayor que pero menor que provocará la ruptura en un tiempo tanto menor cuanto más exceda el
límite elástico.
El tiempo es máximo para cargas permanentes, menor para las variables, menor aún para las alternadas y
mínimo para las móviles.
Podemos decir así:
La resistencia del material a las cargas es inversamente proporcional a la intensidad y a la frecuencia de las
deformaciones que experimenta.
Corte simple
En un sólido prismático tenemos dos secciones infinitamente próximas (m) y (n), aplicando en los centros de
gravedad las fuerzas P1 y P2 de sentido contrario, las secciones se deslizarán una respecto a al otra. Si
suponemos fija la sección (m), la (n) se deslizará ocupando la molécula (b) la nueva posición (1b). El
desplazamiento por unidad de longitud será:
Llamemos Q al esfuerzo de cortadura y admitamos que se reparte uniformemente en toda el área de la sección
A. La tensión tangencial de corte será:
(ecuación de equilibrio)
Por analogía con la tracción se admite que la relación es una constante llamada módulo de elasticidad
tangencial G.
Los ensayos han demostrado que la resistencia a la cortadura del hierro y del acero es igual a 4/5 de la
resistencia a la tracción. Se admite que el límite elástico al corte es también igual a 4/5 del límite elástico a la
tracción. En consecuencia, el coeficiente de trabajo al corte ad debe tomarse igual a 4/5 de ad en esos
materiales.
Flexión
En la flexión obran fuerzas
perpendiculares al eje recto de la
barra o viga, el plano de carga corta
a las secciones transversales en la
flexión simple, según un eje
principal, que cuando se trata de
una sección transversal simétrica, es
su eje de simetría, cuando se trata
de flexión disimétrica, el plano de
las cargas corta a las secciones
transversales según rectas que no
son ejes principales, sibien siguen
pasando por el sector de gravedad
de cada sección.
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Vigas
Llamamos viga a una estructura que reposa sobre uno o más apoyos y que trabajan a la flexión. Estas vigas
tienen dos apoyos uno fijo y otro móvil que permite la libre dilación. La distancia entre ejes de apoyo se llama
luz de la viga.
Cálculo de reacciones
Consideremos una viga apoyada en sus extremos
A y B, de luz L solicitada por una carga vertical P
concentrada en la sección C a la distancia X del
apoyo izquierdo.
La carga P y las dos reacciones en los apoyos RA
y RB deben formar un sistema de fuerzas en
equilibrio; como P es vertical RA y RB también
deben serlo. Estando P dirigida hacia abajo
(negativa) las reacciones tendrán sentidos
contrarios (positivas) y sus intensidades serán
incógnitas.
Para simplificar el problema se toman los apoyos para determinar los momentos. Tomando el apoyo B
tendremos:
RA − P + RB = 0 (1)
RA.L − P(L−X) + 0 = 0
(2)
reemplazando (2) en (1):
Cuando X = L/2: RA = RB = P/2
Esfuerzo de corte
El esfuerzo de corte de una sección cualquiera de una viga es igual a la suma algebraica de las fuerzas situadas
a la izquierda de la sección considerada. Llamando Qc al esfuerzo de corte tendremos:
Qc = RA − P1 = P2 − RB
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Momento flexor
El momento flexor e igual a la suma algebraica de los momentos de las fuerzas situadas a la izquierda de la
sección tomados con respecto al centro de gravedad de la sección considerada.
Cuando la sección considerada se encuentra a la mitas de la distancia de los apoyos el momento flexor será
máximo y se calculará como:
Cuando la carga se encuentra uniformemente repartida el momento flexor máximo será:
Clasificación de la flexión
Se dice que una pieza trabaja a la flexión cuando está solicitada por fuerzas que tienden a curvar su eje
longitudinal.
Un sólido prismático de sección constante o variable trabaja a la flexión simple cuando:
• La sección tiene por lo memos un eje de simetría.
• El plano de las fuerzas contiene al eje longitudinal y a uno de simetría.
• La resultante de todas las fuerzas es normal al eje longitudinal.
• Cuando la resultante fuera oblicua al eje longitudinal el sólido trabajará a la flexión compuesta.
Ecuación de estabilidad de la flexión simple
(módulo resistente) = (momento flexor máximo)
(tensión admisible)
Valores del coeficiente de trabajo en la flexión [kg/cm2]
Material
Carga permanente
Carga variable
Acero al carbono
1400 a 1800
1000 a 1400
Madera dura
100 a 120
80 a 100
Madera blanda
30 a 60
30 a 50
Carga móvil
600 a 1000
70 a 80
20 a 30
Ensayo de flexión
El ensayo de flexión se emplea preferentemente en la fundición gris y más raramente en el acero, pero recibe
también empleo en la madera, en el hormigón y en otros elementos constructivos. Generalmente se lleva a
cabo disponiendo la barra a ensayar de modo que quede libremente apoyada sobre rodillos en ambos extremos
y cargándola en el centro.
En materiales tenaces no se puede determinar nada mas que el límite de flexión por poderse doblar en 180º sin
rotura, adquiriendo forma de U. En los materiales agrios se puede llegar a la rotura y con ello calcular la
resistencia a la flexión partiendo del momento flexor máximo y del módulo resistente:
Esta relación que da como supuesto el cumplimiento de la ley de Hooke, se emplea también en materiales que
no siguen esta ley. Por esta razón en la fundición gris y en hormigón la resistencia a la flexión es
notablemente mas elevada que la resistencia a la tracción. En la madera es menor que la resistencia a la
tracción porque la fibras s doblan en la parte comprimida.
Ensayo de resiliencia por flexión
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Se ensaya el comportamiento a la rotura que muestra un material as ser sometido a la flexión por golpe en un
punto entallado; siendo este un ensayo dinámico.
El ensayo se realiza en un dispositivo de péndulo que consiste en golpear con un martillo en el centro de una
probeta apoyada en dos puntos. Después de la percusión el trabajo realizado se marca en un indicador.
El trabajo de resiliencia es:
Av = Pg . (h1 − h2) en Joule
Teniendo en cuenta la sección de ensayo S se puede calcular la resiliencia aK.
Ejemplo: Pg = 250N h1 − h2 = 0,2m S = 1cm2
Los ensayos de resiliencia por flexión se realizan desde el acero hasta el acero moldeado para determinar la
tenacidad y deformabilidad, calcular el envejecimiento y controlar los procesos de tratamientos térmicos. Los
materiales tenaces exigen un elevado trabajo de resiliencia y los frágiles uno pequeño.
Torsión
Cuando un sólido prismático está solicitado por fuerzas de sentido contrario que tienden a hacerlo girar
alrededor de su eje geométrico, trabaja a la torsión.
Si las fuerzas actúan en planos normales constituyendo una o varias cuplas el sólido trabaja a la torsión simple
en estado de tensión lineal.
Cuando en lugar de las cuplas, las fuerzas tienen una resultante, la torsión es compuesta pudiendo estar la
pieza en estado de tensión lineal, plano o cúbico según las condiciones de trabajo.
Torsión simple
Se presenta el caso si tenemos en la pieza dos secciones normales en cada una de las cuales actúa una cupla
cuyos sentidos sean contrarios.
Ecuación de equilibrio de la torsión simple
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(momento torsor)
(momento de inercia polar)
Sustituyendo por el coeficiente de trabajo a la torsión simple tendremos la ecuación de estabilidad:
Los valores de adm varían entre límites muy amplios según la calidad del material y las condiciones de
trabajo.
Valores de adm a la torsión simple en Kg/cm2
Acero Siemens
Material
Hierro dulce
Martín
adm
120
200 a 400
Acero Thomas
Acero Moldeado
300 a 460
160 a 300
Árboles de transmisión
Se designa así a piezas destinadas a transmitir movimientos de rotación. Considerándolo de sección circular su
diámetro será:
Calculo del diámetro en función de la potencia
Los árboles de transmisión se construyen generalmente en aceros cuyos coeficientes de trabajo para cargas
intermitentes y alternadas varían de 300 a 400 Kg/cm2.
N=CV n= rpm
Pandeo
A una barra de eje recto y sección pequeña respecto a su longitud la colocamos en posición vertical y le
aplicamos una carga en el eje. La pieza debe sufrir un acortamiento y romperse por compresión, sin embargo
no es así, toma una curvatura lateral y se rompe por flexión. Esta flexión lateral a la dirección del esfuerzo se
la llama pandeo.
Fórmula de Euler
Considerando una pieza recta en posición vertical apoyada en ambos extremos en forma que pudiera girar en
este plano pero sin desplazarse de los apoyos y cargada en sentido del eje, Euler dedujo por medio del cálculo
diferencial su fórmula:
P: carga que puede soportar la pieza en kilos sin peligro de pandear
K: coeficiente que depende de la forma del apoyo
S: coeficiente de seguridad que depende del material
: 10
E: módulo de elasticidad en Kg/cm2
J: Menor momento de inercia de la menor sección en cm4
L: longitud de la pieza en cm
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Los valores de K son:
1er. Caso:
pieza
empotrada en
la base y libre
en el extremo.
K = 1/4
2do. Caso:
Pieza
articulada en
ambos
extremos. K
=1
3er. Caso:
pieza
articulada en
un extremo y
empotrada
en le otro. K
=2
4to. Caso:
Pieza
empotrada
en ambos
extremos. K
=4
Valores del coeficiente de seguridad
Aceros: 2,5 a 5
Fundición: 6 a 7
Maderas: 7 a 10
Ensayo de dureza
La dureza de un material es la resistencia que opone
a la penetración de un cuerpo más duro.
La resistencia se determina introduciendo un cuerpo
de forma esférica, cónica o piramidal, por el efecto
que produce una fuerza determinada durante cierto
tiempo en el cuerpo a ensayar. Como indicador de
dureza se emplea la deformación permanente
(plástica)
Ensayo de dureza Brinell (HB)
Se comprime una bola de acero templada, de diámetro 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:
P: fuerza en kgf o n F: superficie de la huella en mm2
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.
a: grado de la carga D: diámetro de la bola en mm2
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.
10
Cargas y diámetro de esfera usadas para el ensayo de dureza Brinell
Diámetro de la
esfera D en mm
Carga en Kg
10
5
2,5
Signo abreviado
3000
750
187,5
HB 30
30 D2
1000
250
62,5
HB 10
10 D2
500
125
31,2
HB 5
5 D2
250
62,5
15,6
HB 2,5
2,5 D2
En los aceros al carbono la resistencia a la tracción es B " 0,36 HB, y en los aceros de aleación es B " 0,34
HB. Para los metales distintos de hierro no pueden deducirse la resistencia directamente de la dureza.
Ensayo de dureza Vickers (HV)
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 superficie en mm2 de la huella de la pirámide
según la fórmula:
La diagonal (d) es el valor medio de las diagonales de la
huella (d1) y (d2).
Dureza Rockwell (HRc) ó (HRb)
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.
Ensayo de dureza por rebote
Se deja caer un martillo sobre la superficie del cuerpo que se ensaya y cuanto más duro es el cuerpo, mayor es
la altura a la que llega el martillo a rebotar. Esta altura da la medida de la dureza.
Ensayo de dureza Poldi
11
Se comprime una esfera de acero al mismo tiempo
sobre el cuerpo que se ensaya y sobre una placa que
sirve de comparación, ya sea por la presión de un
tornillo de banco, ya por medio de un golpe de
martillo. Se miden las dos huellas así obtenidas y por
medio de una tabla de reducción se obtiene la dureza
Brinell.
Ensayo de la chispa de esmerilado
Si se acerca una probeta de acero a una muela de esmeril en
movimiento, los granos de la muela arrancan pequeñas
partículas de acero calentándolas hasta la temperatura de
fusión. Las partículas proyectadas dejan tras de sí una estela
corta o larga, continua o interrumpida, en función de la
presión ejercida y la posición de la probeta, distinguiéndose
las formas de púas, floreadas, de aspa, de gota y de lanza.
Las probetas templadas dan generalmente una chispa algo
mas clara y viva que las mismas probetas en estado recocido o
bonificado.
Los aceros para herramientas aleados con molibdeno
producen estelas terminadas en punta de lanza. El acero
aleado con cromo y vanadio da estelas interrumpidas con
chispas terminadas en formas de lenguas. Los aceros rápidos
producen haces de trazos casi sin explosiones de carbono.
El material a ensayar puede determinarse mejor si al mismo
tiempo, o poco después, se esmerila un acero cuya
composición sea la misma y se compara con la probeta.
Ensayos tecnológicos
En estos ensayos suelen considerarse solamente la capacidad de
deformación a la temperatura ordinaria o a la temperatura de forja, sin
medir la fuerza ni el trabajo.
El ensayo de doblado sirve par demostrar la facilidad de curvar el
material a la temperatura ordinaria.
La forjabilidad de obtiene forjando un acero plano repetidamente,
calentándolo, hasta que aparezcan grietas en los bordes. El
ensanchamiento debe ser de 1 a 1 ½ veces la anchura primitiva sin que
aparezcan grietas.
La facilidad de soldadura en la fragua se prueba soldando por
recubrimiento dos barretas de ensayo en la forma acostumbrada en los
talleres. De un modo análogo debe ensayarse la soldadura con gas o de
arco voltaico, así como con electrodos, para ver la calidad de la misma.
Junto con la resistencia y la deformabilidad de las probetas soldadas, en
las soldaduras de aceros a mas de 500Kg/mm2 es necesario ensayar si el
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material soldado admite sin agrietarse trabajos de calado a presión.
El ensayo de doblado en un sentido y en le otro se lleva a cabo para los
alambres y planchas delgadas.
Las planchas que deben sufrir deformaciones muy fuertes por
embutición o prensado se someten al ensayo de embutido.
Con el aparato de embutir de Erichsen se clava un macho redondeado en
la plancha de ensayo colocada entre la matriz y el sujetador, midiendo la
profundidad a que baja el macho hasta que la plancha se agrieta.
Los roblones se ensayan para hallar su facilidad de estampación por
medio de recalcado en frío y en caliente.
Los tubos se prueban abocardándolos con un macho cónico y además
rebordeándolos. Sus tensiones interiores se prueban aserrándolos según
su generatriz y viendo si tiende a abrirse o a cerrarse al corte.
Procedimiento de ensayo metalográfico
Por ensayo metalográfico se entiende la obtención y valoración de
micrografías. Las probetas de material se rectifican y pulen con el fin
de eliminar las rugosidades procedentes de la fabricación y poder
reconocer fallos del material tales como: inclusiones de escoria, óxidos
y sulfuros, así como grietas, poros y burbujas de gas.
Si se aplican ácidos a la superficie (soluciones mordientes), se
colorean los componentes de la textura o se vuelven rugosos. Bajo la
acción de una fuente de luz, las probetas tratadas de esta forma, vistas
al microscopio muestran diferencias de luminosidad, debido a que los
colores o irregularidades reflejan la luz de forma distinta. En cierto
modo aparece la imagen de la textura.
Procedimientos de ensayos no destructivos
Ensayo del polvo magnético
Se emplea para determinar grietas, inclusiones de
cuerpos extraños y poros en la superficie o en sus
proximidades. Con un aparato magnetizador se crea en
la probeta un campo magnético intenso. Como polvo
magnético se utiliza polvo de hierro coloreado, que se
espolvorea encima de la pieza.
En los puntos donde hay grietas o poros se distorsionan
las líneas de fuerza y el polvo de hierro se acumula.
Ensayo con rayos X
Los rayos X y los rayos gamma atraviesan los
cuerpos sólidos. La imagen, ya sea sobre una
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pantalla o sobre una placa fotográfica, de los rayos
que atraviesan el material, permiten ver todos los
puntos de fallo, tales como poros, grietas, escoria en
los cordones de soldadura, etc.
Ensayos ultrasónicos
En el ensayo de materiales con ultrasonido se utilizan ondas
ultrasónicas con frecuencias del orden de 10 millones por
segundo. Una cabeza emisora transmite las ondas hasta la
pieza que se está ensayando. Las ondas se propagan en el
material, encuentran una grieta u otro fallo y se produce una
reflexión. Un receptor percibe las ondas reflejadas e indica el
punto del fallo
Procedimiento de penetración
Se emplea para señalar fallos tales como grietas, arrugas, poros y fallos de aglomeración que aparecen a
menudo en la superficie de las piezas.
Después de una limpieza previa se aplica el producto penetrante, por ejemplo un colorante rojo, por rociado o
a brocha, sobre la pieza a ensayar. El producto que queda en la superficie de ensayo se elimina mediante un
limpiador intermedio (disolvente líquido o en bruma de vapor).
Después del lavado intermedio se aplica un revelador que aspira hasta la superficie el producto que ha
penetrado y que se ha quedado en los puntos de los fallos, y que además está fuertemente coloreado, lo cual
produce una señal clara y visible.
E.E.T. Nº 477 COMBATE DE SAN LORENZO
Modulo 2 − Materiales y ensayos −
_____________________________________________
7
m
n
P1
P2
m
n
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