República Bolivariana de Venezuela Universidad Experimental Politécnica De la Fuerza Armada Bolivariana (Unefa) 4 Semestre Núcleo-Monagas RESISTENCIA DE LOS MATERIALES Prof: Obed Velásquez Bachilleres: Oliver león José Calzadilla Introducción La resistencia de materiales clásica es una disciplina de la ingeniería mecánica, la ingeniería estructural, la ingeniería civil y la ingeniería de materiales que estudia la mecánica de sólidos deformables mediante modelos simplificados. La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo. Un modelo de resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas. Generalmente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular. Para el diseño mecánico de elementos con geometrías complicadas la resistencia de materiales suele ser abundante y es necesario usar técnicas basadas en la teoría de la elasticidad o la mecánica de sólidos deformables más generales. Esos problemas planteados en términos de tensiones y deformaciones pueden entonces ser resueltos de forma muy aproximada con métodos numéricos como el análisis por elementos finitos. Rockwell B: Se aplica a materiales blandos (60-150 HV) y se utiliza un penetrador de bola (B) de 1.59 mm (1/16'') de diámetro. La dureza obtenida se expresa de la siguiente forma: 62 HRB Donde 62 es la dureza obtenida. El procedimiento que se sigue es el siguiente: Se aplica una carga de 10 Kp iniciales para obviar los errores debidos a la superficie del material a ensayar. Esta fase produce una huella h1. Aplicamos la carga restante, 90 Kp, para completar la del ensayo (100 Kp) a velocidad constante (en aproximadamente 15 segundos). En esta fase se obtiene una huella h2. Transcurridos 15″, eliminamos la carga aplicada de 90 kp, para que quede con la inicial, 10 Kp. En esta fase se obtendría la huella h3, inferior a h2, debido a que la pieza recupera la deformación elástica, aunque perdura la deformación plástica. HRB = 130 – E La máxima penetración que produce el durómetro es de 0’2 mm. Estando la escala del medidor dividida en 100 partes, la unidad de penetración “e” equivaldría a 0’002 mm ; es decir, cada división de las escalas equivaldrían a 2 micras. 1 e = 1 división = 0’000002 m. Por tanto, dando e en milímetros hay que dividirlo entre 0,002 para podérselo restar a 130 y obtener así la dureza correcta. Objetivos General: Estudiar la influencia de las variables en los ensayos que miden la dureza y la resistencia de un metal Al ser penetrado su superficie el tipo de material del penetrador y su material de construcción Específicos: Estudiar la dureza rockwell , determinar la dureza del material. la profundidad 1) ¿Que significa el término dureza de un material? Dureza se refiere a aquello que es duro, resistente y que carece de flexibilidad. La dureza es el obstáculo o impedimento que presentan algunos materiales cuando se desea alterar su condición física debido a la cohesión de sus átomos. Es decir, es difícil de rayar, penetrar, desgastar, romper, deformar o abrasar. Por ejemplo, el metal es un material que tiene una gran dureza en comparación al plástico. Generalmente, dureza es un término que se acostumbra a usar en mineralogía y geología para referirse a la dureza y el grado de resistencia que posee un mineral al ser rayado o penetrado por otro material. Por ejemplo, “El cristal se caracteriza por su dureza”. 3) ¿Cuál es el material mas duro: natural o sintético? Especifique su respuesta Carbino: A pesar de que es sólo es una cadena de átomos individuales, el carbino tiene el doble de resistencia a la tracción que su predecesor el grafeno, y tres veces la rigidez a la tracción que el diamante. Se calcula que este increíble material es 200 veces más fuerte que el acero. 4) Explique en que forma de análisis los términos macro dureza, mircro dureza y nano dureza Hay que distinguir entre procesos estáticos y dinámicos para medir la dureza. Todos se refieren al mismo principio: un cuerpo penetrador es presionado continuamente en el material con una fuerza de prueba determinada. Se medirá la deformación local que se origina en la parte plástica y elástica. Las mediciones estáticas determinan solamente la parte de la deformación plástica. Según la magnitud de la fuerza de prueba se diferencia: macro dureza (fuerza F > 30 N), dureza de pequeña carga (2 - 30 N) y micro dureza (< 0,5N). La medición de dureza con Brinell, Vickers o Rockwell pertenece a los procesos de medición de dureza estáticos. En los procesos dinámicos (método de dureza Shore o martillo pendular) se hace chocar un cuerpo penetrador en la parte a medir con una energía cinética desde un intervalo definido. Así se comprueban tuberías, ejes de turbinas o piezas fundidas. Los ensayos de microdureza son de gran uso práctico en metalografía y permiten efectuar determinaciones en materiales en donde no pueden emplearse otros métodos. La penetración en estos casos es del orden de los micrones (1 micrón = 1m = 0,001mm), por lo que pueden ensayarse chapas extremadamente delgadas, determinar la dureza del filo de una herramienta de corte, de tratamientos superficiales de los metales (nitrurados, cementados, etc) y de los recubrimientos aplicados por electrodeposición. Los ensayos de microdureza se realizan empleando penetradores de diamante Vickers o Knoop en máquinas de alta apreciación y sensibilidad, con las que pueden aplicarse cargas de 1 gr a 1000 gr. Se emplea el penetrador piramidal Vickers de la Fig. 3 y la dureza se determina por la ecuación precedente, solo que en este caso, por la gran sensibilidad del método, la constante se toma con mayor exactitud (2 sen(68º) = 1,85436). Existen distintas formas de preparación de muestras de piezas dentarias para la observación al Microscopio Electrónico de Barrido (MEB). Pueden obtenerse muestras de tejidos duros dentarios mediante fractura o desgaste. Dentro de las técnicas por desgaste, la inclusión en polímeros permite obtener un plano de registro adecuado para la identificación de estructuras, el análisis químico elemental y los ensayos de dureza superficial a nivel de la nanoescala. El objetivo del trabajo fue describir la secuencia de pasos técnicos para la preparación de muestras que puedan ser utilizadas en Microscopía Electrónica de Barrido con sonda de Espectroscopia de Energía Dispersiva (EDS) y nanodureza. 5) ¿ Qué pasa en un material cuando se le aplica una carga para dureza y la profundidad de la huella es muy baja? El ensayo de dureza se utiliza con frecuencia para evaluar la profundidad de la dureza en aceros de superficie endurecida. Estos ensayos se realizan mediante una serie de impresiones de dureza desde el borde de la muestra seccionada hasta el centro. La progresión de la dureza se refleja en un gráfico y se calcula la distancia entre la superficie y el llamado límite de dureza (HL). Cuando realice una progresión de dureza, es importante respetar las normas de espaciamiento de los penetradores. La retención de borde es necesaria durante la preparación mecánica de las muestras a fin de garantizar una medición precisa de la profundidad de huella endurecida. Profundidad de huella = Distancia entre la "superficie" y el "límite de dureza" Conclusión En el ámbito de la química, se conocen como metales o metálicos a aquellos elementos de la Tabla Periódica que se caracterizan por ser buenos conductores de la electricidad y del calor, poseer altas densidades y ser generalmente sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio). Muchos además pueden reflejar la luz, lo cual les otorga su brillo característico. Los metales son los elementos más abundantes de la Tabla Periódica y de la corteza terrestre: de los 118 conocidos apenas 25 son no metálicos. Algunos de ellos suelen hallarse en estado de mayor o menor pureza en la naturaleza, mientras que la mayoría forman parte de minerales del subsuelo terrestre, de los cuales deben ser separados artificialmente.Los metales presentan enlaces característicos: enlaces metálicos (los que forman moléculas de un mismo elemento metálico entre sí) o enlaces iónicos (por préstamo de electrones). Las sales constituidas a partir de elementos metálicos forman iones electropositivos (cationes) en una disolución.Debe aclararse que incluso las aleaciones de un metal con otro (o con un no metal) continúan siendo materiales metálicos, como es el caso del acero y el bronce, aunque sean mezclas y no sustancias.
