Ensayo En Los Materiales.docx

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO.

FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

Resistencia de Materiales Tema: Ensayo de los Materiales Nombre: Cristhian Ilbay (2282) Docente: Ing. Santiago Choto Fecha de entrega: 2 019 - 03 - 13

Período lectivo: Marzo – Julio 2019

ENSAYO EN LOS MATERIALES Para poder definir un uso específico para los materiales estos deben ser sometidos a diversas pruebas adecuadas para la aplicación que serán útiles, bien sean estas a esfuerzos extremos, vibraciones, cambios de temperatura, tensiones, compresiones o incluso una combinación de esfuerzos. Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades mecánicas de un material como: 

Elasticidad



Embutibilidad



Ductilidad



Dureza



Resiliencia



Maleabilidad

Y pueden ser Ensayos destructivos o Ensayos no destructivos, estos últimos muy importantes en los controles de calidad. Ensayos no destructivos (END) Son una serie de ensayos cuya finalidad es conocer y evaluar el estado de los materiales sin afectar las propiedades y funcionalidad de los mismos. -

Inspección Visual: es el método más común de inspección y permite observar salpicaduras, existencia de cenizas, distorsiones por excesivo calentamiento, grietas, es adecuada para todos los materiales y se realiza mediante calibres especiales, gafas de aumento, linternas, etc.…

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Líquidos Penetrantes: es válido para todo tipo de materiales y se analiza la superficie de una pieza para recubriendo la superficie por una solución coloreada o fluorescente para posteriormente eliminar el exceso y aplicar un revelador el cual actúa como un secante, destacando fácilmente las imperfecciones superficiales, ya sea por la aparición de vivos colores como después de aplicar luz UV.

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Pruebas Ultrasónicas-Emisiones Acústicas: basada en la transmisión de longitudes sonoras de alta frecuencia en el interior del material para detectar imperfecciones. Se estudian las ondas emitidas y el desplazamiento en el tiempo

para detectar las reflejadas, y posibles alteraciones indican imperfecciones. Es aplicable a todo tipo de material. -

Partículas Magnéticas: se lleva a cabo induciendo un campo magnético a un material ferromagnético, y entonces espolvoreando en la superficie partículas de Fe. Las imperfecciones superficiales modifican el campo y las partículas de hierro se concentran en los defectos es aplicable sólo a materiales ferromagnéticos y los defectos superficiales son perpendiculares a las líneas de campo.

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Radiografías: implica la utilización de radiación gamma o rayos-X para examinar los defectos internos. Se requieren de máquinas con fuentes de radiación que atraviesan el material y producen una “imagen negativa” en una película o film. La radiografía muestra la solidez interna de los materiales examinados. Las posibles imperfecciones se muestran como cambios en la densidad en la película de la misma manera que se aprecian los “huesos rotos”.

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Corrientes de Eddy: es útil para materiales conductores donde las corrientes eléctricas son generadas por un campo magnético alterno. Interrupciones en las líneas de corriente eléctrica (Corrientes de Eddy) debidas a la existencia de imperfecciones producirán cambios en el campo magnético inducido por lo cual es perfecta para la detección de defectos internos.

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Termografía: intervienen las cámaras termográficas como instrumento de medición y una fuente de calor como excitación (parte activa). Su objetivo es la detección de defectos sub superficiales, como pueden ser fallos de pegado, delaminaciones, burbujas de aire, soldaduras defectuosas, etc.

Ensayos Destructivos (ED) es aquel que deteriora la pieza que inspecciona, pero dependiendo del tipo de ensayo, la pieza experimentara desde una leve marca, a una deformación permanente o incluso su rotura parcial o total. ENSAYO DE TENSIÓN O TRACCIÓN: Es adecuado para conocer las cargas que pueden soportar los materiales, se efectúan ensayos para medir su comportamiento en distintas situaciones. El ensayo destructivo

más importante es el ensayo de tracción, en donde se coloca una probeta en una máquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra móvil. Se procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza móvil. La máquina de ensayo impone la deformación desplazando el cabezal móvil a una velocidad seleccionable. La celda de carga conectada a la mordaza fija entrega una señal que representa la carga aplicada, las máquinas poseen un plotter que grafica en un eje el desplazamiento y en el otro eje la carga leída. ENSAYO DE COMPRESIÓN: Es un ensayo técnico para determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría de los casos se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarse sobre cualquier material. Se suele usar en materiales frágiles. La resistencia a compresión de todos los materiales siempre es mayor que a tracción. Para lo cual se deben preparar probetas normalizadas que se someten a compresión en una máquina universal. El esfuerzo de compresión es una presión que tiende a causar una reducción de volumen. Los ensayos practicados para medir el esfuerzo de compresión son contrarios a los aplicados al de tensión, con respecto a la dirección y sentido de la fuerza aplicada. Tiene varias limitaciones: 

Dificultad de aplicar una carga concéntrica o axial.



Una probeta de sección circular es preferible a otras formas.

ENSAYO DE IMPACTO: Los ensayos de choque determinan, pues, la fragilidad o capacidad de un material de absorber cargas instantáneas, por el trabajo necesario para producir la fractura de la probeta de un solo impacto. Constituye un índice comparativo de su plasticidad, con respecto a las obtenidas en otros ensayos realizados en idénticas condiciones, dado que no admite otra condición de comparación o semejanza. Por lo tanto, deben tenerse muy en cuenta los distintos factores que producen el efecto fragilizante.

Otra aplicación es la de comprobar los distintos grados de revenido que pueden alcanzarse en los aceros, como también verificar el correcto recocido o forjado de los mismos. Los ensayos dinámicos de choque se realizan generalmente en máquinas denominadas péndulos o martillos pendulares, en las que se verifica el comportamiento de los materiales al ser golpeados por una masa conocida a la que se deja caer desde una altura determinada, realizándose la experiencia en la mayoría de los casos, de dos maneras distintas según que la probeta rompa por flexionamiento o por deformación longitudinal. Los valores obtenidos en estos ensayos son únicamente comparables, en materiales con propiedades similares ya sean siempre dúctiles o frágiles, cuando se realizan sobre el mismo tipo de probeta y en idénticas condiciones de ensayo. ENSAYO DE FATIGA: La fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. La fatiga es una forma de rotura que ocurre en estructuras sometidas a tensiones dinámicas y fluctuantes. Puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia a tracción o el límite elástico para una carga estática. Es muy importante ya que es la primera causa de rotura de los materiales metálicos. En este caso se aplicarán END a las piezas a fin de obtener información que muestre el grado de fatiga que presenta dichas piezas. ENSAYO DE DUREZA O PENETRACIÓN: La dureza se mide utilizando un durómetro para el ensayo de penetración. Dependiendo del tipo de punta empleada y del rango de cargas aplicadas, existen diferentes escalas, adecuadas para distintos rangos de dureza. Por medio de este método obtenemos características mecánicas importantes en forma rápida y no destructiva y permiten realizar en piezas ya elaboradas. En el Ensayo de penetración se define la dureza como la resistencia a la penetración o resistencia a la deformación plástica que opone un material a ser presionado por un penetrador determinado y bajo la acción de cargas preestablecidas.

Escalas de Dureza -

Dureza Brinell: Consiste en comprimir sobre la superficie del material a ensayar una bolilla de acero muy duro durante un cierto tiempo (t) produciendo una impresión con forma a casquete esférico. Resulta de dividir la carga aplicada por la superficie dada del casquete.

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Dureza Rockwell: Se calcula la dureza en base a la profundidad de penetración y la carga total no se aplica en forma continua. Hay una carga inicial y otra adicional (varía según las condiciones de ensayo). El valor se obtiene en directa del dial del indicador. La dureza está dada por el incremento de penetración debido a la acción de la carga adicional y una vez suprimida ésta.

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Dureza Rockwell superficial: existe una variante del ensayo, llamada Rockwell superficial, para la caracterización de piezas muy delgadas, como cuchillas de afeitar o capas de materiales que han recibido algún tratamiento de endurecimiento superficial.

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Dureza Vickers: Es semejante a la de Brinell o sea su valor depende de la carga aplicada y de la superficie de la impronta o huella. Las cargas varían de 1 a 120 kgf y el penetrador es una punta de diamante con forma piramidal.

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Dureza Webster: emplea máquinas manuales en la medición, siendo apto para piezas de difícil manejo como perfiles largos extruidos. El valor obtenido se suele convertir a valores Rockwell.

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Dureza Shore: emplea un escleroscopio. Se deja caer un indentador en la superficie del material y se ve el rebote. Es adimensional, pero consta de varias

escalas. A mayor rebote -> mayor dureza. Aplicable para control de calidad superficial. Es un método elástico, no de penetración como los otros. EL ENSAYO DE TERMOFLUENCIA: Determina la fluencia o el cambio continuo en la deformación de un material, a temperaturas elevadas. De gran importancia en la selección del material para fabricar partes que transmiten potencia en máquinas a altas temperaturas. Consiste en someter a un esfuerzo constante a una probeta cilíndrica que se ha colocado previamente dentro de un horno para aumentar su temperatura. Cuando se aplica el esfuerzo de tensión la probeta se deforma obteniéndose así ε1 que luego se compara con la deformación unitaria ε a temperatura normal.

BIBLIOGRAFÍA 1. Federación de enseñanza de CC.OO de Andalucia. https://www.feandalucia.ccoo.es. [En línea] Mayo de 2011. [Citado el: 13 de Marzo de 2019.] https://www.feandalucia.ccoo.es/docu/p5sd8427.pdf. 1969-4023. 2. Universidad Carlos III de Madrid. http://ocw.uc3m.es. [En línea] [Citado el: 12 de Marzo de 2019.] http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/tecnologia-de-materiales-industriales/bloque-iii/Tema8Ensayos_no_destructivos.pdf. 3. Álava Ingenieros. http://www.grupoalava.com. [En línea] [Citado el: 12 de Marzo de 2019.] http://www.grupoalava.com/ingenieros/productos/termografia-activa-end/. 4. PDFCOKE. https://es.pdfcoke.com. [En línea] 4 de Septiembre de 2012. [Citado el: 12 de Marzo de 2019.] https://es.pdfcoke.com/doc/104918936/ENSAYO-DE-MATERIALES-docx. 5. SGS España. https://www.sgs.es. [En línea] Agosto de 2008. [Citado el: 12 de Marzo de 2019.] https://www.sgs.es/-/media/local/spain/documents/brochures/ensayo-de-materiales.pdf.