Ensayos mecánicos
de los
materiales
Introducción
• Cuando un técnico proyecta una estructura metálica,
diseña una herramienta o una máquina, define las
calidades y prestaciones que tienen que tener los
materiales constituyentes. Como hay muchos tipos de
aceros diferentes y, además, se pueden variar sus
prestaciones con tratamientos térmicos, se establecen
una serie de ensayos mecánicos para verificar
principalmente la dureza superficial, la resistencia a los
diferentes esfuerzos que pueda estar sometido, el grado
de acabado del mecanizado o la presencia de grietas
internas en el material.
• Hay dos tipos de ensayos, unos que pueden ser
destructivos y otros no destructivos.
Ensayos destructivos
• Hay tres tipos:
– Estáticos: de dureza al rayado, de dureza por
penetración estática, de dureza dinámicos, de
tracción, de compresión, de cizallamiento, de
pandeo, de torsión y de flexión.
– Dinámicos: de resistencia al choque y de
fatiga.
– Tecnológicos: de chispa, de plegado, de
embutición y de forja.
Ensayos no destructivos
-
Líquido penetrante
Magnéticos
Corrientes de Eddy
Ultrasónicos
Termografía
Emisión acústica
De dureza al rayado
• Se denomina dureza Brinell a la
medición de la dureza de un
material mediante el método de
indentación, midiendo la
penetración de un objeto en el
material a estudiar.
• Este ensayo se utiliza en
materiales blandos (de baja
dureza) y muestras delgadas.
De compresión
• El esfuerzo de compresión es una presión
que tiende a causar en algunos casos una
reducción de volumen, siempre manteniendo
una masa constante. Cuando se somete un
material a una fuerza de flexión, cizalladora o
torsión actúan simultaneamente tensiones de
tracción y compresión.
De pandeo
• El pandeo es un fenómeno de inestabilidad
elástica que puede darse en elementos
comprimidos esbeltos, y que se manifiesta
por la aparición de desplazamientos
importantes transversales a la dirección
principal de compresión.
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.
De plegado
• El ensayo de doblado consiste en
doblar una probeta de un material
hasta que aparezcan grietas o
fisuras, midiéndose el ángulo
donde tales alteraciones se han
producido.
• Este tipo de ensayo proporciona
conocer la acritud de los diferentes
materiales y como consecuencia
conocer la forma en que se puede
trabajar con ellos.
Líquido penetrante
• Mediante la inspección con líquido
penetrante o técnica de tinte penetrante,
pueden detectarse discontinuidades como
grietas que entran en la superficie.
• Un tinte líquido es atraído por acción
capilar hacia una grieta delgada, que de
otra manera resultaría invisible.
Magnéticos
• Las discontinuidades
cerca de la superficie los
materiales
ferromagnéticos se
pueden detectar
mediante pruebas con
partículas magnéticas.
Se induce un campo
magnético en el material
a probar produciendo
líneas de flujo.
Corrientes de Eddy
• Las pruebas con corrientes de Eddy se
basan en la interacción entre el material y
un campo electromagnético. Una corriente
alterna fluyendo a través de una bobina
conductora produce un campo
electromagnético.
Ultrasónicos
• Un material puede, a la vez,
transmitir y reflejar ondas
elásticas. Un transductor
ultrasónico hecho de cuarzo,
titanato de bario o sulfato de
litio aprovecha el efecto
piezoeléctrico para introducir
una serie de pulsos elásticos
a alta frecuencia en el
material, por lo general por
encima de los 100,000 Hz.
Termografía
• Generalmente las imperfecciones en un material
alteran la velocidad de flujo térmico a su alrededor,
generando gradientes de alta temperatura, es decir
puntos calientes. En la termografía, a la superficie de
un material se le aplica un recubrimiento sensible a la
temperatura, a continuación el material es calentado
uniformemente y luego enfriado.
Emisión acústica
• Asociada con muchos fenómenos
microscópicos, como el crecimiento de
una grieta o transformaciones de fase,
aparece una liberación de energía de
esfuerzo en forma de ondas de esfuerzo
elásticas de alta frecuencia, de manera
muy similar a las producidas durante un
terremoto.
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