Propiedades de los materiales

Mecánica. Trabajo. Esfuerzo. Resistencia. Flexibilidad y elasticidad. Dureza. Torsión

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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 producidos por cargas que tienden a trasladar a las secciones transversales en un determinado sentido

Son generados por pares de cargas, que actúan en el plano de las secciones transversales y tienden a producir sus giros o deslizamientos.

TRACCIÓN Y COMPRESIÓN

Se obtiene cuando las fuerzas exteriores, de igual magnitud, dirección y sentido contrario, tienden a estirar (tracción) o aplastar (compresión) el material según el eje en que actúan.

TORSIÓN

Se origina por efecto de pares que actúan sobre los ejes de las secciones transversales, produciendo el giro de las mismas en sus planos.

FLEXIÓN

Tiene lugar cuando se producen pares de fuerzas perpendiculares al eje, que provocan el giro de las secciones transversales con respecto a las inmediatas.

CORTE

Las fuerzas actúan normales al eje del cuerpo, desplazando entre sí las secciones inmediatas.

Procedimiento de ensayo de materiales

Procedimientos de ensayo mecánico - tecnológicos

Procedimientos de ensayo metalográficos

Procedimientos de ensayo no destructivos

Muestran el comportamiento de los materiales frente a las fuerzas externas y en el mecanizado.

Proporcionan conocimientos sobre la estructura y tipo de la textura

Proporcionan información sobre la composición y sobre fallos (grietas, poros, inclusiones)

Solicitaciones continuas en reposo, por impulsos, periódicamente alternadas

Investigación de la textura en zonas esmeriladas, con aumento al microscopio

Análisis espectral, investigación por rayos X y ultrasonido, procedimiento del polvo magnético

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

Propiedades de los materiales

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, )

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

    2.200.000 A 2.500.00

    ACERO SIN TEMPLAR

    2.000.000 A 2.200.000

    HIERRO HOMOGÉNEO

    1.800.000 A 2.000.000

    BRONCE

    2.000.000

    COBRE

    1.150.000

    FUNDICIÓN GRIS

    900.000 A 1.050.000

    FUNDICIÓN GRAFITO ESFEROIDAL

    1.700.000

    MADERAS DURAS

    80.000 A 140.000

    MADERAS SEMIDURAS

    60.000 A 80.000

    MADERAS BLANDAS

    40.000 A 60.000

    HORMIGÓN

    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.

    Valores del Coeficiente de trabajo

    Material

    Tracción

    Compresión

    Flexión

    Corte

    Hierro

    750 a 1000

    750 a 1000

    750 a 1000

    600 a 800

    Aceros - perfiles - chapas

    750 a 1800

    750 a 1800

    750 a 1800

    600 a 1200

    Fundición gris

    250

    500 a 1000

    ----------

    200

    Cobre

    400 a 600

    600 a 700

    ----------

    300 a 500

    Pino tea

    60 a 100

    40 a 60

    40 a 100

    10 a 35

    Quebracho colorado

    120 a 140

    120 a 140

    120 a 140

    100 a 120

    Urunday

    90 a 120

    90 a 120

    90 a 120

    80 a 100

    Lapacho

    80 a 100

    80 a 100

    80 a 100

    60 a 80

    Granito

    ----------

    40 a 60

    ----------

    ----------

    Caliza

    ----------

    15 a 60

    ----------

    ----------

    Ladrillo prensado

    ----------

    10 a 12

    ----------

    ----------

    Ladrillo común

    ----------

    5 a 6

    ----------

    ----------

    Hormigón simple

    ----------

    10 a 40

    ----------

    ----------

    Hormigón armado

    35 a 60

    35 a 75

    35 a 70

    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

    DEFINICIÓN

    Estática

    Actúa en reposo

    Dinámica

    Actúa en movimiento

    Permanente

    Carga estática que actúa constantemente y con la misma intensidad

    Intermitente

    Carga cuya intensidad varía de cero a un máximo

    Instantánea

    Cuando actúa repentinamente con toda su intensidad, pero sin choque

    Variable

    Carga cuya intensidad oscila desde un mínimo que no es cero a un máximo

    Alternada

    Su intensidad varia desde un máximo positivo a un máximo negativo

    Concentrada

    Actúa en un punto

    Distribuida

    Repartida en la superficie

    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.

    Propiedades de los materiales

    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

    Propiedades de los materiales

    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

    Propiedades de los materiales

    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

    Carga móvil

    Acero al carbono

    1400 a 1800

    1000 a 1400

    600 a 1000

    Madera dura

    100 a 120

    80 a 100

    70 a 80

    Madera blanda

    30 a 60

    30 a 50

    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

    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.

    Propiedades de los materiales

    Ecuación de equilibrio de la torsión simple

    (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

    Material

    Hierro dulce

    Acero Siemens Martín

    Acero Thomas

    Acero Moldeado

    adm

    120

    200 a 400

    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

    2: 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

    Los valores de K son:

    1er. Caso: pieza empotrada en la base y libre en el extremo. K = 1/4

    Propiedades de los materiales

    2do. Caso: Pieza articulada en ambos extremos. K = 1

    Propiedades de los materiales

    3er. Caso: pieza articulada en un extremo y empotrada en le otro. K = 2

    Propiedades de los materiales

    4to. Caso: Pieza empotrada en ambos extremos. K = 4

    Propiedades de los materiales

    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.

    Cargas y diámetro de esfera usadas para el ensayo de dureza Brinell

    Diámetro de la esfera D en mm

    Carga en Kg

    30 D2

    10 D2

    5 D2

    2,5 D2

    10

    3000

    1000

    500

    250

    5

    750

    250

    125

    62,5

    2,5

    187,5

    62,5

    31,2

    15,6

    Signo abreviado

    HB 30

    HB 10

    HB 5

    HB 2,5

    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

    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 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 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 -

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