ENSAYOS DE DUREZA DINÁMICA
Dureza Poldi
Es una variante de Brinell. Es portátil. Es independiente del tiempo de carga. La carga se ejerce con un golpe de martillo sobre un conjunto formado por el material objeto de ensayo, una bola de diámetro conocido y un material de referencia, colocados en forma de sándwich… El valor de la dureza se obtiene de la relación de la superficie de las dos huellas. 𝐻 = 𝑆𝑃/𝑆 ∙ 𝐻𝑃 SP= superficie de la huella en el material de referencia. S = superficie de la huella en el material. HP= dureza de la probeta patrón
Dureza Shore
Este método se aplica a plásticos termoplásticos y elastómeros y lleva un muelle calibrado capaz de hacer una fuerza sobre el penetrador. Se basa en la reacción elástica del material sometido a la acción de un percusor que después de chocar con la probeta rebota hasta una altura y según la altura da la dureza HS. Se mide la dureza de un material dejando caer sobre el otro más duro, por ello se conoce como dureza elástica. Si el material es muy elástico, la energía absorbida es alta y el rebote es pequeño, en cambio si se trata de un material duro, el rebote será́ mayor. Puede considerarse un ensayo no destructivo, ya que la huella impresa en el material es muy pequeña y no hay que elaborar una probeta. Existen diversas escalas adaptadas a distintos tipos de materiales; por ejemplo, la escala D se usa para plásticos duros y la escala C para yeso fraguado. Ventajas: ✓No produce prácticamente ninguna huella en el material ensayado. ✓Permite medir dureza superficial de piezas terminadas. ✓Es el único ensayo NO destructivo para medir durezas.
ENSAYOS DE RESISTENCIA AL IMPACTO: RESILIENCIA
La resiliencia es la características mecánica contraria a la fragilidad. El ensayo de resiliencia tiene por objeto conocer la resistencia de un material para soportar una carga dinámica de choque.
Ensayo dinámico en el que se mide la resistencia de materiales a un impacto. Se calcula la energía que absorbe un material en un proceso de rotura cuando es sometido a un esfuerzo de impacto.
Para la realización del ensayo se emplea el Péndulo de Charpy, que consiste en una masa pendular que oscila alrededor de su eje. Consiste en un péndulo con un martillo de masa m que cae desde una altura H, rompe una probeta y se eleva hasta una altura h’. La probeta tiene forma de prisma rectangular de sección cuadrada una entalladura en borde V en su parte central.
La energía absorbida se calcula como diferencia de la energía potencial del martillo, mediante la diferencia de alturas o la diferencia de los cosenos de los ángulos final e inicial con respecto a la vertical.
Ensayo de Izod es una variante del anterior, en el que la probeta presenta se encuentra empotrada, está sujetada sólo por un borde. En el caso del ensayo Charpy, la probeta está apoyada por los dos extremos. Se utiliza frecuentemente con materiales plásticos
ENSAYOS DE FATIGA
La fatiga es una forma de rotura con cargas inferiores a las habituales, pero que pueden provocarla en materiales sometidos a esfuerzos dinámicos variables que se repiten con cierta periodicidad y siempre que actúen durante el tiempo suficiente.
En el ensayo de fatiga se reproducen las cargas alternativas que se presentan en una pieza en servicio. Un material es resistente a la fatiga cuando soporta un determinado número de esas variaciones de carga
Los ensayos de fatiga se suelen hacer a la temperatura a que están expuestas las piezas durante el servicio. Las maquinas empleadas hacen los ensayos de flexión plana, esfuerzos axiales, torsión y flexión rotativa.
La rotura por fatiga tiene tres etapas bien diferenciadas, que son:
1. Iniciación de la grieta
Se da en algún defecto puntual, es un fallo atómico o molecular.2. Propagación
La grieta avanza y la sección útil del material va disminuyendo 3. Rotura:Llega un momento en el que la sección útil no es capaz de soportar la carga y la pieza se rompe bruscamente (rotura frágil).
El tipo de cargas en ensayos de fatiga pueden ser:
Pulsatoria, si la tensión varía entre un máximo y un mínimo del mismo signo. O Intermitente, si varía entre 0 y un máximo.
Alternativa simétrica, si varía entre dos valores iguales de signo contrario.
Alternativa asimétrica, si la tensión varía entre dos valores desiguales de signo contrario.
ensayos tecnológicos más empleados ENSAYOS DE CHISPA:
Son ensayos cualitativos que indican de manera aproximada la composición de un material. Se basan en la diferencia de forma, de color o del número de chispas que produce un metal al presionarlo contra una muela de esmeril. Para llevarlo a cabo se debe disponer de muestras de materiales de composición conocida, que se emplean como patrón para poder comparar las chispas que produce la muestra.
ENSAYOS DE PLEGADO:
Estos ensayos, también llamados de doblado, permiten conocer la plasticidad de un material. El ensayo se puede llevar a cabo en instrumentos específicos (dobladora de metales) o en la propia máquina de ensayos universal con el utillaje adecuado. Se puede realizar en frío o en caliente y puede ser un plegado simple, plegado doble o doblez alternativa.ENSAYOS DE EMBUTICIÓN
Este ensayo consiste en dar forma a una chapa por aplastamiento sobre una matriz. En la actualidad se emplean en la fabricación de automóviles, electrodomésticos… Este proceso genera esfuerzos de tracción, pero también hay fluencia de material, es decir, desplazamiento de este como consecuencia de la compresión a la que se somete. En estos casos, lo que interesa es conocer la resistencia del material hasta su rotura… Los ensayos se realizan sobre chapas en la máquina de ERICHSEN. El grado de embutición se mide por la carga a la que se somete la probeta y por el avance o flecha producido por la chapa cuando aparece la primera grieta en el casquete esférico…ENSAYOS
DE FORJA:
La forjabilidad es la capacidad del material para sufrir deformación plástica sin romperse ni desarrollar defectos. Para medir la forjabilidad se han desarrollado numerosas técnicas que buscan someter probetas a diferentes ensayos para medir y observar su comportamiento ante la deformación plástica. Dentro de los ensayos realizados para medir la forjabilidad de los materiales se pueden contar los de tracción y compresión, a lo que suma el ensayo de torsión. También se usan máquinas de forjado que consisten principalmente en prensas y martillos. Otra técnica es el forjado por golpe (artesanal).
Ensayos no destructivos sirven para detectar defectos en el material. No causan daño en la estructura ni en sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. Se trata de determinaciones más rápidas y baratas, pero menos precisas. No se consideran ensayos de medida de las propiedades de los materiales, sino de defectos o discontinuidades, son: ensayos magnéticos, ensayos eléctricos, ensayos por penetración superficial, ensayos por rayos X, por ultrasonidos, rayos gamma, etc.
ENSAYOS ESTRUCTURALES. ENSAYOS MACROSCÓPISCOS POR INSPECCIÓN VISUAL.:
La estructura de los materiales puede observarse por procedimientos micrográficos y micrográficos. Aunque sólo permite detectar defectos superficiales en la pieza o material a inspeccionar, el control visual, realizado por personas con gran experiencia y buena agudeza visual, constituye un medio mucho más útil de lo que puede aparentar. Para realizar este tipo de ensayo es necesario preparar las superficies a examinar, eliminando cualquier resto de óxidos, grasa, aceite… utilizándose para ello cualquier procedimiento de limpieza que no dañe dicha superficie. El inconveniente de la inspección visual quizás más grave, que la imposibilidad para ver defectos internos, es el riesgo de que sea muy subjetivo. Para evitarlo en lo posible, conviene realizarse de acuerdo con una norma o documento establecido previamente, en el que se especifiquen de forma precisa, los defectos que se consideran como motivo de rechazo. Otra limitación radica en la dificultad para obtener un registro del ensayo realizado.ENSAYOS MAGNÉTICOS:
Es un tipo de ensayo no destructivo que permite detectar discontinuidades en la superficie o en sus proximidades en materiales ferromagnéticos. El principio de este método consiste en inducir un campo magnético en un material ferromagnético. Si existen discontinuidades perpendiculares a las líneas del campo, se generan distorsiones que provocan la formación de polos, los cuales atraen partículas magnetizables que se aplican en polvo o suspensión sobre la superficie que se examina. La acumulación de estas partículas revela grietas y fisuras superficiales o subsuperficiales. En cambio, si no aparece ninguna discontinuidad o ésta se presenta paralela a las líneas de fuerza, No obstante, este inconveniente puede salvarse fácilmente no se producirá ninguna aglomeración de las partículas disponiendo el imán en distintas posiciones, de forma que el campo magnético que se aplica tenga distintas direcciones.ENSAYOS ELECTROMAGNÉTICOS
Se basan en la medición de uno o más campos eléctricos o magnéticos generados eléctricamente e inducidos en el material de ensayo. La técnica más utilizada en el método electromagnético es la de Corrientes de Eddy.
Consiste en hacer pasar una corriente alterna por un solenoide, la cual genera un campo magnético. Los defectos existentes en la pieza interrumpen las corrientes inducidas, lo que provoca que el campo magnético producido por dichas corrientes sea menor. Ofrecen la ventaja de que los resultados de ensayo se obtienen casi de forma instantánea, además dado que lo único que se requiere es inducir un campo magnético, no hay necesidad de tener contacto directo con el material de ensayo. La técnica está limitada a la detección de discontinuidades superficiales, subsuperficiales de hasta unos 6mm de profundidad y a materiales conductores.
ENSAYOS POR ULTRASONIDOS
Se basa en el uso de una onda acústica de alta frecuencia (superior a 20000Hz) , no perceptible por el oído humano, que se transmite a través de un medio físico (aire, agua, acero, etc.) pero no en el vacío, para la detección de discontinuidades internas y superficiales o para medir el espesor de paredes. Se utiliza un material piezoeléctrico insertado en un palpador. Cuando a este material piezoeléctrico se le aplica entre sus caras una diferencia de potencial, reacciona deformándose, transmitiendo a la pieza una onda ultrasónica que se propaga a través de esta. Al incidir con una superficie límite, ya sea una discontinuidad o el borde de la pieza, tiene lugar la reflexión de la onda. Una primera clasificación de los palpadores puede hacerse en base a como sale de él el haz de ondas. Palpador de haz normal: transmiten el haz de sonido perpendicular a la superficie de apoyo. Palpador angular: transmiten sus haces acústicos formando un ángulo con la superficie a ensayar. El Acoplante es un medio que se interpone entre el palpador y la superficie de la pieza a inspeccionar para mejorar el acoplamiento acústico; de forma que la onda generada y la decepcionada por el palpador, sufran la menor pérdida de energía posible. Se suele emplear aceite o grasa dependiendo del grado de rugosidad de la pieza.Método de transparencia o de sombra
En esta técnica se emplean dos palpadores, uno emitiendo y otro recibiendo la onda ultrasónica, por lo que es necesario que estén perfectamente alineados.Método de impulso-eco:
en esta técnica se utiliza un único palpador para emitir y recibir la onda ultrasónica. Permite, a diferencia del anterior método, determinar la profundidad y dimensión de la discontinuidad así como su localización en la pieza. Esta técnica es la más utilizada en la práctica por su sencillez de aplicación e interpretaciónENSAYOS RADIOGRÁFICOS:
emplea los rayos X y los rayos γ (gamma) para detectar imperfecciones internas, medir el grosor de las paredes y detectar la corrosión. Estos rayos son radiaciones electromagnéticas, pero con longitudes de onda inferiores, lo que implica mayor energía. Tanto los rayos X como los rayos γ (gamma) ofrecen, entre otras, las siguientes carácterísticas:
no son visibles, son capaces de atravesar materiales opacos a la luz, impresionan las películas fotográficas, en las cuales quedarán reflejados los defectos en caso de existir. Los distintos defectos del material a ensayar absorben las radiaciones en distinta proporción que el material sano.
CarácterÍSTICAS DE LOS RAYOS X:
son peligrosas para las personas, por lo que se deberán tomar muchas precauciones en su manejo. Los rayos gamma son radiaciones electromagnéticas similares a los rayos X, pero con longitud de onda muy corta.CarácterÍSTICAS DE LOS RAYOS GAMMA
Muy penetrantes, Propagan en línea recta, no se desvían, El proceso de ensayo es parecido a los de rayos X.LIMITACIONES ▪ No es posible utilizarlo para todo tipo de espesores, sino que este valor va a depender del tipo de material utilizado y de la potencia del equipo generador de radiación. ▪ Uno de los problemas que plantea este ensayo es la peligrosidad de los rayos utilizados; de hecho, está regulado por ley todo lo concerniente a equipos, personal, protecciones, tiempos de exposición y pruebas a realizar sobre el personal que trabaja con este tipo de técnicas.
LÍQUIDOS PENETRANTES
permite la localización de discontinuidades (grietas, poros, etc.) que aparecen en la superficie de la pieza a ensayar. Se basa en la propiedad que tienen ciertos líquidos, llamados “penetrantes”, de infiltrarse por capilaridad en el interior de discontinuidades que estén abiertas hacia la superficie a examinar. Los líquidos de impregnación pueden ser de dos clases: