Pruebas Mecanicas

INTRODUCCION

Hay diferentes tipos de ensayos, que se les realizan a los materiales, con el fin de determinar sus propiedades, estos se dividen en dos, ensayos estáticos y ensayos dinámicos, estaos de diferencian por que en los ensayos dinámicos hay movimiento y en los estáticos no.

En los ensayos estáticos podemos realizar pruebas de: dureza, tención, compresión, flexión y torsión.

En los ensayos dinámicos podemos realizar pruebas de: dureza, impacto y fatiga.

Para propósitos de nuestro trabajo nada mas trabajaremos con el ensayo de dureza (dureza por penetración): La resistencia a la penetración localizada, o dureza por Penetración o huella, tiene un uso generalizado en la industria como medida de la dureza, e indirectamente como un indicador de otras propiedades deseadas de un material o producto. Estas pruebas están consideradas como pruebas no destructivas, y en la mayoría de las aplicaciones se puede considerar que dañan a los materiales. Las pruebas de dureza a la penetración pueden tener una relación emperica con otra propiedades tales como: Resistencia a la tensión, Resistencia a la fatiga, Resistencia al Desgaste y al Impacto; estos pueden ser también factores de aceptación o rechazo de material.

Los métodos mas comunes de dureza por resistencia a la penetración son los siguientes: Dureza brinell, Dureza rockwell, Dureza shore, Dureza vickers y Dureza Knoop; estas dos últimas pueden tener la modalidades de Dureza normal y de microdureza.

Estos métodos de dureza se basan en la deformación plástica que se presenta en un material cuando se le aplica una carga sobre la superficie durante un tiempo definido. La medición de la dureza se determina por una relación inversamente proporcional al área y profundidad de la huella (a mayor huella menor número de dureza).

TIPOS DE DUREZA

Hay diferentes tipos de dureza o bien diferentes tipos de ensayo para la dureza, mencionaremos algunas de sus características.

Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero templado o carburo de W. Para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar. Poco precisa con chapas de menos de 6mm de espesor. Estima resistencia a tracción.

Dureza Knoop: Mide la dureza en valores de escala absolutas, y se valoran con la profundidad de señales grabadas sobre un mineral mediante un utensilio con una punta de diamante al que se le ejerce una fuerza standard.

Dureza Rockwell: Se utiliza como punta un cono de diamante (en algunos casos bola de acero). Es la más extendida, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales. Se suele considerar un ensayo no destructivo por el pequeño tamaño de la huella.

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.

Dureza Vickers: Emplea como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular. Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la escala Brinell. Mejora del ensayo Brinell para efectuar ensayos de dureza con chapas de hasta 2mm de espesor.

EQUIPOS PARA ENSAYOS DE DUREZA

Para este tipo de ensayos existen una gran variedad de equipos, conocidos como durómetros, por no solo esta prueba se realizan para metales, también para polímeros, cerámicos y materiales compuestos.

Existen durómetros para los diferentes tipos de ensayo Brinell, Rockwell, Vickers, Knoop y Shore.

Un durómetro es un aparato especializado en la medición de la dureza de diferentes materiales utilizando varios procedimientos llamados ensayos.

- Durómetro Brinnel: Los durómetros Brinnel miden la resistencia a la tracción del material analizado.

- Durómetro Rockwell: Obtiene la medición de la dureza del material de manera directa obteniendo una huella pequeña del material, por lo que su procedimiento es considerado como ensayo no destructivo.

- Durómetro Vickers: Utilizado para materiales blandos, aunque sus mediciones coinciden con las de la escala Brinnel.

- Durómetro Shore es un instrumento portátil, frecuentemente utilizado para medir durezas de materiales suaves: caucho, varias resinas, piel, pisos de calzado, madera, elastómeros, plásticos, etc.

Brinell Rockwell Vickers

Knoop Shore

Como se puede observar la diferencia en tres los durómetros brinell, rockwell, vickers y knoop, son pocas e incluso en algunos casos los durómetros se pueden usar para dos diferentes tipos de ensayo, el único durómetro que cambie es el de shore ya que este es pequeño y se utiliza para polímeros.

Para el ensayo Brinell se usa el microscopio portátil 20x, con una legibilidad de 0.01 mm, para medir el diámetro de la huella que deja el penetrador sobre la superficie de la probeta.

PROBETAS PARA LOS ENSAYOS DE DUREZA

El espesor de la probeta debe de cumplir lo especificado en la Norma que es: En la superficie opuesta al ensayo no deben aparecer huellas u otras marcas, por lo tanto el espesor debe ser cuando menos 10 veces la profundidad de la huella. La distancia del centro de la huella a la orilla de la probeta debe ser cuando menos 3 veces el diámetro de la misma.

Las caras de la probeta deben ser paralelas. Una de las caras de las probetas debe de estar pulidas con un material tipo fino, con el fin de evitar malos ensayos por impurezas.

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO

Resistencia al desgaste. Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.

Tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto).

Maquinabilidad. Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.

Dureza. Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre.

Elasticidad: es la propiedad de un material en virtud de la cual las deformaciones causadas por la aplicación de una fuerza desaparecen cuando cesa la acción de la fuerza.

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