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Atributos de Servicio de los productos Manufacturados

PROCESOS DE

MANUFACTURA 1

Ing. José Carlos López Arenales

¿Qué propiedades de los materiales nos interesan en la Manufactura?

Propiedades mecánicas (determinación).

Comportamiento dúctil y frágil

Efectos de los defectos internos y externos

Métodos para neutralizar los efectos por defectos

Formación elástica del equipo de ensayo y producción

Propiedades físicas, tribológicas y químicas.

Proceso óptimo

Obtención de las propiedades finales

deseadas o necesitadas al costo mínimo

Aceptabilidad: ensayos tecnológicos para

asegurar que los materiales cumplan con las

especificaciones.

Propiedades mecánicas en tensión

•Ensayos de Tensión:

•Uso de probeta (redonda

o plana)

•Longitud calibrada

•Máquina de ensayo

•Uso de extensómetro

Probetas

Curva esfuerzo - deformación

ð = P / A

Invariabilidad de

volumen:

V = Aolo = A1l1 = Al

Curva esfuerzo - deformación

Esfuerzo nominal, convencional o de ingeniería.

ð = P / Ao

Elongación

et (%) = l – lo 100

lo

Resistencia a la tensión

• Ley de Hook.

ð = E et

•Módulo de Elasticidad

E = ð / et (Mpa o psi)

Límite de fluencia

ð 0.2 = P0.002 / Ao

• Es de suma importancia en el diseño de

piezas.

•Se debe evitar la deformación plástica

•A menudo se usa un valor de seguridad

menor tal como un ð0.02

Resistencia a la tensión

Resistencia a la Última Tensión

TS = P max / Ao

Es una medida de la fuerza máxima

que un componente puede soportar

antes de la falla catastrófica.

Resistencia a la tensión

Ductilidad en tensión

Habilidad de los materiales para deformarse

sin fractura

•Elongación uniforme:

Deformación unitaria de ingeniería

soportada en el punto de carga máxima.

Eu = lu – lo

lo

Elongación

Elongación hasta la fractura total o Elongación total o simplemente elongación.

ef = lf – lo

lo Toma de decisiones: hacer o comprar

Listado de materiales

Reducción de área

La reducción de área es la medida más

sensible de la Ductilidad.

El estado de esfuerzos

Cambia a tensión triaxial

Reducción de área

Q = Ao – Af

Ao

Tenacidad

Energía absorbida por el material antes de la

fractura.

El área bajo la curva de esfuerzo – deformación

unitaria tiene la dimensión de fuerza por

distancia o sea trabajo.

Lo cual indica que los materiales más dúctiles

son los que tienen una tenacidad mayor.

Aseguramiento del incremento de la ductibilidad

• Ausencia de defectos internos

•Presencia de inclusiones, porosidad,

etc.

•Limpieza

•Prueba hidrostática

•Neutraliza los esfuerzos de tensión

Efectos de muesca

Concentración de esfuerzos

– Inicia con presencia de grietas en la superficie o en el

interior del cuerpo, lo cual reduce el esfuerzo de tensión

que un material puede soportar sin fracturarse

ðfr = ( C * 1/a )½ = ( 2E s )

¶a

Factor de concentración de esfuerzos K

Energía de Impacto

Ensayos de Impacto ( ASTM E32)– Aplicación de una carga repentina.

Tenacidad a la fractura– Probeta con muesca

Mecánica de fractura elástica

lineal

Prevenir formación de grietas

Energía de Impacto

Compresión

Ensayo de compresión ASTM E9

– Hierro fundido gris, concreto, etc.

Abarrilamiento

Fractura en diagonal 45

Materiales frágiles fallan

repentinamente

Dureza

• Dureza Brinell ASTM E10

•Esfera de acero (HB o BHN) Kg/mm2

• Dureza Vickers ASTM E92

•Pirámide (HV 0 VHN) Kg/mm2

• Microdureza – Knoop ASTM E384

•Rombo HK Kg/mm2

Dureza

Dureza Rockwell ASTM E18

– HRA, HRB, HRC

Escleroscopio ASTM E448

Ensayo de rayado

– Comparativo, escala Mohs

Durómetro

Dureza

Fatiga

• Falla por fatiga

• Límite por fatiga o límite de durabilidad

Propiedades a Temperatura elevada

Termofluencia ASTM E139

Propiedades a Temperatura elevada

Esfuerzos residuales

Resultado del proceso de manufactura

Esfuerzos internos

Calentamiento a alta temperatura

Medios mecánicos

Ensayos no destructivos (NDT)

Inspección por líquido penetrante

Inspección por partículas magnéticas

Inspección por corriente parásita

Inspección ultrasónica

Inspección radiográfica

Ensayos no destructivos (NDT)

Propiedades físicas

Densidad

Propiedades tribológicas– Adhesión (Soldadura por presión)

– Fricción

– Desgaste Adhesivo

Abrasivo

Por fatiga

Químico

Propiedades físicas

Lubricación

– Fluidos viscosos

– Lubricantes marginales

– Lubricantes EP

– Lubricantes sólidos

– Importancia

Propiedades físicas

Propiedades eléctricas

– Conductividad

– Resistividad (superconductores)

– Piezoeléctricos

– Aislantes

Propiedades magnéticas

– Ferromagnéticos

– Magnéticamente suaves

– Imanes permanentes

Propiedades físicas

Propiedades térmicas

– Dilatación térmica

– Punto de fusión

– Conductividad térmica

– Transferencia de calor (radiación, convección)

Propiedades químicas

Corrosión

– Acción química

– Corrosión galvánica

Resistencia a la corrosión