ENSAYOS MECANICOS

Definición de dureza: Se entiende por dureza la propiedad de la capa superficial de un material de resistir la deformación elástica, plástica y destrucción, en presencia de esfuerzos de contacto locales inferidos por otro cuerpo, más duro, el cual no sufre deformaciones residuales (penetrador), de determinada forma y dimensiones.

Oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, abrasión, rayado, cortadura, deformaciones permanentes, entre otras. Mide la cohesión entre los átomos.En metalurgia la dureza se mide utilizando un durómetro para el ensayo de penetración de un indentador. Dependiendo del tipo de punta empleada y del rango de cargas aplicadas, existen diferentes escalas, adecuadas para distintos rangos de dureza.El interés de la determinación de la dureza en los aceros estriba en la correlación existente entre la dureza y la resistencia mecánica.

Ensayo de dureza: es un ensayo de compresión hasta la rotura, cuyas formas de fractura es función del penetrador.

Dureza BrinellEl penetrador es una esfera de acero de 10 mm de diámetro, se aplica una carga de 500 a

3000 Kg, durante un tiempo que varía entre 10 y 30 s. Se define como la presión de contacto entre la ésfera y la muestra

Se utiliza en materiales blandos y muestras delgadas, el penetrador usado es una bola de acero templado de diferentes diámetros, en el ensayo típico una fuerza de 3000 kilopondios (29430 N) y bolas de entre 10 y 12 mm de diámetro.El valor medido es el diámetro del casquete en la superficie del material y solo es valido para valores menores a 600 HBEmplea como punta una bola de acero duro templado o carburo de wolframio. Para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar. Poco precisa con chapas de menos de 6 mm de espesor. Estima resistencia a tracción. Para saber si el ensayo es válido o no, debemos usar el espesor de la pieza y la profundidad de la huella; mediante la formula siguiente: espesor de la pieza > ó = a 8 veces la profundidad de la huella. De este modo, si el valor resultante es menor al que tiene el espesor de la pieza diremos que el ensayo es válido, en caso contrario, no lo será; y por tanto pasaríamos al ensayo Vickers..

Dureza Rockwell: Ensayo Rockwell: forma cónica, con abertura de 120º, con una esfera de 2 mm de radio.

Primero se aplica una precarga de 10 Kg y después una carga mayor (60, 100 o 150 Kg). •Ensayo Brinell: el penetrador es una esfera de acero de 10 mm de diámetro, se aplica una carga de 500 a 3000 Kg, durante un tiempo que varía entre 10 y 30 s. Se define como la presión de contacto entre la ésfera y la muestra

El ensayo de dureza Rockwell constituye el método más usado para medir la dureza debido a que es muy simple de llevar a cabo y no requiere conocimientos especiales. Se pueden utilizar diferentes escalas que provienen de la utilización de distintas combinaciones de penetradores y cargas, lo cual permite ensayar prácticamente cualquier metal o aleación. Hay dos tipos de penetradores: unas bolas esféricas de acero endurecido (templado y pulido) de y un penetrador cónico de diamante con un ángulo de 120º y vértice redondeado formando un casquete esférico de radio 0,20 mm (Brale), el cual se utiliza para los materiales más duros.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 Vickers: diamantes de forma piramidal. La dureza se mide en función de la diferencia entre las

profundidades de penetración en dos étapas La dureza viene en función del tamaño de la huella. El penetrador tiene forma de pirámide regular de base cuadrada. • Incide

perpendicularmente sobre la superficie de la muestra a ensayar bajo la acción de una carga

constante y a una velocidad controlada. El penetrador incide perpendicularmente sobre la superficie de la muestra bajo la acción de una carga, p, a velocidad controlada

Sus cargas van de 5 a 125 kilopondios (de cinco en cinco). Emplea como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular con un ángulo base de 136°. 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 0,15 mm o 2 mm de espesor.

Microdureza: es una técnica de ensayo no destructiva, se aplica en el campo de los metales, cristales iónicos, cerámicos y polímeros, sirve para relacionar dichos valores con características estructurales (anisotropía, efecto de la cristalinidad, morfología, etc.).

Como en los metales, la dureza de un polímero representa la resistencia del material al rayado y la penetración. La mayoría de los ensayos de dureza se realizan mediante técnicas de penetración similares a la de los metales.

Ensayo de tracción: El ensayo de tracción es uno de los más importantes para determinar las propiedades

mecánicas de los materiales. El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilíndrica o prismática de dimensiones normalizadas (estándar) a un esfuerzo de tracción continuo (tendencia a estirar el material). Esta pieza se llama probeta.

Consiste en someter una probeta a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta producir la rotura de la probeta, las velocidades de deformación en un ensayo de tensión suele ser muy pequeña.Datos extraídosModulo de elasticidadCoeficiente de poissonLimite de fluenciaLimite elástico

Cada material tiene una gráfica distinta porque su comportamiento es distinto. En general hay dos zonas • En la primera la deformación es proporcional a la tensión de tracción. • En la segunda, a pequeñas variaciones de tensión se producen grandes deformacionesUn material presenta dos zonas en cuanto a su comportamiento ante un esfuerzo de tracción: 1. Zona elástica (OE): Se caracteriza porque al cesar las tensiones aplicadas, los materiales recuperan su longitud inicial (lo) 2. Zona plástica (ES): Se ha rebasado la tensión del límite elástico y, aunque dejemos de aplicar tensiones de σε tracción, el material ya no recupera su su longitud original y será mayor que lo