expo tec de mat compuestos

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  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

    1/65

    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Ensayos y Propiedades Mecánicas

    de los materiales

    CÁTEDRA:

    TECNOLOGÍA DE MATERALE! COMP"E!TO!

    CATEDRÁTCO:

    R#$%n M"EDA! CA!TA&EDA

    PRE!ENTADO POR:

    '"NTO GAL(E)* Mila+ros

    FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Efecto de una fuerza sobre un sólido Esfuerzo.

     A

    P=σ

    La magnitud del efecto es directamente proporcional

    a F e inversamente proporcional a A

    FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Los materiales poseen na serie !e "ara"ter#sti"as$ entre

    las "ales !esta"an las propie!a!es me"%ni"as$ tales "omo&D#ctilidad

    Malea$ilidad

    Resistencia

    D#re,a

    Tenacidad

    E'isten ensa(os )e permiten !eterminar el

    "omportamiento !e n material ante la apli"a"i*n !e na

    "ar+a, Los reslta!os !e estas preas "onstit(en las

    propie!a!es me"%ni"as !el material, Es "on.eniente$

    enton"es$ a"larar al+o el si+ni/"a!o !e estos t0rminos,

    FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    D#ctilidad: "apa"i!a! )e tiene n material para

    !e1ormarse sin romperse "an!o est% someti!o a es1er2os!e tra""i*n3 por e4emplo en el estira!o !e n alamre,

    Malea$ilidad:  "apa"i!a! )e presenta el material para

    soportar !e1orma"i*n sin rotra someti!o a "ompresi*n$ "aso

    !e 1or4a o lamina!o,

    Elasticidad: "apa"i!a! !e n material )e 5a si!o

    !e1orma!o para re+resar a s esta!o ( tama6o ori+inal$

    "an!o "esa la a""i*n )e 5a pro!"i!o la !e1orma"i*n,

    Can!o el material se !e1orma permanentemente$ !e tal

    manera )e no pe!a re+resar a s esta!o ori+inal$ se !i"e

    )e 5a pasa!o s l#mite el%sti"o,

    FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    D#re,a:  Mi!e la resisten"ia a la penetra"i*n sore la

    sper/"ie !e n material$ e1e"ta!a por otro material,

    Resistencia& se !e/nen .arias3 por e4emplo$ resisten"ia a la

    tra""i*n es la "ar+a 7Fer2a8 m%'ima por ni!a! !e %rea )e

    pe!e soportar el material al ser estira!o, Los .alores !e

    resisten"ia son tili2a!os en to!o lo )e se re/ere a !ise6o,

    -ra+ilidad: Lo opesto a !"tili!a!, Un material 1r%+il no tiene

    resisten"ia a "ar+as !e impa"to ( se 1ra"tra a9n en "ar+as

    est%ti"a sin pre.io a.iso, Tanto la 1ra+ili!a! "omo la !"tili!a!

    !e n material son me!ia!as aritrarias$ pero pe!e !e"irse

    )e n material "on n alar+amiento ma(or !e :; es !9"til (

    menor !e :; es 1r%+il, Se pe!en "lasi/"ar los materiales en

    1r%+iles ( !9"tiles$ 5aien!o !entro !e ellos !i1erentes +ra!os,

    FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Tenacidad: Es la ener+#a asori!a por el material !ranteel pro"eso !e !e1orma"i*n ( rptra3 est% !ire"tamente

    rela"iona!a "on la resisten"ia ( !"tili!a!, Por e4emplo$ el

    .i!rio$ el 5ierro 1n!i!o ( el a"ero en!re"i!o son po"o

    tena"es$ por)e ss !"tili!a!es son m( a4as ( enal+nos "asos "asi "ero$ an)e tienen na ena

    resisten"ia 7astantes !ros8, Un metal "omo el "ore es

    astante tena2$ pes tiene na ena resisten"ia ( ena

    !"tili!a!, Mientras )e na

  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

    7/65Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Plasticidad& Es la 5aili!a! !e n material para a!optar

    ne.as 1ormas a4o la presi*n ( retener esa ne.a 1orma, El

    ran+o !e a!apta"i*n pe!e .ariar "onsi!eralemente !e

    a"er!o "on el material ( ss "on!i"iones,

    Es.#er,o& Fer2a apli"a!a a n %rea "ono"i!a,

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    8/65Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Ensayos Mecánicos  Tensi*n 7tension test8

    Dre2a 75ar!ness test8

     Torsi*n 7torsion test8

    Fra"tra 71ra"tre me"5ani"s8

    Fati+a 71ati+e8

    Creep 7Creep an! stress

    rptre8

    Impa"to ( 1ra"tra 1r%+il7rittle 1ra"tre an! impa"t

    testin+8

    Composi"i*n

    Mi"roestr"tra

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    9/65Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Ensayo de tensi/n

    El Ensa(o !e

    tra""i*n se reali2a

    a4o la norma

    ASTM E-= ASTM A>?@$ o ien la

    norma "5ilena NC

    B@@$ entre otras,

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  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

    10/65Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Se "olo"a na

    proeta est%n!ar7@$:@: pl+ !e

    !i%metro ( lon+it!

    "alira!a !e B pl+8

    en na m%)ina !e

    ensa(o "onsistente

    !e !os mor!a2as$

    na /4a ( otra m*.il,

    Se pro"e!e a me!ir

    la "ar+a mientras seapli"a el

    !espla2amiento !e la

    mor!a2a m*.il,

    E)ipamiento para el ensa(o !etensi*n

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    11/65Universidad de Atacama – Departamento de MetalurgiaFACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

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    12/65Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Es)ema !e proetas )e se tili2an en el ensa(o !e tra""i*

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    13/65Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Pro$etas normali,adas0 

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    14/65Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Es.#er,o y de.ormaci/n in+enieriles

    Los reslta!os !e n ensa(o se apli"an a to!os los tama6os (se""iones trans.ersales !e n material$ siempre )e la 1er2a

    se "on.ierta en es1er2o ( la !istan"ia entre las mar"as !e

    "alira"i*n se "on.iertan en !e1orma"i*n

    Es1er2o in+enieril

    De1orma"i*n in+enieril

    0 A

    F=σ

    0l

    l∆=ε

    A@& %rea se""i*ntrans.ersal ori+inal

    Io& !istan"ia ori+inal

    entre mar"as !e

    "alira"i*n

    ∆I& "amio !e lon+it!

    !esp0s !e 5aer

    apli"a!o el es1er2o

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    15/65Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Cr.a es1er2o !e1orma"i*n para na alea"i*n !ealminio

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    16/65Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Cr.as tensi*n !e1orma"i*n !e al+nos metales (alea"iones

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    17/65Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Propie!a!es oteni!as en el ensa(o !e tensi*n

     Es.#er,o de cedencia 1es.#er,o de 2#encia3: es1er2o

    )e !i.i!e los "omportamientos el%sti"os ( pl%sti"os !el

    material, El .alor "r#ti"o !el es1er2o ne"esario para ini"iar la

    !e1orma"i*n pl%sti"a se llama l#mite el%sti"o !el material, Enlos materiales met%li"os es el es1er2o ne"esario para ini"iar

    el mo.imiento !e las !islo"a"iones,

    El l#mite el%sti"o pe!e !e/nirse "omo el es1er2o m#nimo al)e o"rre la primera !e1orma"i*n permanente,

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    18/65Universidad de Atacama – Departamento de MetalurgiaFACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

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    19/65Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

      Resistencia a la tensi/n 1resistencia a la tracci/n3:

    es1er2o oteni!o "on la m%'ima 1er2a apli"a!aEs el es1er2o m%'imo$ asa!o en la se""i*n trans.ersal

    ori+inal$ )e pe!e resistir n material,

    Es el es1er2o en el "al "omien2a la estri""i*n en los

    materiales !9"tiles

    De1orma"i*n lo"ali2a!a

    !rante el ensa(o !e

    tensi*n !e n material!9"til$ pro!"ien!o na

    re+i*n !e "ello

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    20/65Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

     Es.#er,o de r#pt#ra: es el es1er2o asa!o en la se""i*n

    ori+inal$ )e pro!"e la 1ra"tra !el material

    La !e1orma"i*n se "on"entra en la 2ona !el "ello$ pro.o"an!o

    )e la 1er2a !e4e !e sir, Al a!el+a2arse la proeta$ la 1er2a

    )e!a apli"a!a en menor %rea$ pro.o"an!o la rptra,

    Es)ema !e la

    se"en"ia !e rptra !e

    las proetas en n

    ensa(o !e tra""i*n

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    21/65Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

     M/d#lo de elasticidad o m/d#lo de 4o#n+ 1E3: es el

    .alor !e la pen!iente !e la parte re"ta !el !ia+ramaes1er2o .s !e1orma"i*n nitaria

    ),(   psi Pa E ε 

    σ =

    Le( !e ooe

    Es na me!i!a !e la

    ri+i!e2 !e n material

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

     Tiene na estre"5a rela"i*n "on la ener+#a !e enla"e at*mi"o$

    por lo tanto es ma(or para materiales !e pnto !e 1si*n alto,

    Un alto m*!lo !e elasti"i!a! in!i"a )e se ne"esitan

    +ran!es 1er2as para separar los %tomos ( pro!"ir la

    !e1orma"i*n el%sti"a !el metal,

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  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

      Resiliencia

    Es la "apa"i!a! !e n material para asorer ener+#a "an!o

    es !e1orma!o el%sti"amente ( !e.ol.erla "an!o se elimina la"ar+a

    M/d#lo de resiliencia: Correspon!e a la ener+#a !e

    !e1orma"i*n por ni!a! !e .olmen re)eri!a para !e1ormar el

    material 5asta el l#mite el%sti"o

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    24/65

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

     Tenacidad a la tensi/n: "apa"i!a! !e asorer ener+#a en el

    "ampo pl%sti"o$ antes !e 1ra"trarse 7traa4o !e 1ra"tra8,

    Se !etermina "omo el %rea a4o la "r.a es1er2o- !e1orma"i*n

    in+enieril, Esta sper/"ie es na in!i"a"i*n !el traa4o total$ por

    ni!a! !e .olmen )e pe!e reali2arse sore el material sin

    )e se pro!2"a rotra

    Compara"i*n !e las"r.as tensi*n-!e1orma"i*n !e !osa"eros$ "on altatena"i!a! ( a4atena"i!a!

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

      D#ctilidad: mi!e la "anti!a! !e !e1orma"i*n )e pe!e

    resistir n material sin romperse,

    El ; !e elon+a"i*n !es"rie la !e1orma"i*n pl%sti"a permanente

    antes !e la 1alla,

    La re!""i*n por"ental !el %rea !es"rie la "anti!a! !e

    a!el+a2amiento )e s1re la mestra !rante el ensa(o

    100%

    100%

    0

    0

    0

    0

     x A

     A Aáreaenreducción

     x L

     L Lelongaciónde

     f  

     f  

    =

    =

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Comportamiento dúctil y frágil

    El "omportamiento !e los materiales a4o "ar+a se pe!e

    "lasi/"ar "omo !9"til o 1r%+il se+9n )e el material mestre

    o no "apa"i!a! para s1rir !e1orma"i*n pl%sti"a,

    a8 a"ero !9"til 8 n a"ero 1r%+il,

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Propie!a!es t#pi"as prome!io !e al+nos materialesmet%li"os

    Material   σF  7Mpa8   σM  7Mpa8 E 7Gpa8

    A"eroino'i!ales

    B=@ ?@@ @@ H@@@ H@ BH@

    A"ero altaresisten"ia >@ - H@@@ ::@ HB@@ H@ BH@

    Jron"e"omer"ial

    =B K@ B@@ =>@ >K

    Lat*n lamina!o ?@ ::@ B@@ KB@ >K H

    Alminio B@H- TK

    H@ =@ B=

    Core :: - ?K@ B>@ - =>@ @ ?

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    El e1e"to !e la temperatra 7a8 sore la "r.a es1er2o-

    !e1orma"i*n 78 sore las propie!a!es !e tensi*n !e na

    alea"i*n !e alminio

    ariales )e a1e"tan a la "r.a !e tensi*n& Temperatra

    FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Cr.a es1er2o !e1orma"i*n a"ero !e a4aalea"i*n

    FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Ensayo de Compresi/n

    Un ensa(o !e "ompresi*n se reali2a !e 1orma similar a n

    ensa(o !e tra""i*n$ e'"epto )e la 1er2a es "ompresi.a ( laproeta se "ontrae a lo lar+o !e la !ire""i*n !e la 1er2a,

    Es1er2o in+enieril

    De1orma"i*nin+enieril

    0A

    F

    0l

    l∆=ε

    A@& %rea se""i*n trans.ersal

    ori+inal

    Io& !istan"ia ori+inal entre

    mar"as !e "alira"i*n

    I& "amio !e lon+it!!esp0s !e 5aer apli"a!o

    el es1er2oPor "on.en"i*n$ na 1er2a !e "ompresi*n se "onsi!era

    ne+ati.a ($ por tanto$ pro!"e n es1er2o ne+ati.o,

    FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

    32/65

    Universidad de Atacama – Departamento de MetalurgiaFACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

    33/65

    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Los ensa(os !e "ompresi*n se tili2an "an!o se !esea

    "ono"er el "omportamiento !el material a4o +ran!es!e1orma"iones permanentes 7!e1orma"i*n pl%sti"a8$ tal "omo

    o"rren en los pro"esos !e "on1orma"i*n$ o ien "an!o tiene

    n "omportamiento 1r%+il a tra""i*n

    FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

    34/65

    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Las "on"lsiones soresalientes !e estas preas las

    po!emos resmir en la si+iente 1orma&

      Los materiales !9"tiles presentan los mismos .alores en

    ss "ara"ter#sti"as tanto en tensi*n "omo en "ompresi*n,

     Los materiales 1r%+iles no presentan pnto !e en"ia en

    nin+9n "aso ( el es1er2o !e rptra "oin"i!e "on el

    es1er2o m%'imo,

     Los materiales 1r%+iles presentan na resisten"ia m%'ima

    m"5o mas ele.a!a en "ompresi*n )e en tensi*n, Pore4emplo$ en el "aso !e la 1n!i"i*n +ris$ esta rela"i*n es

    apro'ima!amente &H,

    FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

    35/65

    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Ensayo de d#re,a

    La !re2a impli"a$ en +eneral$ na resisten"ia a la!e1orma"i*n permanente,

    Pe!e si+ni/"ar&

      Resisten"ia a la penetra"i*n 7me"%ni"a !el ensa(o !emateriales8

     Resisten"ia ( tratamiento t0rmi"o 7in+eniero !e !ise6o8

    Se+9n la 1orma !el ensa(o&

     Dre2a al ra(a!o

     Dre2a a la penetra"i*n

     Dre2a al reote o !in%mi"a

    FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

    36/65

    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    Dre2a por in!enta"i*n es la resisten"ia !e n material a

    ser in!enta!o o penetra!o,

    Es el tipo sal !e ensa(o !e !re2a$ en el "al se

    presiona$ !ire"tamente o por n sistema !e palan"a$ n

    in!enta!or "*ni"o o re!on!o sore la sper/"ie a4o na

    "ar+a "ono"i!a sstan"ialmente est%ti"a,

    La !re2a se e'presa$ para na "ar+a ( mar"a!or

    espe"i/"a!os$ por n n9mero in.ersamente propor"ional

    a la pro1n!i!a! !e la in!enta"i*n o propor"ional a na

    "ar+a me!ia sore el %rea !e 5ella,

    Resistencia a la ndentaci/n

    FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

    37/65

    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

     Ensa(o !e !re2a Ro"ell

     Ensa(o !e !re2a Jrinell

     Ensa(o !e !re2a i"ers

    FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

    38/65

    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    D#re,a 5rinell

    El ensa(o "onsiste en "omprimir sore la sper/"ie !el

    metal$ na ola !e a"ero !e H@ mm !e !i%metro "on na

    "ar+a !e >@@@ +,

    - En los materiales lan!os$ se re!"e la "ar+a a :@@ +,

    -  En metales m( !ros se emplea na ola !e "arro !e

    ol1ramio

    La "ar+a se apli"a por n perio!o !e tiempo normali2a!o$

    +eneralmente !e >@ se+$ le+o se mi!e la 5ella "on n

    mi"ros"opio,

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    F & "ar+a apli"a!a en +

    D & !i%metro !el penetra!or en mm

    Di & !i%metro !e la impresi*n en mm

    Dre2a Jrinell& (kg/mm

    !

    Es6#ema del ensayo de d#re,a 5rinell 

    Resisten"ia a la tensi*n O :@@ JN,

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  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

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    Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia

    D#re,a (ic7ers

    Se emplea "omo i!enta!or na pir%mi!e !e !iamante !e

    ase "a!ra!a$ las "aras opestas !e la pir%mi!e 1orman n

    %n+lo !e H>K 7"orrespon!e a la rela"i*n *ptima !e !i%metro

    !e 5ella a !i%metro !e ola en el ensa(o Jrinell8

    Se !e/ne "omo la rela"i*n !e la "ar+a al %rea !e la sper/"ie

    !e la 5ella,

    Ss "ar+as .an !e : a HB: ilo+ramos 7!e "in"o en "in"o8,

    Se emplea i"ers para laminas tan !el+a!as "omo @,@@K

    pl+a!as

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  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

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    L

    P"#$%&

    L

    /!(senP'ickersureza   ==

      θ 

    P& "ar+a apli"a!a en +L& me!ia !e la lon+it! !e las !os!ia+onales en mm

    θ& %n+lo 1orma!o por las "aras

    opestas !e la pir%mi!e!iamante O H>K

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  • 8/17/2019 Expo Tec de Mat Compuestos

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    D#re,a Roc78ell

    El ensa(o tili2a la pro1n!i!a! !e la penetra"i*n a4o "ar+a"onstante$ "omo me!i!a !e la !re2a,

    La ma)ina !e ensa(o mi!e en 1orma atom%ti"a la

    pro1n!i!a! !e penetra"i*n !el in!enta!or$ ( la "on.ierte en

    n n9mero !e !re2a Ro"ell 7R8

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    El ensa(o es apli"ale a to!o tipo !e materiales met%li"os&

    a8 Jlan!os, Se tili2a "omo penetra!or na ola !e a"ero

    templa!o$ similar al !el ensa(o Jrinell,8 Dros, Se tili2a "omo penetra!or n "ono !e !iamante !e

    HB@Q !e %n+lo !e .0rti"e re!on!ea!o en la pnta, Se san

    "ar+as normali2a!as !e K@$ H@@ ( H:@ ilo+ramos

    "8 Pe)e6os espesores en materiales lan!os o !ros, Es el

    "aso !e e4es$ "5apas !el+a!as o tami0n sore "apas

    en!re"i!as$ "ementa!as o nitrra!as, En este spesto se

    sa la mo!ali!a! !e pe)e6as "ar+as espe"i/"a!as en la

    norma$ > ilo+ramos !e pre"ar+a ( H:$ >@ o : ilo+ramos!e "ar+a, Se "ono"e este tipo !e ensa(os "omo Ro"ell

    sper/"ial,

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    ESCALA CARGA (kg) PENETRA!R "ATER#ALES T#P#C!S PR!$A!S

    A %& Cono de diamante"ateriale' dro' en etremo* car+ro'de ,olframio* etc-

    $ .&& $ola de ./.%0"ateriale' de dre1a media* acero' alcar+ono +a2o' y medio'* lat3n* +ronce*etc-

    C .4& Cono de diamanteAcero' endrecido'* aleacione'

    endrecida' y re5enida'- .&& Cono de diamante Acero 'perficialmente cementado-

    E .&& $ola de ./607ierro fndido* aleacione' de alminio ymagne'io-

    8 %& $ola de ./.%0 $ronce y co+re recocido'-

    G .4& $ola de ./.%0 Co+re al +erilio* +ronce fo'foro'o* etc-

    7 %& $ola de ./60 Placa de alminio-

    9 .4& $ola de ./60 7ierro fndido* aleacione' de alminio-

    L %& $ola de ./:0Plá'tico' y metale' 'a5e'* como elplomo-

    Ensayos Roc78ell normali,ados0

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    Ensayo de impacto 11Norma ASTM E-B>8Norma ASTM E-B>8

    Can!o n material se somete a n +olpe repentino ( .iolento$!on!e la .elo"i!a! !e !e1orma"i*n es e'trema!amente r%pi!a$

    se pe!e "omportar en na 1orma m"5o m%s 1r%+il )e la )e

    se oser.a en el ensa(o !e tensi*n,

    Se tili2a el ensa(o !e impa"to para e.alar la 1ra+ili!a! !e n

    material,

       Ensa(o !e C5arp(& metales$ alea"iones$"er%mi"as

     Ensa(o !e I2o!& pl%sti"os

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    El ensa(o !e impa"to 7a8 ensa(o !e C5arp( e

    I2o!

    78 !imensiones !e mestras normales

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    Drante el ensa(o$ n

    p0n!lo pesa!o 7:

    +8 )e ini"ia s

    mo.imiento a naaltra 5@$ !es"rie n

    ar"o$ +olpea ( rompe

    la proeta$ ( lle+a a

    na altra /nal 51  

    menor,

    Si se "ono"en las

    altras ini"ial ( /nal

    !el p0n!lo$ se pe!e

    "al"lar la !i1eren"ia!e la ener+#a

    poten"ial,

    Esta !i1eren"ia es la

    ener+#a !e impa"toFACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

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    )  La probeta posee un entalle est*ndar para facilitar el inicio de la

    fisura.

    ) Las probetas +ue fallan en forma fr*gil se rompen en dos mitades# en

    cambio a+uellas con ma,or ductilidad se doblan sin romperse. 

    Fotograf-as de probetas#

    antes , despus del

    ensa,o

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    ) Ensa,o de arp,1 2oule (3!# lb pie

    ) Ensa,o de 4zod1 3/m# lb pie/pulg

    " lb pie 5 "#6%7 3

    Los valores obtenidos en este ensa,o pueden diferir fuertemente si se

    realiza a diferentes temperaturas

    La capacidad de un material para resistir el impacto de un golpe se

    llama tenacidad al impacto

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    Propiedades +ue se obtienen en el ensa,o de impacto1

    Temperatra de tran'ici3n de dúctil a frágil1 es a+uella a la cual un

    material cambia de un comportamiento d8ctil a un comportamiento

    fr*gil.

    9n material su2eto a cargas de impacto durante las condiciones de

    servicio deber* tener una temperatura de transición por deba2o de la

    temperatura de operación determinada por el ambiente +ue rodea al

    material.

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    Ensa,os de impacto para un pol-mero termopl*stico de n,lon

    supertenaz

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    :o todos los materiales tienen una temperatura de transición definida

    La estructura cristalina F normalmente absorbe ma,or energ-a# sin

    mostrar temperatura de transición

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    4nfluencia del contenido de carbono sobre el comportamiento d8ctil;

    fr*gil de un acero de ba2a aleación1

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    Ensa,o de =enacidad

    Liert( S5ips&

    B?@@ 1ari"a!os

    @@ /sra!os

    B@ se partieron en !os Titanic

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    E4emplo&  Se ot.ieron los si+ientes !atos !e tensi*n-

    !e1orma"i*n !e n a"ero o$B; C

    Es1er2o

    7si8

    De1orma"i

    *n

    Es1er2

    o

    7si8

    De1orma"i

    *n

    @>@

    ::

    K@

    K=?B

    ?

    ?:

    @@$@@H

    @$@@B

    @$@@:

    @$@H@$@B

    @$@

    @$@K

    ?K?:

    ?>

    K

    K::K

    :H

    @$@=@$H@

    @$HB

    @$H

    @$HK@$H=

    @$H

    71ra"tra8

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    a8 Di4e la "r.a tensi*n-!e1orma"i*n

    8 Determine la resisten"ia !e "e!en"ia "on el "riterio !el

    @$B; !e !e1orma"i*n "on.en"ional

    "8 Determine la resisten"ia a la tra""i*n !el a"ero!8 El m*!lo !e elasti"i!a!

    e8 M*!lo !e resisten"ia

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    E4emplos

    H, Se apli"a na 1er2a !e =:@ l a n alamre !e n#)el !e

    @$H: pl+ !e !i%metro$ )e tiene na resisten"ia !e

    "e!en"ia !e :,@@@ psi ( na resisten"ia a la tensi*n !e

    ::,@@@ psi, Determine&

    a8 Si el alamre se !e1ormar% pl%sti"amente

    8 Si el alamre ten!r% 1orma"i*n !e "ello

    B, Una proeta !e a"ero al "arono H@>@ !e @$:@ pl+, !e!i%metro se ensa(a 5asta la 1ra"tra , El !i%metro !e la

    proeta en la 2ona !e la 1ra"tra 1e !e @$>> pl+, Cal"le

    el por"enta4e !e estri""i*n !e la mestra,

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    >, Un "ale !e a"ero tiene H$B: pl+ !e !i%metro ( :@ pies!e lon+it!$ ( "on 0l se le.anta na "ar+a !e B@ tonela!as,

    C%l es la lon+it! !el "ale !rante el i2amiento El

    m*!lo !e elasti"i!a! !el a"ero es >@ ' H@K psi,

    , Can!o se apli"a na "ar+a !e >,@@@ + a na es1era !e

    H@ mm !e !i%metro en n ensa(o Jrinell !e n a"ero$ se

    pro!"e na penetra"i*n !e >$H mm !e !i%metro, Estime la

    resisten"ia !el a"ero a la tensi*n,

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    :, Se e1e"t9o na serie !e ensa(os !e impa"to C5arp( sore

    "atro a"eros$ "on !istinto "onteni!o !e ma+nesio$ "(osreslta!os se mestran en tala H, Gra/)e los !atos (

    !etermine&

    a8 La temperatra !e transi"i*n 7!etermina!a "omo la me!ia !e

    las ener+#as asori!as en las re+iones !9"til ( 1r%+il8

    8 La temperatra !e transi"i*n 7!e/ni!a "omo la temperatra

    )e propor"ionan :@ !e ener+#a asori!a8

    "8 Gra/)e la temperatra !e transi"i*n en 1n"i*n !el"onteni!o !e ma+nesio ( anali"e el e1e"to !e este elemento

    sore la tena"i!a! !el a"ero, C%l ser#a el "onteni!o !e

    ma+nesio m#nimo posile en el a"ero si na pie2a 1ari"a!a

    "on 0l !ee tili2arse a @ CFACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES - UNCP

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     Tala H& Reslta!os !e ensa(o !eC5arp(