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• Jose Gomez

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Propiedades Mecánicas de los Materiales Propiedades Mecánicas En ingeniería, las propiedades mecánicas de los materiales son las características inherentes, que permiten diferenciar un material de otro. También hay que tener en cuenta el comportamiento que puede tener un material en los diferentes procesos de mecanización que pueda tener. Elasticidad El término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan. Plasticidad La plasticidad es la propiedad mecánica que tiene un material para deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su límite elástico. Resistencia a la fluencia Es la fuerza que se le aplica a un material para deformarlo sin que recupere su antigua forma al parar de ejercerla. Resistencia a la tracción o resistencia última Indica la fuerza de máxima que se le puede aplicar a un material antes de que se rompa. Resistencia a la torsión Fuerza torsora máxima que soporta un material antes de romperse. Resistencia a la fatiga Deformación de un material que puede llegar a la ruptura al aplicarle una determinada fuerza repetidas veces. Dureza La dureza es la propiedad que tienen los materiales de resistir el rayado y el corte de su superficie. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa, que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio cuando lo rayas no queda marca, por lo tanto tiene gran dureza.

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Fragilidad La fragilidad intuitivamente se relaciona con la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad se define más propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación, a diferencia de los materiales dúctiles que se rompen tras sufrir acusadas deformaciones plásticas. Tenacidad La tenacidad es una medida de la cantidad de energía que un material puede absorber antes de fracturarse. Evalúa la habilidad de un material de soportar un impacto sin fracturarse. Resiliencia o resistencia al choque Es la energía que absorbe un cuerpo antes de fracturarse.

Ductilidad La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se clasifican de frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo se produce tras producirse grandes deformaciones.

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Maleabilidad La maleabilidad es la propiedad de la materia, que junto a la ductilidad presentan los cuerpos al ser elaborados por deformación. Se diferencia de aquella en que mientras la ductilidad se refiere a la obtención de hilos, la maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa. Es una cualidad que se encuentra opuesta a la ductilidad puesto que en la mayoría de los casos no se encuentran ambas cualidades en un mismo material.

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Maquinabilidad La maquinabilidad es una propiedad de los materiales que permite comparar la facilidad con que pueden ser mecanizados por arranque de virutas.

Colabilidad Es la capacidad de un metal fundido para producir piezas fundidas completas a partir de un molde.

Ensayo de tracción Es un ensayo que tiene por objetivo definir la resistencia elástica, resistencia última y plasticidad del material cuando se le somete a fuerzas uniaxiales. Se requiere una máquina, prensa hidráulica por lo general, capaz de: a) Alcanzar la fuerza suficiente para producir la fractura de la probeta. b) Controlar la velocidad de aumento de fuerzas. c) Registrar las fuerzas, F, que se aplican y los alargamientos, DL, que se observan en la probeta.

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La figura representa un esquema de la máquina universal de ensayos de 100 kN y el esquema de los registradores de fuerza, F, y desplazamiento, DL, montados sobre la probeta. Las probetas son normalizadas, cilíndricas o planas, admitiendo secciones variables, S0, si bien están correlacionadas con la longitud de la probeta, L0, a través de un modelo del tipo:

siendo K un factor de proporcionalidad definido por la norma. La figura muestra la probeta cilíndrica según la norma EN 10002-1.

ENSAYO DE TRACCIÓN. CURVAS TENSIÓN-DEFORMACIÓN NOMINAL 2

El ensayo más simple que se puede realizar para estudiar las propiedades mecánicas de un material es el aplicar una fuerza longitudinal y medir la respuesta (deformación) del material: es el denominado ensayo uniaxial, que puede ser a tracción o a compresión. En el ensayo de tracción uniaxial se estira el material hasta rotura a velocidad de alargamiento constante (en realidad velocidad de traviesa o velocidad de carga constante) y se determina en cada momento la carga aplicada (F, P) y el alargamiento (u, L) de la probeta.

Si representamos ambas magnitudes, la curva resultante sería como la mostrada en la figura (en el caso de un material dúctil). Estas gráficas no son útiles porque no dependen sólo del material ensayado sino también de la longitud y anchura de la probeta (fuerza y desplazamiento no son magnitudes intensivas). Por ello es necesario cambiar a un sistema normalizado: Curvas tensión-deformación nominal En ellas se representan la tensión nominal (carga/sección inicial: n=F/A0) frente a la deformación unitaria (alargamiento/longitud inicial: n=L/L0). Esta normalización hace que la curva sea universal para cada material, independientemente de las dimensiones de la probeta ensayada. Analizamos las características de estas curvas:

Se observan claramente 3 regímenes:

 Régimen elástico: Se observa un tramo inicial en la curva donde, generalmente, tensión y deformación resultan ser proporcionales entre sí (es decir, se observa un tramo lineal). En este tramo inicial si se retira la fuerza aplicada, el material recupera su longitud inicial, es decir, no queda 2

deformación residual en el material. Esto significa que la deformación en este tramo es reversible (elástica) siendo ésta la característica esencial de este primer régimen. Es decir, mientras las deformaciones sean reversibles estaremos en régimen elástico, aunque la relación entre deformación y tensión no sea lineal (este es el caso de algunos polímeros).  Régimen plástico: A partir de una cierta tensión aplicada la curva se desvía de la linealidad y disminuye su pendiente. En este tramo el material comienza a sufrir deformaciones irreversibles (plásticas): al retirar la carga, la descarga se produce por una recta paralela a la recta elástica y sólo parte de la deformación se recupera, quedando cierta deformación residual (que es lo característico de este régimen). Si cargamos de nuevo, el tramo lineal (régimen elástico) se extiende hasta la tensión a la que descargamos; es decir, aumenta la tensión necesaria para lograr deformaciones plásticas adicionales. A este fenómeno se le denomina endurecimiento por deformación o acritud. No todos los materiales son igualmente sensibles a este efecto (Ej. el Sn es más sensible que el Al)  Fractura: La tensión no crece indefinidamente conforme aumenta la deformación plástica, llega un momento en que se alcanza un máximo en la curva, continuando la deformación a tensiones progresivamente inferiores y finalmente la probeta rompe. La fractura es el tercer régimen de comportamiento mecánico que estudiaremos en estas dos asignaturas. Tras la ruptura, parte de la deformación se recupera, pero queda una cierta deformación plástica residual que será mayor o menor dependiendo del material. La respuesta en cada uno de estos tres regímenes varía de un material a otro y se caracteriza haciendo uso de una serie de magnitudes o propiedades mecánicas que estudiaremos en la sección 1.4. Estricción Según la curva tensión-deformación nominal típica, parecería que antes de la fractura el material agota su capacidad de endurecimiento, más aún, que se ablanda a partir de una cierta deformación. Esto no es cierto. Lo que sucede al llegar a este punto (el máximo de la curva) es que la probeta sufre un estrechamiento localizado o estricción. Este estrechamiento, que se origina debido a defectos existentes en la probeta, provoca un incremento de la tensión local en dicho punto (ya que la sección real es menor ahí y =F/A) y, por tanto, esa región deforma más que el resto de la probeta.

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Estos estrechamientos locales se producen durante todo el ensayo, pero antes de llegar al punto de tangente horizontal de la curva nominal el incremento de tensión debido al estrechamiento se compensa con el endurecimiento por deformación en dicha zona, volviendo a homogeneizarse la sección de la probeta. Al llegar al máximo en la curva, el aumento de tensión debido al estrechamiento es mayor que el endurecimiento y toda la deformación posterior se localiza entorno al estrechamiento. 1.2.3 Ejemplos de curvas tensión-deformación nominales de materiales reales. En la transparencia se muestran ejemplos de curvas tensión-deformación nominales de materiales reales. Cabe destacar la presencia de bandas de estricción estable en el acero (en la denominada región de fluencia) y la curva radicalmente distinta del polietileno donde tras el estrangulamiento sigue un periodo de fortalecimiento por el alineamiento de las cadenas poliméricas (ver tema III). 1.3 CURVA TENSIÓN-DEFORMACIÓN REAL Como hemos visto, la sección de la probeta no se mantiene constante durante el ensayo de forma que la tensión que realmente experimenta la probeta no coincide con la nominal. Análogamente, el incremento de deformación sufrida en cada instante por la probeta no debe calcularse comparando con su longitud inicial sino con la longitud en cada instante. Así, suponiendo volumen constante durante la deformación ( por:

) la tensión y deformación reales vienen dadas

Es decir, la tensión real es mayor que la nominal y la deformación viceversa. Conviene destacar que ambas expresiones son válidas sólo hasta el comienzo de la estricción. Los valores después de la estricción deben calcularse según las expresiones que están en la tabla, que para ser evaluadas requieren conocer el área en el punto de estricción, lo cual solo es posible si utilizamos algún tipo de galga extensiométrica durante el ensayo. 2

Es posible aproximar los valores reales por los nominales si < 0.1 (es decir para deformaciones menores del 10 %) sin cometer grandes errores (ver transparencia). La utilización de las cantidades reales en lugar de las nominales elimina completamente toda dependencia con el tipo de ensayo (tracción-compresión) o con la probeta utilizada; la curva es única y característica de cada material. Se observa que desaparece el máximo de tensión, que era fruto exclusivamente del fenómeno de estricción, y el material sigue endureciendo hasta la rotura. Sin embargo, aunque no existe máximo en la curva tensión-deformación real, es posible determinar el momento en que se inicia la estricción teniendo en cuenta que:

Es decir, la estricción se produce en el punto en que el valor de la pendiente de la curva coincide con el valor de la tensión.

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1.4 MAGNITUDES IMPORTANTES. En esta sección veremos las magnitudes que caracterizan el comportamiento mecánico de los materiales, es decir, las propiedades mecánicas (o parámetros mecánicos) que se utilizan para describirlo. 1.4.1 Régimen elástico. En el tramo elástico las curvas tensión-deformación reales (también las nominales, puesto que en ese tramo suelen ser equivalentes) verifican generalmente la ley de Hooke, es decir, en dicho tramo las tensiones son proporcionales a las tensiones:  = E La constante de proporcionalidad, E, es una propiedad del material que se conoce como módulo de Young, módulo de elasticidad o simplemente módulo elástico. Este parámetro puede calcularse como la pendiente de la curva en este tramo inicial y nos da una idea de la oposición del material a ser deformado elásticamente (es decir, su rigidez). Veremos otras magnitudes que caracterizan el régimen elástico en el Tema II. 1.4.2 Régimen plástico. Otra magnitud de interés es la tensión que marca el inicio de plasticidad en el material, y que se denomina tensión de límite elástico, Y o Y (yield stress). En ocasiones la tensión de límite elástico es difícil de determinar a partir de las curvas tensión-deformación, ya que la transición de uno a otro régimen es muy gradual. Por ello, en su lugar se determina el valor de la tensión necesaria para producir una deformación residual del 0.1-0.2 %, lo que se denomina límite elástico proporcional (proof stress). En materiales con región de fluencia como los aceros se toma como límite elástico, por norma, el menor de los valores de tensión en dicha zona. En la curva nominal se define también la resistencia a tracción, TS del material como la máxima tensión alcanzada en dicha curva, y nos marca la resistencia mecánica de la probeta ante este tipo de cargas. Si bien la resistencia a tracción no es una propiedad intrínseca del material sino de la probeta, es un parámetro que puede compararse de unos materiales a otros cuando los ensayos se realizan ajustándose a norma.

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Al igual que la Ley de Hooke rige el comportamiento en régimen elástico existen ciertos modelos para describir el comportamiento mecánico en el dominio plástico (para tensiones reales). Por ejemplo, según el modelo de Ludwick:

donde K y n son constantes características de cada material que pueden calcularse fácilmente representando la curva tensión-deformación real en escala logarítmica (ver figura). El parámetro n se denomina coeficiente de acritud o de endurecimiento y de algún modo mide la capacidad de endurecimiento por deformación del material (mayor n, mayor endurecimiento). Sus valores no suelen sobrepasar los 0.5-0.6 (Al 0.3, latón 0.5, acero dulce 0.25). Conviene distinguir este parámetro del ritmo de acritud que está relacionada con la tangente a la curva en cada punto y por tanto viene dado por

y es por tanto proporcional a n pero disminuye paulatinamente conforme aumenta la deformación (es decir, conforme disminuye   ). El coeficiente de acritud n coincide con el alargamiento máximo uniforme (es decir, el alargamiento máximo antes de la estricción), est.

Ductilidad. 2

Otra magnitudes de interés para caracterizar el régimen plástico (aunque también se relaciona con las propiedades de fractura) del material son las que caracterizan la ductilidad del material. La ductilidad de un material se define como la cantidad de deformación plástica máxima que es capaz soportar un material antes de romper. Existen dos parámetros principales para medir la ductilidad: la deformación a fractura f o la reducción de área a fractura Af /A0.

Otra magnitud indicativa de la ductilidad de un material es la energía plástica almacenada por el material tras la fractura. Esta energía puede calcularse

como el área encerrada bajo la curva tensión-deformación real , pero restando la energía elástica almacenada que se recupera tras la fractura. Se puede calcular a partir de la curva nominal siempre y cuando podamos considerar

el volumen constante ( más allá del punto de estrangulamiento.

), es decir realmente no es válido

Para finalizar, en las tablas de las transparencias se recogen valores característicos de algunas de las propiedades mencionadas para varios materiales reales. 1.5. INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA Y DE LA VELOCIDAD DE DEFORMACIÓN Hasta ahora hemos considerado que las curvas tensión-deformación reales dependen exclusivamente del material ensayado. Sin embargo, en la práctica las curvas dependen de las condiciones de ensayo. En particular, dependen de la velocidad de deformación a la que se efectúa el ensayo y de la temperatura a la que se realiza. En la figura se observa el efecto de ambas magnitudes en las curvas tensión-deformación. Como puede apreciarse, el efecto de una es inverso al de la otra: incrementos de temperatura tienden a ablandar el material, mientras que el material se endurece conforme aumenta la velocidad de deformación. No estamos en condiciones de explicar el porqué de estos efectos aún, pero lo entenderemos más adelante. Añadir simplemente que es posible tener en cuenta el efecto de la velocidad de deformación modificando el modelo de Ludwick en la siguiente forma:

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Introducción El ensayo normal a la tensión se emplea para obtener varias características y resistencias que son útiles en el diseño. El uso de los materiales en las obras de ingeniería hace necesario el conocimiento de las propiedades físicas de aquellos, y para conocer estas propiedades es necesario llevar a cabo pruebas que permitan determinarlas. Organismos como la ASTM (American Society for Testing and Materials) en Estados Unidos, o el ICONTEC en Colombia, se encargan de estandarizar las pruebas; es decir, ponerles límites dentro de los cuales es significativo realizarlas, ya que los resultados dependen de la forma y el tamaño de las muestras, la velocidad de aplicación de las cargas, la temperatura y de otras variables. Todos los materiales metálicos tienen una combinación de comportamiento elástico y plástico en mayor o menor proporción. Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de deformarse en el sentido de aplicación de la fuerza. En el caso del ensayo de tracción, la fuerza se aplica en dirección del eje de ella y por eso se denomina axial, la probeta se alargara en dirección de su longitud y se encogerá en el sentido o plano perpendicular. Aunque el esfuerzo y la deformación ocurren simultáneamente en el ensayo, los dos conceptos son completamente distintos. A escala atómica, la deformación elástica macroscópica se manifiesta como pequeños cambios en el espaciado interatómico y los enlaces interatómicos son estirados. Por consiguiente, la magnitud del módulo de elasticidad representa la resistencia a la separación de los átomos contiguos, es decir, a las fuerzas de enlace interatómicas.A escala atómica, la deformación plástica corresponde a la rotura de los enlaces entre átomos vecinos más próximos y a la reformación de éstos con nuevos vecinos, ya que un gran número de átomos o moléculas se mueven unos con respecto a otros; al eliminar la tensión no vuelven a sus posiciones originales. Desarrollo 2

La curva usual Esfuerzo - Deformación (llamada también convencional, tecnológica, de ingeniería o nominal), expresa tanto el esfuerzo como la deformación en términos de las dimensiones originales de la probeta, un procedimiento muy útil cuando se está interesado en determinar los datos de resistencia y ductilidad para propósito de diseño en ingeniería. Para conocer las propiedades de los materiales, se efectúan ensayos para medir su comportamiento en distintas situaciones. Estos ensayos se clasifican en destructivos y no destructivos. Dentro de los ensayos destructivos, el más importante es el ensayo de tracción. La curva Esfuerzo real - Deformación real (denominada frecuentemente, curva de fluencia, ya que proporciona el esfuerzo necesario para que el metal fluya plásticamente hacia cualquier deformación dada), muestra realmente lo que sucede en el material. Por ejemplo en el caso de un material dúctil sometido a tensión este se hace inestable y sufre estricción localizada durante la última fase del ensayo y la carga requerida para la deformación disminuye debido a la disminución del área transversal, además la tensión media basada en la sección inicial disminuye también produciéndose como consecuencia un descenso de la curva Esfuerzo - Deformación después del punto de carga máxima. Pero lo que sucede en realidad es que el material continúa endureciéndose por deformación hasta producirse la fractura, de modo que la tensión requerida debería aumentar para producir mayor deformación. A este efecto se opone la disminución gradual del área de la sección transversal de la probeta mientras se produce el alargamiento. La estricción comienza al alcanzarse la carga máxima.

Muchos materiales alcanzan un estado en el cual la deformación comienza a crecer rápidamente sin que haya un incremento correspondiente en el esfuerzo. Tal punto recibe el nombre de punto de cedencia o punto de fluencia. Se define la resistencia de cedencia o fluencia Sy mediante el método de corrimiento paralelo. 2

El ensayo de tracción consiste en someter a una probeta normalizada realizada con dicho material a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. Para ello se coloca la probeta en una máquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra móvil. Se procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza móvil.

MÁQUINA PARA ENSAYO DE TRACCIÓN

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Se utiliza para determinar el comportamiento de los materiales bajo cargas cuasiestáticas de tensión y compresión, obteniendo sus gráficos de esfuerzodeformación y su módulo de elasticidad (módulo de Young). Con esta información podemos determinar que tan elástico o plástico será el comportamiento de un material bajo la acción de una fuerza axial actuando sobre él.

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La figura 10 ilustra una probeta al inicio del ensayo indicando las medidas iniciales necesarias.

Figu ra 10 Analizando las probetas después de rotas, es posible medir dos parámetros: El alargamiento final Lf (Figura 11) y el diámetro final Df, que nos dará el área final Af.

Figura 11 Estos parámetros se expresan como porcentaje de reducción de área %RA y porcentaje de alargamiento entre marcas %? L:

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% RA= x 100 % ? L = x 100. Ambos parámetros son las medidas normalizadas que definen la ductilidad del material, que es la capacidad para fluir, es decir, la capacidad para alcanzar grandes deformaciones sin romperse. La fragilidad se define como la negación de la ductilidad. Un material poco dúctil es frágil. La Figura 12 permite visualizar estos dos conceptos gráficamente.

Figura 12 El área bajo la curva fuerza - desplazamiento (F versus L) representa la energía disipada durante el ensayo, es decir la cantidad de energía que la probeta alcanzó a resistir. A mayor energía, el material es más tenaz. A partir de los valores obtenidos en el gráfico Fuerza-Desplazamiento, se puede obtener la curva Esfuerzo-Deformación. El esfuerzo, que tiene unidades de fuerza partido por área, ha sido definido anteriormente, la deformación unidimensional:

Para estudiar el comportamiento mecánico de los materiales, se recurre a la experimentación sometiendo a los mismos a esfuerzos progresivos y registrando la deformación resultante. Estos datos se expresan en diagramas sl-el como los de la Figura 7, donde toma la forma de curvas similares (en forma) a las obtenidas en los ensayos de succión capilar. En la Figura 7 puede apreciarse un tramo de la curva sl-el donde el esfuerzo es directamente proporcional a la deformación. Este comportamiento constituye la ley de Hooke, que aplica solo para pequeñas deformaciones, hasta un límite denominado límite de proporcionalidad, representado en la Figura 7 por el punto a. En este tramo, el comportamiento del material es elástico, esto es, si se disminuye el esfuerzo aplicado lentamente, se recorre el mismo tramo de la curva en sentido contrario, hasta alcanzar el punto de origen donde el esfuerzo y la deformación son nulos. La proporcionalidad entre el esfuerzo y la deformación en el tramo de la ley de Hooke permite definir 2

el módulo de Young o módulo de elasticidad (E). Este módulo es la constante de proporcionalidad, de manera que:

Donde el módulo de elasticidad E es positivo (?l y ?l son negativos) y presenta las mismas dimensiones que el esfuerzo ya que ?l es adimensional. El valor del módulo de Young es característico para distintos materiales, por lo que puede utilizarse para comparar las características mecánicas de los mismos.

Zona elástica La zona elástica es la parte donde al retirar la carga el material regresa a su forma y tamaño inicial, en casi toda la zona se presenta una relación lineal entre la tensión y la deformación y tiene aplicación la ley de Hooke. La pendiente en este tramo es el módulo de Young del material. El punto donde la relación entre y deja de ser lineal se llama límite proporcional. El valor de la tensión en donde termina la zona elástica, se llama límite elástico, y a menudo coincide con el límite proporcional en el caso del acero. Meseta de fluencia Región en donde el material se comporta plásticamente; es decir, en la que continúa deformándose bajo una tensión "constante" o, en la que fluctúa un poco alrededor de un valor promedio llamado límite de cedencia o fluencia. 2

Endurecimiento por deformación Zona en donde el material retoma tensión para seguir deformándose; va hasta el punto de tensión máxima, llamado por algunos tensión ó resistencia última por ser el último punto útil del gráfico. Zona de tensión post-máxima En éste último tramo el material se va poniendo menos tenso hasta el momento de la fractura. La tensión de fractura es llamada también tensión última por ser la última tensión que soportó el material. FORMA REAL DE LA CURVA TENSIÓN-DEFORMACIÓN La curva descrita anteriormente se utiliza en ingeniería, pero la forma real de dicha curva es la siguiente:

Aquí no se presenta una relajación de la tensión, pues sigue aumentando hasta la rotura. Después del punto de carga máxima en el gráfico de ingeniería, comienza a formarse un "cuello" en la probeta; este fenómeno se conoce como estricción. Esta disminución en el área transversal ocurre por deslizamiento debido a tensión cortante en superficies que forman 45° con el eje de la barra.

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Sea una barra de acero al bajo carbono (A-36) sujeta a tensión con sección circular.

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Propiedades mecánicas del acero



Resistencia al desgaste.

Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta 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. "Un cuerpo completamente elástico se concibe como uno de los que recobra completamente su forma y dimensiones originales al retirarse la carga". ej: caso de un resorte o hule al cual le aplicamos una fuerza. Plasticidad: es aquella propiedad que permite al material soportar una deformación permanente sin fracturarse. Esfuerzos Cortantes

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Si sobre un cuerpo la fuerza se aplica de manera tangente, su deformación se efectúa de la manera que se esquematiza en la figura adjunta. Se dice que la fuerza es una fuerza cortante pura. La deformación producida viene caracterizada por el ángulo a, tal y como se esquematiza en la figura. La tensión se simboliza por la letra t, y vale:

En el caso de fuerzas cortantes sobre cuerpos elásticos de Hooke, la ley se expresa como: t = G•a En la que la constante de proporcionalidad (G) entre deformaciones angulares y tensiones se denomina módulo de elasticidad transversal o módulo de tensión cortante. Esta constante o módulo no es independiente del de Young, sino que está relacionado con él según la relación:

De la definición del módulo de Poisson (µ) se deduce: e1 = µ•e0, es decir:

Conclusión Los materiales, en su totalidad, se deforman a una carga externa. Se sabe además que, hasta cierta carga límite el sólido recobra sus dimensiones originales cuando se le descarga. La recuperación de las dimensiones originales al eliminar 2

la carga es lo que caracteriza al comportamiento elástico. La carga límite por encima de la cual ya no se comporta elásticamente es el límite elástico. Al sobrepasar el límite elástico, el cuerpo sufre cierta deformación permanente al ser descargado, se dice entonces que ha sufrido deformación plástica. El comportamiento general de los materiales bajo carga se puede clasificar como dúctil o frágil según que el material muestre o no capacidad para sufrir deformación plástica. Los materiales dúctiles exhiben una curva Esfuerzo Deformación que llega a su máximo en el punto de resistencia a la tensión. En materiales más frágiles, la carga máxima o resistencia a la tensión ocurre en el punto de falla. En materiales extremadamente frágiles, como los cerámicos, el esfuerzo de fluencia, la resistencia a la tensión y el esfuerzo de ruptura son iguales. La deformación elástica obedece a la Ley de Hooke La constante de proporcionalidad E llamada módulo de elasticidad o de Young, representa la pendiente del segmento lineal de la gráfica Esfuerzo - Deformación, y puede ser interpretado como la rigidez, o sea, la resistencia del material a la deformación elástica. En la deformación plástica la Ley de Hooke deja de tener validez.

Esfuerzos que soportan los elementos que componen las estructuras

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S=σ⋅A=P σ =Tensión específica o tensión en la barra S= Resultante de tensiones Unidades de σ : Kg/cm2 Al construir una estructura se necesita tanto un diseño adecuado como unos elementos que sean capaces de soportar las fuerzas, cargas y acciones a las que va a estar sometida. Los tipos de esfuerzos que deben soportar los diferentes elementos de las estructuras son:

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DIAGRAMA ESFUERZOS - DEFORMACION

σ =P/ A σ=esfuerzo P=fuerza A=area

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Tipos de esfuerzos 

Tracción. Hace que se separen entre sí las distintas partículas que componen una pieza, tendiendo a alargarla. Por ejemplo, cuando se cuelga de una cadena una lámpara, la cadena queda sometida a un esfuerzo de tracción, tendiendo a aumentar su longitud.



Compresión. Hace que se aproximen las diferentes partículas de un material, tendiendo a producir acortamientos o aplastamientos. Cuando nos sentamos en una silla, sometemos a las patas a un esfuerzo de compresión, con lo que tiende a disminuir su altura.



Cizallamiento o cortadura. Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a la pieza, haciendo que las partículas del material tiendan a resbalar o desplazarse las unas sobre las otras. Al cortar con unas tijeras un papel estamos provocando que unas partículas tiendan a deslizarse sobre otras. Los puntos sobre los que apoyan las vigas están sometidos a cizallamiento.

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

Flexión. Es una combinación de compresión y de tracción. Mientras que las fibras superiores de la pieza sometida a un esfuerzo de flexión se alargan, las inferiores se acortan, o viceversa. Al saltar en la tabla del trampolín de una piscina, la tabla se flexiona. También se flexiona un panel de una estantería cuando se carga de libros o la barra donde se cuelgan las perchas en los armarios.



Torsión. Las fuerzas de torsión son las que hacen que una pieza tienda a retorcerse sobre su eje central. Están sometidos a esfuerzos de torsión los ejes, las manivelas y los cigüeñales.

Ejemplo de esfuerzos

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Esfuerzo admisibles materiales frágiles y dúctiles

Materiales dúctiles: Todo metal caliente puede llegar a ser dúctil. La ductilidad es la propiedad que presentan algunos metales y aleaciones cuando, bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos. A los metales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. En otros términos, un material es dúctil cuando la relación entre el alargamiento longitudinal producido por una tracción y la disminución de la sección transversal es muy elevada. En el ámbito de la metalurgia se entiende por metal dúctil aquel que sufre grandes deformaciones antes de romperse, siendo el opuesto al metal frágil, que se rompe sin apenas deformación. No debe confundirse dúctil con blando, ya que la ductilidad es una propiedad que como tal se manifiesta una vez que el material está soportando una fuerza considerable; esto es, mientras la carga sea pequeña, la deformación también lo será, pero alcanzado cierto punto el material cede, deformándose en mucha mayor medida de lo que lo había hecho hasta entonces pero sin llegar a romperse. En un ensayo de tracción, los materiales dúctiles presentan una fase de fluencia caracterizada por una gran deformación sin apenas incremento de la carga. Desde un punto de vista tecnológico, al margen de consideraciones económicas, el empleo de materiales dúctiles presenta

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Ventajas: 

En la fabricación: ya que son aptos para los métodos de fabricación por deformación plástica.



En el uso: presentan deformaciones notorias antes de romperse. Por el contrario, el mayor problema que presentan los materiales frágiles es que se rompen sin previo aviso, mientras que los materiales dúctiles sufren primero una acusada deformación, conservando aún una cierta reserva de resistencia, por lo que después será necesario que la fuerza aplicada siga aumentando para que se provoque la rotura.

Medidas de ductilidad: Tras una prueba de tensión, o prueba de tracción, son dos las medidas que nos proporcionan información acerca de la ductilidad de un material: el porcentaje de elongación y la reducción porcentual en el área. El porcentaje de elongación cuantifica la deformación permanente en la rotura (deformación plástica), es decir, no se incluye la deformación recuperada tras la fractura (deformación elástica). De esta manera, se mide la distancia entre las medidas calibradas en la muestra antes y después de la prueba. Se observa que la deformación tras la falla (rotura) es menor que la deformación en el punto de ruptura, debido a que el esfuerzo elástico se recupera cuando cesa la carga. El porcentaje de elongación puede escribirse como:

Donde Lf es la distancia entre las marcas calibradas tras la falla de la muestra.

La reducción porcentual del área consiste en medir el cambio en el área de la sección transversal en el punto de fractura antes y después de la prueba. Describe pues, la cantidad de adelgazamiento sufrido por el espécimen durante la prueba:

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Materiales frágiles: La fragilidad es la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación. Por el contrario, los materiales dúctiles o tenaces se rompen tras sufrir acusadas deformaciones, generalmente de tipo plásticas. La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energía, a diferencia de la rotura dúctil. Los materiales frágiles, tales como el hormigón y la fibra de carbono, se caracterizan por fallar ante deformaciones pequeñas. A menudo fallan cuando aún se encuentran deformándose de manera elástica lineal, y por lo tanto no poseen un límite elástico definido. La fragilidad de un material además se relaciona con la velocidad de propagación o crecimiento de grietas a través de su seno. Esto significa un alto riesgo de fractura súbita de los materiales con estas características una vez sometidos a esfuerzos.1 Por el contrario los materiales tenaces son aquellos que son capaces de frenar el avance de grietas.

Curvas representativas de Tensión-Deformación de un material frágil (rojo) y un material dúctil y tenaz (azul)

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Términos frecuentemente confundidos con la fragilidad: -Lo opuesto a un material muy frágil es un material dúctil. -Por otra parte la dureza no es opuesto a la fragilidad, ya que la dureza es la propiedad de alterar solo la superficie de un material, que es algo totalmente independiente de si ese material cuando se fractura tiene o no deformaciones grandes o pequeñas. Como ejemplo podemos citar el diamante que es el material más duro que existe, pero es extremadamente frágil. Fragilidad dinámica en física de estado sólido: En física del estado sólido, y en especial en la física de materiales vítreos/amorfos la fragilidad dinámica, m, se refiere a la capacidad de un material de relajarse cuando este se enfría hacia su temperatura de transición vítrea, Normalmente los materiales "frágiles" presentan una variación muy pronunciada de sus propiedades características, mientras que los materiales más "resistentes" tienen una variación más moderada a lo largo de rangos de temperatura mayores. Ejemplos: -los vidrios comunes (como los de las ventanas, por ejemplo) -algunos minerales cristalinos, - los materiales cerámicos -algunos polímeros como el polimetilmetacrilato (PMMA), el poliestireno (PS), o el poliácidolactico (PLA), Es importante mencionar que el tipo de rotura que ofrece un material (frágil o dúctil) depende de la temperatura. Así mientras algunos materiales como los plásticos (polietileno, polipropileno u otros termoplásticos) que suelen dar lugar a roturas dúctiles a temperatura ambiente, por debajo de su temperatura de transición vítrea dan lugar a roturas frágiles.

DUREZA La Dureza es una propiedad física de los materiales que consiste básicamente en la firme unión de las moléculas que la conforman, impidiendo así que cualquier otro objeto o sustancia lo parta, lo penetre, o lo comprometa. La dureza se utiliza en como una magnitud en diversas áreas industriales en las que se requiere medir la capacidad de aguante o resistencia de peso que tienen diversos materiales para que se les dé un uso óptimo. Un ejemplo de estas industrias son las que se encargan de fabricar elementos básicos para la construcción de una edificación o estructura, metalurgia, carpintería, entre

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otras en las que es vital saber cuál es su composición, como se podrían unir con otros materiales para crear estructuras sólidas.

En mineralogía, se utiliza una escala de medición del 1 al 10, en la que el uno es el mineral más fácil de rayar y el 10 el que es imposible de romper con otro material que no sea el mismo. El número 1 es el talco, lo conocemos en la vida cotidiana como un polvo sedoso que en otra presentación se muestra igual de granuloso y fácil de romper y acabar con su durabilidad. En mineralogía se utiliza la escala de Mohs, creada por el alemán Friedrich Mohs en 1820, que mide la resistencia al rayado de los materiales.

MINERA L

DUREZ A

PRUEBA COMÚN

Talco Yeso

1 2

Se raya con una uña

Calcita

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Se raya con una moneda de cobre

Fluorita Apatito

4 5

Se raya con la hoja de un cuchillo o el cristal de una ventana

Feldespato Cuarzo Topacio Corindón

6 7 8 9

Raya una hoja de cuchillo o el cristal de una ventana

Diamante

10

Raya todos los

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materiales comunes

En el campo científico de la ingeniería industrial la dureza es una aplicada a diversas áreas, principalmente las que se encargan de la extracción y estudio de los componentes de la tierra, en concreto nos referimos a la mineralogía y la geología. ¿Por qué la dureza es tan importante en ingeniería? La dureza está íntimamente relacionada con la resistencia mecánica, ambas responden a una deformación plástica del material, existiendo cierta proporcionalidad entre sus valores, pudiendo incluso relacionarlas con determinados factores de conversión. Con la ventaja de que el ensayo de dureza es más económico y rápido que el ensayo de tracción, además de no destructivo. TIPOS DE DUREZA Las escalas de uso industrial actuales son las siguientes: Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero 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. 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 2 mm de espesor. 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 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 estándar. Rockwell superficial: Existe una variante del ensayo, llamada Rockwell superficial, para la caracterización de piezas muy delgadas, como cuchillas de afeitar o capas de materiales que han recibido algún tratamiento de endurecimiento superficial. Dureza Rosiwal: Mide en escalas absoluta de durezas, se expresa como la resistencia a la abrasión medias en pruebas de laboratorio y tomando como base el corindón con un valor de 1000. 3

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 Webster: Emplea máquinas manuales en la medición, siendo apto para piezas de difícil manejo como perfiles largos extruidos. El valor obtenido se suele convertir a valores Rockwell. Dureza Brinell Consiste en comprimir una bola de acero templado, de un diámetro determinado, sobre el material a ensayar, por medio de una carga y durante un tiempo también establecido. La dureza Brinnel determina la relación entre la fuerza ejercida por el durómetro y el área de casquete de la huella, pues evidentemente, y dentro de ciertos límites, esta área será mayor cuanto menos duro sea el material.

La expresión matemática de la dureza Brinell es HB=P/A Se puede deducir la expresión en función del diámetro del casquete, el diámetro de la bola y la carga empleada:

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El ensayo Brinell no debe aplicarse para medir durezas superiores a 500 HB, y no es fiable Para materiales de poco espesor. ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL (HR) El estándar ASTM E 18-03 define la dureza Rockwell como un método de ensayo por indentación por el cual, con el uso de una máquina calibrada, se fuerza un indentador cónico esferoidal de diamante (penetrador de diamante), o una bola de acero endurecido (acero o carburo de tungsteno), bajo condiciones específicas contra la superficie del material a ser ensayado, en dos operaciones, y se mide la profundidad permanente de la impresión bajo condiciones específicas de carga. Características:    

Penetrador en forma de bola o cono de diamante. Diferentes cargas: 60, 100, 150 (kg). Diferentes escalas. Se evalúa la profundidad de huella.

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 Pasos para el ensayo de dureza ROCKWELL. a)Aplicación de una carga previa, F0 = 10 kg. Esta sirve para tomar una referencia h0, independiente del estado superficial.

b)Aplicación de la sobrecarga de ensayo, F1, con lo que se alcanza h1. c)Eliminación de la sobrecarga F1, con lo que se recupera la deformación elástica y se conserva la remanente. La profundidad alcanzada es h.

d)La profundidad de la huella viene definida por:

e = h - h0

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Ensayo de dureza Vickers 1 parte ¿Qué es la dureza? La dureza de un material es su capacidad de resistir una deformación plástica localizada. Las medidas de dureza son ampliamente utilizadas porque a partir de ellas se obtiene una idea aproximada o comparativa de las características mecánicas de un material. Para su determinación se utilizan ensayos basados en la resistencia que oponen los materiales a ser penetrados por un cuerpo más duro. De igual manera, la dureza es un indicador amplio de la resistencia al desgaste La dureza es también un indicador razonable de

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maquinabilidad, soldabilidad y conformabilidad del acero,

¿Qué es un ensayo de dureza? Estos métodos consisten en producir una huella en el material que se ensaya aplicando sobre él un penetrador con una presión determinada, y hallando el índice de dureza en función de la presión ejercida y la profundidad o diámetro de la huella. Este penetrador va acoplado a una máquina llamada durómetro. Los tres métodos más utilizados son los de Brinell, Rockwell y Vickers, la clasificación y los métodos varían con cada material, dando origen a los números de dureza: · HBN (Hardness Brinell Number) · HRA, HRB, HRC, ... (Hardness Rockwell series A, B, C, ...) · HVN (Hardness Vickers Number)

Dureza de Vickers En este caso se emplea como cuerpo de penetración una pirámide cuadrangular de diamante. La huella vista desde arriba es un cuadrado. Este procedimiento es apropiado para casi cualquier material e incluso para aceros nitrurados y cementados en su capa externa, así como para piezas de paredes 3

delgadas de acero o metales no férreos. La dureza Vickers (HV) se calcula partiendo de la fuerza en Newton y de la diagonal en mm2 de la huella de la pirámide según la fórmula:

P : carga aplicada en N d : Diagonal media de la huella en mm. La diagonal (d) es el valor medio de las diagonales de la huella (d1) y (d2). D=(d1+d2):2 Este ensayo, al igual que el Brinell, se basa en el principio de calcular el valor de dureza relacionando la fuerza de aplicación sobre la superficie de la impresión en el material. Lo hemos simplificado utilizando en este caso el valor de la longitud de la diagonal. Los valores de las cargas más usados van desde 1 a 120 kgs. La dureza Vickers viene dada por: HV = P/S [Kg/mm] donde S es la superficie de la impronta y P la carga aplicada.

Ventajas ante otros ensayos. Las huellas son comparables entre sí; independientes de las cargas. Pueden medirse una amplia gama de materiales, desde muy blandos hasta muy duros, llegándose hasta 1.150 HV. Se pueden medir piezas muy delgadas con cargas pequeñas, hasta espesores de orden de 0,05 mm. Puede medirse dureza superficial. (para determinar recubrimientos de los materiales) La escala Vickers es más detallada que la Rockwell; 32 unidades Vickers = 1 unidad Rockwell Como es preciso examinar la huella puede comprobarse el estado del penetrador. Puede usarse en superficies no planas Sirve para medir todo tipo de dureza.

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Desventajas ante otros ensayos. . Es más complejo que El ensayo de dureza Rockwell que no requiere conocimientos especiales

Número de dureza Vickers Existen tres tipos de ensayo de dureza Vickers caracterizados por diferentes intervalos de fuerzas de ensayo . Designación

Símbolo de Dureza

Carga nominal de ensayo F en N.

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Ensayo de dureza Vickers

HV5 a HV100

49.03 a 980.7

Ensayo de dureza Vickers de baja carga

HV0.2 a < HV 5

1.961 a 49.03

Ensayo de micro dureza Vickers

HV0.2 a < HV 5

< 1.961

DESIGNACIÓN Él numero de dureza Vickers es seguido por las siglas HV con un primer sufijo convencional y un segundo sufijo que indica el tiempo de aplicación de la carga, cuando este ultimo difiere del tiempo normal, el cual es de 10 a 15 segundos. Dureza Vickers números son reportados como xxxHVyy, 440HV30 por

ejemplo, en la que: · 440 es el número de dureza, · HV da la escala de dureza (Vickers), · 30 indica que la carga utilizada en kg.

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Aparatos y equipo Penetrador de diamante: El penetrador debe estar finamente pulido con aristas bien definidas. La base de la pirámide debe ser cuadrada y sus caras opuestas deben formar un ángulo de 136º. Las cuatro caras del penetrador deben estar inclinadas simétricamente con respecto al eje del mismo y terminar en un vértice afilado, o sea que la línea de unión entre las caras opuestas no deben ser mayor de 0.001 mm de longitud. El buen estado de la punta del penetrador es de considerable importancia cuando la carga de prueba es pequeña y la huella también, por esta razón se recomienda verificar periódicamente la punta del penetrador para evitar fallas. Microscopio de medición: Las divisiones de la escala micrométrica del microscopio, o de cualquier otro dispositivo de medición, deberán ser tal que pueda medirse la longitud de las diagonales de una huella con una aproximación de 5%, lo que sea mayor efectuada en una probeta, con la superficie pulida. Provetas: Trozo de material, destinado a ser sometido a tracción, torsión, comprsión, etc., a fin de conocer algunas de sus características mecánicas. La prueba de dureza Vickers es aplicada a un gran número probetas desde barras grandes y secciones laminadas hasta piezas diminutas en montajes metalográficos. Las probetas deben acondicionarse para que estas proporcionen un buen soporte de tal forma que no se muevan durante la prueba. Durómetro: Un durómetro es un aparato que mide la dureza de los materiales, 3

existiendo varios procedimientos para efectuar esta medición. Se aplica una fuerza normalizada sobre un elemento penetrador, también normalizado, que produce una huella sobre el material. En función del grado de profundidad o tamaño de la huella, obtendremos la dureza.

Durómetro El durómetro es un dispositivo de medición para determinar la dureza de un material. Existen distintos tipos de durómetros de acuerdo a las diversas familias de materiales, habiendo posibilidad de medir dureza tanto a un caucho como a un acero. Si bien la palabra “durómetro” en el mundo anglosajón sólo se emplea para denominar al equipo para medir dureza Shore, en Latinoamérica es ampliamente utilizada para identificar a todos los bancos de ensayo de dureza que existen. La dureza es una propiedad de los materiales. La mayoría de las enciclopedias la define como la resistencia a la penetración permanente bajo carga estática o dinámica que tiene un material, luego de realizarle varios ensayos. Por lo general, una dureza buena significa que el material es resistente a las rayaduras y al uso, característica muy importante en el caso del herramental usado en la manufactura. Existe estrecha correlación entre la dureza y la resistencia de un material. Los primeros ensayos de dureza se basaron en el comportamiento de los minerales según su capacidad de rayar a otro más blando. Para ello se definió una escala llamada Mohs, cuyos valores van del 1 al 10, donde el 1 representaba al talco y el 10 al diamante.

Con el paso de los años nuevas técnicas cuantitativas de dureza fueron desarrolladas, basadas en un pequeño penetrador que es forzado sobre una superficie de la probeta del material a ensayar bajo condiciones controladas de carga y velocidad. La profundidad o tamaño de la huella resultante se relaciona con un número de dureza. 3

Cuanto más blando el material, mayor y más profunda la huella, y menor es el número de dureza. Las durezas obtenidas tienen un significado relativo y no absoluto, por lo que hay que tener cautela al comparar las medidas arrojadas por distintas técnicas sobre el mismo material. Dado que existen distintos tipos de durómetros de acuerdo al material a indentar, a continuación se presenta una tabla con los métodos principales y su respectiva aplicación:

Procedimiento MAGNITUD DE LA CARGA DE PRUEBA: Pueden usarse cargas de prueba desde 1.96 N hasta 980.7 N conforme con los requisitos de la prueba. Él numero de dureza Vickers es 3

prácticamente independiente de la carga de prueba. APLICACIÓN DE LA CARGA DE PRUEBA: La carga de prueba debe aplicarse y retirarse suavemente sin golpes o vibraciones. El tiempo de aplicación de la carga de prueba completa debe ser de 10 a 15 segundos a menos que se especifique otra cosa. ESPACIO ENTRE HUELLAS: El centro de la huella no debe estar cercano a la orilla de la probeta u otra huella en una distancia igual a dos veces y media la longitud de la diagonal de la huella. Cuando se prueba material con recubrimiento, la superficie de unión debe considerarse como una orilla para él calculo del espacio entre huellas. MEDICION DE LA HUELLA: Deben medirse ambas diagonales de la huella y su valor promedio usarse como base para él calculo del numero de dureza Vickers. Se recomienda efectuar la medición con la huella centrada, tanto como sea posible, en el campo óptico del microscopio.

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Medidor de dureza 3

El medidor de dureza sirve para la determinación rápida de la dureza de superficies y están disponibles en la tienda. Este medidor de dureza es apto, según tipo, para la medición de la dureza de metales, plástico, goma, textiles. La dureza se indica o bien directamente en Rockwell B, Rockwell C, Vickers HV, Brinell HB, Shore HS, Leeb HL, o bien en unidades de dureza según DIN ISO. Sobre todo en la producción, el control de calidad y el sector de servicios, este medidor de dureza tiene mucho éxito gracias a su empleo móvil. Esto le permite realizar comprobaciones con un esfuerzo mínimo a una velocidad máxima. El principio de las mediciones de dureza de materiales es siempre el mismo. Solamente se diferencia entre el método estático y el dinámico para la medición.

Curisidades: 3

El ensayo de dureza Vickers fue desarrollado en 1924 por Smith y Sandland en Vickers Ltd como una alternativa a la Brinell método para medir la dureza de los materiales. La dureza no es realmente unas verdaderas propiedades de los materiales empíricos y es un valor que debe considerarse en relación con los métodos experimentales y la dureza escala utilizada. Se decidió que la forma Indentador debe ser capaz de producir impresiones geométricamente similares, independientemente de su tamaño, la impresión debe tener bien definidos los puntos de medición, y la Indentador debe tener alta resistencia a la libre deformación. Un diamante en forma de una pirámide de base cuadrada satisfecho estas condiciones. Se ha establecido que el tamaño ideal de un Brinell impresión fue de 3 / 8 de diámetro de la bola. Como dos tangentes del círculo en los extremos de una cuerda 3 d / 8 de largo, se entrecruzan en 136 °, se decidió utilizar este como el ángulo de la Indentador. El ángulo es variado y experimental se encontró que la dureza del valor obtenido en una pieza homogénea del material se mantuvo constante, independientemente de la carga. En consecuencia, las cargas de diversas magnitudes se aplican a una superficie plana, en función de la dureza del material que debe medirse. El HV número se determina por la relación F / A donde F es la fuerza ejercida sobre el diamante y A es la superficie resultante de la indentación. A puede ser determinado por la fórmula

ENSAYO DE IMPACTO CHARPY

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1. Introducción

Cuando se manipulan materiales es muy importante conocer e identificar las diferentes características y propiedades mecánicas que éstos poseen, en elementos sometidos a efectos instantáneos o variaciones bruscas que pueden aparecer circunstancialmente de las cargas, su falla se produce generalmente, al no aceptar deformaciones plásticas o por fragilidad, aun en aquellos materiales considerados como dúctiles. En estos casos es conveniente analizar el comportamiento del material en experiencias de choque o impacto. Los ensayos de choque determinan, la fragilidad o capacidad de un material de absorber cargas instantáneas, por el trabajo necesario para introducir la fractura de la probeta de un solo choque, el que se refiere a la unidad de área, para obtener lo que se denomina resiliencia o resistencia al impacto que tienen los materiales metálicos, este nuevo concepto, tampoco nos ofrece una propiedad definida del material, sino que constituye un índice comparativo de su plasticidad, con respecto a las obtenidas en otros ensayos realizados en idénticas condiciones, por lo que se debe tener muy en cuenta los distintos factores que inciden sobre ella, mediante la aplicación de las pruebas de impacto Izod y Charpy. 2. Objetivos. 

Identificar el ensayo tipo Izod o Charpy

y todo lo que conlleva en cuanto a

soportes de probetas, martillos de golpeo, ubicación de las probetas, dimensiones, etc. contemplado en la norma ASTM E-23. 

Alcanzar el conocimiento necesario acerca del funcionamiento general de la máquina de pruebas de impacto y conocer las partes más importantes que compone la máquina.



Analizar la conducta de un mismo material, frente al ensayo de Impacto Charpy.

3. Descripción del ensayo El ensayo se realiza con máquinas denominadas péndulos o martillo pendulares, en las que se verifica el comportamiento de los materiales al ser golpeados por una masa

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conocida a la que se deja caer desde una altura determinada, realizándose la experiencia en la mayoría de los casos, de dos maneras distintas el método Izod y el método Charpy. En ambos casos la rotura se produce por flexionamiento de la probeta, la diferencia radica en la posición de la probeta entallada, como se muestra en la figura 1, por lo que se los denomina flexión por choque.

Figura 1: Metodos de Impacto

4. Objetivo del Ensayo Es comprobar si una maquina o estructura fallará por fragilidad bajo las condiciones que le impone su empleo, muy especialmente cuando las piezas experimentan concentración incorrectos,

de tensiones,

por

cambios

bruscos

de

sección,

maquinados

fileteados, etcétera, o bien verificar el correcto tratamiento térmico del

material en sayado. 5. Norma Tecnica del Ensayo: La ASTM E23 describe dos pruebas más comunes de este tipo las cuales son la entalladura en V prueba de Charpy y la prueba Izod. La revista mexicana de física E52 explica que la prueba Charpy permite comportamiento que tienen los materiales al impacto, y consiste golpear mediante una masa una probeta que se sitúa en el soporte la masa M, la cual se encuentra acoplada al extremo del péndulo de longitud L, se deja caer desde una altura, mediante la cual se controla la multi-axial algunos materiales. La velocidad de aplicación de la carga en el momento del impacto. Los modos de fractura que pueden experimentar los materiales se clasifican en dúctil o frágil, dependiendo de la capacidad que tienen los mismos absorber energía durante este proceso..

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Las I.R.A.M aconsejan realizar el ensayo de choque por el método Charpy, con el empleo de probetas entalladas aprobadas por I.S.O.(Internacional Standard Organización, ex I.S.A) 6. Máquina de Ensayo: Péndulo de Charpy

El péndulo de Charpy es un dispositivo utilizado en ensayo para determinar la tenacidad de un material.

Figura 2: Estructura y péndulo Charpy

6.1. Estructura Es todo el soporte de la máquina consiste en dos canales de acero que están paralelos entre sí, perpendiculares a la base. La máquina debe ser anclada al piso 15 cm. como especifica la norma. En el momento de realizar el anclaje debe tenerse especial cuidado, para no alterar las condiciones de paralelismo y perpendicularidad, sobre las cuales se diseñó la máquina. Para anclar la estructura al piso se utilizan dos tomillos en cada una de las esquinas. Uno de los tornillos es el de nivelación y el otro es el de anclaje. La

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estructura se nivela utilizando los tornillos de nivelación, y cuando se encuentra totalmente nivelada, se ajustan en el piso los tornillos de anclaje.

6.2. El Péndulo Ésta parte de la máquina es la más delicada, pesa aproximadamente 40 lb., y debe ser accionada solamente al liberar el sistema de freno, a través del mecanismo proporcionado para ello. El péndulo al igual que el resto de la máquina cumple con la norma ASTM E-23; su diseño debe cumplir con características de: velocidad, centro de percusión y punto de golpeo.

6.3. Sistema de Freno La máquina de impacto tiene un sistema de freno parecido al freno de disco de un vehículo, el cual permite en el momento de ser accionado, que el péndulo disminuya su velocidad poco a poco hasta detenerse definitivamente. El área que entra en contacto entre las pastillas de freno y el disco del péndulo, tiene un área aproximada de 12 pulgadas cuadradas a cada lado.

Figura 3: Sistema de Freno Charpy

7. Martillos de Golpeo

7.1. Martillo para Pruebas tipo Charpy El martillo de golpeo para pruebas de impacto tipo Charpy, requiere que se cumpla con una disposición específica de los ángulos y dimensiones que entran en contacto con la probeta. Es importante tener en cuenta que el péndulo posee un orificio diseñado de

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forma tal que el martillo se introduzca sin ninguna complicación de forma correcta, para mayor información se debe consultar la norma técnica ASTM E-23.

Figura 4: Martillo tipo Charpy

7.2. Martillo para pruebas tipo Izod El martillo de golpeo para pruebas de impacto tipo Izod, también requiere que se cumpla con una disposición específica de los ángulos y dimensiones que entran en contacto con la probeta. Es necesario tener en cuenta que como la probeta está en posición horizontal, el matillo de golpeo debe ser colocado un giro de 90º respecto al eje del péndulo. Es por esto que el péndulo posee un orificio diseñado de forma tal que el martillo se introduzca sin ninguna complicación de forma correcta. Consultar la norma técnica ASTM E-23.

Figura 5: Martillo tipo Izod

8. Soportes para las probetas

8.1. Soporte para probetas tipo Charpy: Para la prueba de impacto tipo Charpy, las mordazas deben sujetar la probeta por cada uno de sus extremos, dejando un canal para el paso del péndulo, que debe tener una distancia de 40 mm según la norma ASTM E- 23.

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Figura 6: Soporte para probetas tipo Charpy

8.2. Soporte para pruebas de impacto Izod: Para la prueba de impacto tipo Izod, las mordazas deben sujetar la probeta por uno de sus extremos, dejando espacio en voladizo, para que el golpe suceda a 22mm de la muesca según la norma ASTM E-23.

Figura 7: Soporte para probetas tipo Izod

9. Funcionamiento El péndulo cae sobre el dorso de la probeta y la parte. La diferencia entre la altura inicial del péndulo (h) y la final tras el impacto (h') permite medir la energía absorbida en el proceso de fracturar la probeta. En estricto rigor se mide la energía absorbida en el aérea debajo de la curva de carga, desplazamiento que se conoce como resiliencia.

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Figura 8: Geometría de Péndulo Charpy

La velocidad que adquiere la masa al golpear la probeta queda determinada por la altura del péndulo. Tras la rotura, la masa continúa su camino hasta llegar a una cierta altura, a partir de la cual se determina la energía absorbida. Así se medirá la energía absorbida por ese golpe. Las probetas que fallan en forma frágil se rompen en dos mitades, en cambio aquellas con mayor ductilidad se doblan sin romperse. Este comportamiento es muy dependiente de la temperatura y la composición química, esto obliga a realizar el ensayo con probetas a distinta temperatura, para evaluar la existencia de una "temperatura de transición dúctilfrágil". La energía absorbida por la probeta (en [J]), se puede medir calculando la diferencia de energía del péndulo antes y después del impacto, mediante la altura a la que llega el péndulo después de romper la probeta ecuación

( h−h ,)

|¿|=m∗g∗

E¿ Relacionando el ángulo inicial del péndulo (a) y la máquina registra el ángulo final (b), mediante relaciones trigonométricas se llega a relacionar la energía absorbida en función de los ángulos y el largo del brazo en la ecuación |¿|=m∗g∗( cos

β−cos α )

E¿

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Cuanta mayor sea la fragilidad del material y menor su tenacidad más fácilmente romperá el péndulo la probeta y mayor altura alcanzará tras el impacto. Materiales muy dúctiles y tenaces que son capaces de absorber grandes cantidades de energía de impacto pueden incluso resistir el choque sin llegar a romperse; en este caso el valor de la resiliencia queda sin determinar. 10.Resiliencia

( ρ) :

Es la medida de la resistencia al impacto de un material, se define como la relación de energía absorbida con la superficie de fractura.

ρ=

Eabsorbida Sf

Figura 9: Probeta y péndulo Charpy

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α cos β−cos ¿ ¿ M ∗g∗l ¿ Eabsorbida ρ= =¿ Sf

10.1.

Factores que afectan la Resiliencia

a. Velocidad de aplicación de cargas: Cuando colocamos el péndulo con una carga en una posición inicial que varía, también variara la respuesta del material ante el impacto del ensayo.

Figura 10: Relacion de Resiliencia y velocidad de carga

Se puede observar en la imagen diferentes puntos de inicio al momento de soltar la carga, se muestran tres ángulos distintos, la posición del ángulo de mayor velocidad, el ángulo ángulo

α2

α1

dara lugar a un impacto

dara lugar a un impacto de mediana velocidad y el

α 3 dara lugar a un impacto de menor velocidad. Podemos ver que la resiliencia

es inversamente proporcional a la velocidad de cargas, por lo tanto a medida que la velocidad de carga sea menor obtendremos una mayor resiliencia.

b. Temperatura La disminución de temperatura produce una reducción de la resiliencia, en el grafico podemos ver que a medida que aumenta la temperatura, también aumenta la resiliencia, por lo tanto la relación entre resiliencia y temperatura es directamente proporcional. 3

Figura 11: Relacion de Resiliencia y Temperatura

c. Radio de Entalla: Normalmente

las

probetas

poseen

una

entalla que esta normada y ayuda a poder partir la probeta de manera más fácil, la entalla posee un radio que varía de acuerdo

al

tipo de material con el que se va a practicar el ensayo de impacto.

Figura 12: Tamaño del Radio de Entalla

El radio de entalla da lugar a lo que se llama el Fenómeno de Concentración de Tensiones, esto quiere decir que dependiendo del radio de entalla que tengamos la concentración de tensiones en la probeta será mayor o menor, a mayor radio de entalla será menor la concentración de tensiones y a menor radio de entalla será mayor la concentración de tensiones.

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Figura 13: Fenómeno de Concentración de Tensiones

Entonces el incremento de radio de entalla incrementa la resiliencia ya que este aumento de radio de entalla disminuye el fenómeno de concentración de tensiones, por lo tanto la relación de resiliencia y radio de entrada es directamente proporcional.

d. Sección de fractura

Figura 14: Relación de Resiliencia y Radio de Entalla

Analizando la sección de fractura en una probeta partida por el impacto, se observa que existen dos superficies diferenciadas, una superficie de color gris que se concentra en la parte exterior de la superficie de fractura y una superficie brillante que se presenta en el interior de la superficie de fractura. La superficie de color gris es la indicativa de la energía absorbida por el material en el impacto, a mayor de cantidad de superficie gris mayor será la cantidad de resiliencia.

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Figura 15: Sección de Fractura

11.Conclusiones:

Dependiendo de los ángulos tomados en el ensayo de impacto charpy, se puede llegar a hallar las diferentes energías, para poder también hallar con este proceso la resiliencia y porcentajes de fractura. Las propiedades de las probetas cambian cuando se les aplica un cambio de temperatura, es decir que a temperatura de ambiente estos son dúctiles. Este tipo de ensayo permite obtener valores mediante la forma experimental los cuales son utilizados para el análisis de calidad y costo en el diseño de un proyecto estructural. La probeta sometida a altas temperaturas tiene la capacidad de partirse sin apenas deformarse, cuando se le aplica una carga, por lo tanto es más frágil. Si se conoce la masa del péndulo y la diferencia entre la altura final e inicial, se puede calcular la energía absorbida por la fractura. El ensayo de impacto genera datos útiles cuantitativos en cuanto a la resistencia del material ante un impacto; Sin embargo, el ensayo no proporciona datos precisos en el análisis de materiales que contengan grietas, poros u otros defectos.

ENSAYO DE IZOD El ensayo de Izod (en inglés: Izod impact testing) es un tipo de ensayo destructivo dinámico de resistencia al choque que utiliza un péndulo de Charpy como herramienta. Este procedimiento se lleva a cabo para averiguar la tenacidad de un material, ya que al realizarlo obtenemos su resiliencia El ensayo consiste en romper una probeta de sección cuadrangular de 10x10 mm a través de tres entalladuras que tiene situadas en distintas caras. El procedimiento se repite para cada entalladura. La resiliencia se

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obtiene de la media de los datos obtenidos en los tres pasos. El ensayo Izod difiere del ensayo de Charpy en la configuración de la probeta entallada. para otros usos de este término, véase Resiliencia.  Péndulo de Charpy.

En ingeniería,

se

llama resiliencia de

un

material

a

la energía

de

deformación (por unidad de volumen) que puede ser recuperada de un cuerpo deformado cuando cesa el esfuerzo que causa la deformación. La resiliencia es igual al trabajo externo realizado para deformar un material hasta su límite elástico:

Ensayo Izod. Este ensayo consiste en romper una probeta sostenida en voladizo en posición horizontal, promedio de un golpe en su extremo libre, esto se realiza mediante un péndulo al igual que el ensayo Charpy. A esta probeta también se le realiza una muesca en su base, la cual se hace a toda su sección transversal.

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Forma de la probeta para la prueba Izod

mordaza para probetas tipo Izod Para el ensayo de impacto tipo Izod, las mordazas deben sujetar la probeta por uno de sus extremos, dejándola en voladizo, para que el golpe suceda a 22mm de la muesca según la norma ASTM E-23.

Martillo para pruebas tipo Izod El martillo para este tipo de prueba de impacto, también requiere que cumpla con ciertas normas, en donde se especifican los ángulos y 3

dimensiones en contacto con la probeta. Es necesario tener en cuenta que como la probeta está en posición horizontal, el martillo debe ser colocado un giro de 90⁰ respecto al eje del péndulo.

Resultados de carga de impacto Ensayo Izod El parámetro más relevante determinado en estos ensayos es la energía absorbida en la rotura de la probeta, que se conoce como resistencia al impacto y se suele medir en kJ/m2. El ensayo puede realizarse con mazas instrumentadas de diversa capacidad que permiten registrar de manera continua la fuerza aplicada sobre la probeta y la velocidad de la propia maza. Algunas propiedades que se buscan el ensayo son - Trabajo absorbido en el choque. -Valor de resiliencia. -Análisis de fractura. Ejemplo de datos obtenidos en una prueba Izod a un acero F114 Información obtenida El acero F114 absorbe 6.5, 6. 75 y 7 Kg/m2 El valor medio es 6.75 Kg/m2 Resiliencia: = T/So KJ/m2 x 9.8= J Energía absorbida ---= 826875 J/ m2 Presenta deformación previa. Rotura algo frágil: 70%frágil, 30% dúctil.

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EL ACERO El presente trabajo trata sobre el acero, desde cómo lo podemos obtener hasta como tenemos que utilizarlo ya que este material es usado en la construcción y no se encuentran en la naturaleza en estado puro y por lo que para su empleo hay que someterlos a una serie de operaciones metalúrgicas cuyo fin es separar el metal de las impurezas u otros minerales que lo acompañen.

1.- IMPORTANCIA DEL CARBONO EN EL ACERO

El acero, como material indispensable de refuerzo en las construcciones, es una aleación de hierro y carbono, en proporciones variables, y pueden llegar hasta el 2% de carbono, con el fin de mejorar algunas de sus propiedades, puede contener también otros elementos. Una de sus características es admitir el temple, con lo que aumenta su dureza y su flexibilidad. En las décadas recientes, los ingenieros y arquitectos han estado pidiendo continuamente aceros cada vez más sofisticados, con propiedades de resistencia a la corrosión, aceros más soldables y otros requisitos. la investigación llevada a cabo por la industria del acero durante este periodo ha conducido a la obtención de varios grupos de nuevos aceros que satisfacen muchos de los requisitos y existe ahora una amplia variedad cubierta gracias a las normas y especificaciones actuales. El acero endurece por el temple y una vez templado, tiene la propiedad de que si se calienta de nuevo y se enfría lentamente, disminuye su dureza. El acero funde entre los 1400 y 1500°c, y se puede moldear con más facilidad que el hierro La proporción de carbono influye sobre las características del metal. Se distinguen dos grandes familias de acero: los aceros aleados y los no aleados. Existe una aleación cuando los elementos químicos distintos al carbono se adicionan al hierro según una dosificación mínima variable para cada uno de ellos. Por ejemplo el 0.5% para el silicio, el 0.08% para el molibdeno, el 10.5% para el cromo. De esta manera una aleación del 17% de cromo más 8% níquel constituye un acero inoxidable. Y por eso no hay un acero sino múltiples aceros.

2.- TIPOS DE ACEROS

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Para clasificar a los aceros existen diferentes normas que se encargan de agruparlos en distintos grupos según su composición, su aplicación o calidad

Según norma ASTM La norma ASTM (American Society for Testing and Materials) no especifica la composición directamente, sino que más bien determina la aplicación o su ámbito de empleo. Por tanto, no existe una relación directa y biunívoca con las normas de composición. El esquema general que esta norma emplea para la numeración de los aceros es:

YXX Y: es la primera letra de la norma que indica el grupo de aplicación según la siguiente lista: A: si se trata de especificaciones para aceros; B: especificaciones para no ferrosos; C: especificaciones para hormigón, estructuras civiles; D: especificaciones para químicos, así como para aceites, pinturas, etc. E: si se trata de métodos de ensayos;

A36: Especificación para aceros estructurales al carbono; A285: Especificación para aceros al carbono de baja e intermedia resistencia para uso en planchas de recipientes a presión; A325: Especificación para pernos estructurales de acero con tratamiento térmico y una resistencia a la tracción mínima de 120/105 ksi; A514: Especificación para planchas aleadas de acero templadas y revenidas con alta resistencia a la tracción, adecuadas para soldar.

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3.- USOS DEL ACERO El acero que sale del alto horno de colada de la siderurgia es convertido en acero bruto fundido en lingotes de gran peso y tamaño que posteriormente hay que laminar para poder convertirlo en las múltiples formas de comercialización del mismo. Entre ellas:

Barras: Las mismas se producen y comercializan en variadas medidas y calidades con secciones redondas, cuadradas y hexagonales. Sus largos más comunes van de los 6 a 12 metros debiéndose siempre consultar con el fabricante por largos especiales. Son muchos los aceros en los que se encuentra disponible este producto. Pero también debe consultarse por factibilidad de construcción en aceros especiales (no estándares), situación que por lo general, se traduce en la exigencia de la compra completa de la colada, sin excepciones. Dentro de este grupo podemos ubicar también a las barras de acero para hormigón armado, en sus diferentes diámetros nominales en mm: “del 6”, “del 12”, etc.

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Alambres: El uso del alambre es muy variado en diferentes tipos de industrias como así también en la construcción y en el sector rural. Generalmente su forma de suministro es en rollos compactados, carreteles o spiders, con diferentes pesos en función de su diámetro estándar.

Tubos: Los tubos de aceros se producen a partir de flejes laminados en caliente, flejes laminados en frío y flejes galvanizados por inmersión en caliente. Estos tubos utilizan diferentes tipos de acero que varían de acuerdo a las necesidades de cada cliente. Sus secciones pueden ser redondas, cuadradas o rectangulares de diferentes espesores y su longitud estándar de 6.000 mm (máxima 8.000 mm, mínima 4.000 mm.

Chapas: Se lamina el acero hasta conseguir rollos de diferentes grosores de chapa, siendo su comercialización más típica las planchas con formas sinusoidales conocidas también como “Acanaladas” y las Trapezoidales de medidas estandarizadas que generalmente tienen un ancho de 1000-1100 mm y un largo de 13,5 m, flejes y bobinas. Otras formas son flejes y bobinas.

4.- CANTIDAD DE CARBONO EN EL ACERO El hierro técnicamente puro, es decir, con menos de 0.008% de carbono, es un metal blanco azulado, dúctil y maleable, cuyo peso específico es 7.87. funde de 1536.5ºc a 1539ºc reblandeciéndose antes de llegar a esta temperatura, lo que permite forjarlo y moldearlo con facilidad. el hierro es un buen conductor de la electricidad y se imanta fácilmente.

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Una mezcla de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03 % y el 2,14 % en masa de su composición, dependiendo del grado. si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,14 % se producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas. No se debe confundir el acero con el hierro, que es un metal duro y relativamente dúctil. El acero es hierro con un porcentaje de carbono de entre el 0,03 % y el 1,075 %, a partir de este porcentaje se consideran otras aleaciones con hierro. Cabe destacar que el acero posee diferentes constituyentes según su temperatura, concretamente, de mayor a menor dureza, perlita, cementita y ferrita; además de la austenita

NORMA SAE La norma SAE (Society of Automotive Engineers) clasifica los aceros en distintos grupos, a saber: - ACEROS AL CARBONO: 3

La denominación que emplea la normativa SAE para los aceros al carbono es según el siguiente esquema: SAE 10XX, donde XX indica el contenido de Carbono (C). Ejemplos: SAE 1010 (con un contenido en carbono entre 0,08 - 0,13 %C) SAE 1040 (0,3 - 0,43 %C) • Aceros de muy bajo % de carbono (desde SAE 1005 a 1015) Estos aceros son usados para piezas que van a estar sometidas a un conformado en frío. Los aceros no calmados se utilizan para embutidos profundos por sus buenas cualidades de deformación y terminación superficial. Los calmados son más utilizados cuando van a ser sometido a procesos de forjados o de tratamientos térmicos. Son adecuados para soldadura y para brazing . Su maquinabilidad se mejora mediante el estirado en frío. Son susceptibles al crecimiento del grano, y a fragilidad y rugosidad superficial si después del conformado en frío se los calienta por encima de 600ºC. - ACEROS DE MEDIA ALEACIÓN: Son aceros al Mn, y su denominación según SAE es del tipo SAE 15XX, donde el porcentaje de Mn varía entre 1,20 y 1,65, según él %C. Ejemplos: SAE 1524, con contenido en el rango de 1,20 - 1,50 %Mn, y son empleados para construcción de engranajes; SAE 1542, indica un contenido del 1,35 - 1,65 %Mn, y son empleados para temple.

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- ACEROS DE FÁCIL MAQUINABILIDAD Ó ACEROS RESULFURADOS: El esquema de denominación de estos aceros, según SAE, es de la siguiente forma: SAE 11XX y SAE 12XX Son aceros de alta maquinabilidad. La presencia de gran cantidad de sulfuros genera viruta pequeña y dado que los sulfuros poseen alta plasticidad, éstos actúan como lubricantes internos. No son aptos para soldar, ni para someterlos a tratamientos térmicos, ni forja debido a su bajo punto de fusión. Ejemplos: SAE 11XX, donde el contenido de S oscila entre 0,08 - 0,13 %S; SAE 12XX, para este acero el contenido oscila entre 0,24 - 0,33 %S. - ACEROS ALEADOS: Se considera que un acero es aleado cuando el contenido de un elemento excede uno o más de los siguientes límites: • 1,65% de manganeso (Mn) • 0,60% de silicio (Si) • 0,60% de cobre (Cu) • ó cuando hay un % especificado de cromo, níquel, molibdeno, aluminio, cobalto, niobio, titanio, tungsteno, vanadio o zirconio. Los aceros aleados se usan principalmente cuando se pretende conseguir cualquiera de las siguientes propiedades: • desarrollar el máximo de propiedades mecánicas con un mínimo de distorsión y fisuración;

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• favorecer la resistencia al revenido, incrementar la tenacidad, disminuir la sensibilidad a la entalla; • mejorar la maquinabilidad en condición de temple y revenido, comparándola con un acero de igual % de carbono en la misma condición. Generalmente se los usa tratados térmicamente. De hecho el criterio más importante para su selección es normalmente su templabilidad, pudiendo todos ser templados en aceite. La dureza del núcleo depende del % de C básico y de los elementos aleantes. Esta debe ser mayor cuando se producen elevadas cargas de compresión, para soportar así mejor las deformaciones de las capas exteriores. Cuando lo esencial es la tenacidad, lo más adecuado es mantener baja la dureza del núcleo.

Necesidad del núcleo

Baja templabilidad

Acero SAE 4012, 4023, 4024, 4027, 4028, 4418, 4419, 4422, 4616, 4617, 4626, 5015, 5115, 5120, 6118 y 8615

Media templabilidad

4032, 4427, 4620, 4621, 4720, 4815, 8617, 8620, 8622 y 8720

Alta templabilidad

4320, 4718, 4817, 4820, 8625, 8627, 8822, 9310, 94B15 y 94B17

- ACEROS INOXIDABLES: Se dividen en los siguientes grupos: • Austeníticos: Ejemplos:

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AISI 302XX, donde XX no es el porcentaje de C 17-19 % Cr ; 4-8 % Ni ; 6-8 % Mn AISI 303XX, 8-13 % Cr ; 8-14 % Ni Los aceros inoxidables austeníticos no son duros ni templables, además de poseer una alta capacidad de deformarse plásticamente. El más ampliamente utilizado es el 304. A esta categoría pertenecen los aceros refractarios (elevada resistencia a altas temperaturas). Ejemplo, 30330 (35% Ni, 15% Cr) • Martensíticos Ejemplo: AISI 514XX 11 - 18 % Cr Estos son templables. Si se persigue conseguir durezas más elevadas se debe aumentar el % Cr (formación de carburos de Cr). Se usan para cuchillería, dado que tienen excelente resistencia a la corrosión. • Ferríticos Ejemplos: AISI 514XX, 515XX Poseen bajo % de C y alto Cr (10 - 27 %) por lo que pueden mantener la estructura ferrítica aún a altas temperaturas. - ACEROS DE ALTA RESISTENCIA Y BAJA ALEACIÓN:

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La denominación SAE de estos aceros es del tipo 9XX, donde XX · 10 3 lb/pulg2, indica el límite elástico del acero. Ejemplo: SAE 942. Son de bajo % de C y aleados con Va, Nb, N, Ti, en aproximadamente 0,03% para cada uno, de manera que precipitan carbonitruros de Va, Nb, Ti que elevan el límite elástico entre 30 y 50 %. Presentan garantía de las propiedades mecánicas y ángulo de plegado. Son de fácil soldabilidad y tenaces, aunque no admiten tratamiento térmico. - ACEROS PARA HERRAMIENTAS: Se denominan según las siguientes letras: W: Templables al agua. No contienen elementos aleantes y son de alto % de carbono (0,75 a 1.00%). Son los más económicos y en general tienen limitación en cuanto al diámetro, debido a su especificación de templabilidad. Para trabajos en frío se usan los siguientes: 0 para indicar que sólo son aptos para trabajo en frío, dado que si se aumenta la temperatura disminuye la dureza. A si están templados al aire. No soportan temple en aceite pues se fisurarían. Se usan para formas intrincadas (matrices) dado que el alto contenido de cromo (Cr) otorga temple homogéneo. D o de alta aleación. Contienen alto % de carbono para formar carburos de Cr (1,10 - 1,80 %C). Poseen una gran resistencia al desgaste. Para trabajo en caliente: H Aceros rápidos: T en base a tungsteno M en base a molibdeno Los tres tipos anteriores mantienen su dureza al rojo (importante en cuchillas), y contienen carburos que son estables a alta temperatura. El Cr aumenta la templabilidad ya que se encuentra 3

disuelto, mientras que el tungsteno y el molibdeno son los formadores de carburos. El más divulgado es el conocido como T18-4-1, que indica contenidos de W, Cr y Mo respectivamente. S son aceros para herramientas que trabajan al choque. Fácilmente templables en aceite. No se pueden usar en grandes secciones o formas intrincadas.

NORMA ASTM (American Society for Testing Materials) Fue fundada el 16 de mayo de 1898, como la sección Americana de la Asociación Internacional para el Ensayo y Materiales (IATM) por iniciativa de Charles Benjamin Dudley, entonces responsable del control de calidad de Pennsylvanya Railroad, quien tuvo la iniciativa de hacer que los hasta entonces ferrocarriles rivales y las fundiciones de acero coordinaran sus controles de calidad, ya que el problema que enfrentaba la creciente industria del ferrocarril era la frecuente rotura de los rieles utilizados. Algunos años antes se había fundado la International Association for Testing and Materials (IATM), y justamente el 16 de Junio de 1898 los setenta miembros de la IATM se reunieron en Filadelfia para fundar la sección americana de la organización.

En 1902, la sección americana se constituye como organización autónoma con el nombre de American Society for Testing Materials, que se volverá universalmente conocida en el mundo técnico como ASTM. Dudley fue, naturalmente, el primer presidente de la ASTM.

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El campo de acción de la ASTM se fue ampliando con el tiempo, pasando a tratar no solo de los materiales ferroviarios, sino todos los tipos de materiales, abarcando un espectro muy amplio, comprendiendo los revestimientos y los mismos procesos de tratamiento. La ASTM está entre los mayores contribuyentes técnicos del ISO, y mantiene un sólido liderazgo en la definición de los materiales y métodos de prueba en casi todas las industrias, con un casi monopolio en las industrias petrolera y petroquímica. Algunas normas de uso común Algunos elementos de uso común, tales como los que conectan el contador de agua potable a la tubería, probablemente están elaborados con un procedimiento de forjado conforme a ASTM A 105, en la práctica, un acero de buena calidad, mientras que los tubos quizás respondan a la norma ASTM A 589. Las láminas de plástico que se usan para envolver los alimentos, si no se rompen, probablemente han sido fabricadas y comprobadas con la norma ASTM D 682. Las ollas de acero inoxidable, posiblemente respondan a la ASTM A 240 Tp 304 o 321; y si son de calidad superior, cumplirán la norma 316. Los tubos estructurales probablemente han sido fabricados y comprobados bajo la norma ASTM A 500. La norma ASTM (American Society for Testing and Materials) no especifica la composición directamente, sino que más bien determina la aplicación o su ámbito de empleo. Por tanto, no existe una relación directa y biunívoca con las normas de composición. El esquema general que esta norma emplea para la numeración de los aceros es: YXX Donde, Y es la primera letra de la norma que indica el grupo de aplicación según la siguiente lista: A: si se trata de especificaciones para aceros;

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B: especificaciones para no ferrosos; C: especificaciones para hormigón, estructuras civiles; D: especificaciones para químicos, así como para aceites, pinturas, etc. E: si se trata de métodos de ensayos; Otros... Ejemplos: A36: especificación para aceros estructurales al carbono; A285: especificación para aceros al carbono de baja e intermedia resistencia para uso en planchas de recipientes a presión; A325: especificación para pernos estructurales de acero con tratamiento térmico y una resistencia a la tracción mínima de 120/105 ksi; A514: especificación para planchas aleadas de acero templadas y revenidas con alta resistencia a la tracción, adecuadas para soldar;

Normas DIN Sus principios son paralelos a la humanidad. Basta recordar que ya en las civilizaciones caldea y egipcia, se habían tipificado los tamaños de ladrillos y piedras, según unos módulos de dimensiones previamente establecidos. Pero la normalización con base sistemática y científica nace a finales del siglo XIX, con la Revolución Industrial en los países altamente industrializados, ante la necesidad de producir más y mejor. Pero el impulso definitivo llegó con la primera Guerra Mundial (1914-1918). Ante la necesidad de abastecer a los ejércitos y reparar los armamentos, fue necesario utilizar la industria privada, a la que se le exigía unas especificaciones de intercambiabilidad y ajustes precisos.

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Fue en este momento, concretamente el 22 de Diciembre de 1917, cuando los ingenieros alemanes Naubaus y Hellmich, constituyen el primer organismo dedicado a la normalización: NADI - Normen-Ausschuss der Deutschen Industrie - Comité de Normalización de la Industria Alemana. Este organismo comenzó a emitir normas bajo las siglas: DIN que significaban Deustcher Industrie Normen (Normas de la Industria Alemana). En 1926 el NADI cambio su denominación por: DNA - Deutsches Normen-Ausschuss - Comité de Normas Alemanas que si bien siguió emitiendo normas bajos las siglas DIN, estas pasaron a significar "Das Ist Norm" - Esto es norma. Y más recientemente, en 1975, cambio su denominación por: DIN - Deutsches Institut für Normung - Instituto Alemán de Normalización. Rápidamente comenzaron a surgir otros comités nacionales en los países industrializados, así en el año 1918 se constituyó en Francia el AFNOR - Asociación Francesa de Normalización. En 1919 en Inglaterra se constituyó la organización privada BSI - British Standards Institution. Clasificación de las normas Según su contenido, las normas pueden ser: Normas Fundamentales de Tipo General: a este tipo pertenecen las normas relativas a formatos, tipos de línea, rotulación, vistas, etc... Normas Fundamentales de Tipo Técnico: son aquellas que hacen referencia a las características de los elementos mecánicos y su representación. Entre ellas se encuentran las normas sobre tolerancias, roscas, soldaduras, etc.

Normas de Materiales: son aquellas que hacen referencia a la calidad de los materiales,

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con especificación de su designación, propiedades, composición y ensayo. A este tipo pertenecerían las normas relativas a la designación de materiales, tanto metálicos, aceros, bronces, etc., como no metálicos, lubricantes, combustibles, etc. Normas de Dimensiones de piezas y mecanismos: especificando formas, dimensiones y tolerancias admisibles. A este tipo pertenecerían las normas de construcción naval, máquinas herramientas, tuberías, etc. Según su ámbito de aplicación, las normas pueden ser: Internacionales: A este grupo pertenecen las normas emitidas por ISO, CEI y UIT-Unión Internacional de Telecomunicaciones. Regionales: Su ámbito suele ser continental, es el caso de las normas emitidas por el CEN, CENELEC y ETSI. Nacionales: Son las redactadas y emitidas por los diferentes organismos nacionales de normalización, y en concordancia con las recomendaciones de las normas Internacionales y regionales pertinentes. Es el caso de las normas DIN Alemanas, las UNE Españolas, etc. De Empresa: Son las redactadas libremente por las empresas y que complementan a las normas nacionales. En España algunas de las empresas que emiten sus propias normas son: INTA (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial), RENFE, IBERDROLA, CTNE, BAZAN, IBERIA, etc. Clasificación de los tipos de dibujo técnico. La norma DIN 199 clasifica los dibujos técnicos atendiendo a los siguientes criterios: 

Objetivo del dibujo



Forma de confección del dibujo.



Contenido.



Destino.

Clasificación de los dibujos según su objetivo: 3



Croquis: Representación a mano alzada respetando las proporciones de los objetos.



Dibujo: Representación a escala con todos los datos necesarios para definir el objeto.



Plano: Representación de los objetos en relación con su posición o la función que cumplen.



Gráficos, Diagramas y Ábacos: Representación gráfica de medidas, valores, de procesos de trabajo, etc. Mediante líneas o superficies. Sustituyen de forma clara y resumida a tablas numéricas, resultados de ensayos, procesos matemáticos, físicos, etc. Clasificación de los dibujos según la forma de confección:



Dibujo a lápiz: Cualquiera de los dibujos anteriores realizados a lápiz.



Dibujo a tinta: Ídem, pero ejecutado a tinta.



Original: El dibujo realizado por primera vez y, en general, sobre papel traslúcido.



Reproducción: Copia de un dibujo original, obtenida por cualquier procedimiento. Constituyen los dibujos utilizados en la práctica diaria, pues los originales son normalmente conservados y archivados cuidadosamente, tomándose además las medidas de seguridad convenientes. Clasificación de los dibujos según su contenido:



Dibujo general o de conjunto: Representación de una máquina, instrumento, etc., en su totalidad.



Dibujo de despiece: Representación detallada e individual de cada uno de los elementos y piezas no normalizadas que constituyen un conjunto.



Dibujo de grupo: Representación de dos o más piezas, formando un subconjunto o unidad de construcción.



Dibujo de taller o complementario: Representación complementaria de un dibujo, con indicación de detalles auxiliares para simplificar representaciones repetidas.



Dibujo esquemático o esquema: Representación simbólica de los elementos de una máquina o instalación. 3

Clasificación de los dibujos según su destino: 

Dibujo de taller o de fabricación: Representación destinada a la fabricación de una pieza, conteniendo todos los datos necesarios para dicha fabricación.



Dibujo de mecanización: Representación de una pieza con los datos necesarios para efectuar ciertas operaciones del proceso de fabricación. Se utilizan en fabricaciones complejas, sustituyendo a los anteriores.



Dibujo de montaje: Representación que proporciona los datos necesarios para el montaje de los distintos subconjuntos y conjuntos que constituyen una máquina, instrumento, dispositivo, etc.



Dibujo de clases: Representación de objetos que sólo se diferencian en las dimensiones.



Dibujo de ofertas, de pedido, de recepción: Representaciones destinadas a las funciones mencionadas. Los Formatos de Dibujo y su archivado. Se llama Formato a la lámina de papel u otra sustancia (vegetal, poliéster...) cuyo tamaño, dimensiones y márgenes esta normalizado. Las dimensiones de los Formatos se encuentran normalizados por las normas UNE 1011 y DIN 823. Según las dimensiones de las piezas a representar se han de elegir los formatos necesarios para su representación gráfica. Las principales ventajas de utilizar un formato de dibujo normalizado son:

 

La unificación del tamaño de los formatos para su posterior archivado. La construcción de posteriores muebles, del tamaño de los formatos normalizados para un aprovechamiento total del espacio.



Facilitar su manejo.



Adaptar los dibujos a los diferentes tamaños.

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

La reducción de un formato se realiza de forma uniforme y el formato resultante aclara totalmente la definición del elemento representado.



La gestión de planos se realiza de forma eficiente y su plegado se realiza sin ningún problema. Las Reglas de Referencia y Semejanza Referencia La referencia de los planos se hace por letras y por números; con la letra se indica la norma (A, B ó C, según la serie) y por un numero su formato (0, 1, 2, 3 ó 4, según el tamaño). Ejemplo: DIN A3 Indica el formato según la norma DIN el tamaño es un A3, que es 420 mm de ancho y 297 mm de alto. Semejanza Todos los formatos son semejantes entre sí. La relación del lado mayor y el lado menor es igual que la del lado del cuadrado a su diagonal. Con lo que la relación de ambos lados es: X: Y = 1: Ö2 Tipos de Formatos Todos los formatos se obtienen doblando en dos el anterior. Serie principal UNE 1011 y DIN 476 Los formatos de la serie principal se denominan por la letra A y seguido de un número. Estos números son correlativos entre sí. A continuación se indican algunos de los formatos más utilizados: Formato UNE

Ancho de rollo

1011 Serie A

Laminas Cortadas

Lamina en Bruto

utilizable

A0

841 x 1189

880 x 1230

900

A1

594 x 841

625 x 880

900 / 660

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A2

420 x 594

450 x 625

900 / 660

A3

297 x 420

330 x 450

660 / 900

AA

210 x 297

240 x 330

660

Como norma general en el formato A4 se toma como norma la posición vertical. Se toma como norma en los cajetines la medida en lo ancho de 185 mm. Serie Auxiliar Para los tamaños de sobres, carpetas, archivadores, etc. se utilizan las series auxiliares B y C. La serie B está formada por los Formatos cuyos lados son los respectivos medios geométricos de cada dos consecutivos de la serie A. Formato

Medidas (mm.)

Formato

Medidas (mm.)

B0

1000 x 1414

C0

917 x 1297

B1

707 x 1000

C1

648 x 917

B2

500 x 707

C2

458 x 648

B3

353 x 500

C3

324 x 458

B4

250 x 353

C4

229 x 324

Los medios geométricos entre las series A y B corresponden a la serie C. A continuación se indican algunos de los formatos auxiliares más utilizados:

Plegado de Planos

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Los planos mayores al A4 se reducen a este tamaño por medio del plegado. Los originales no se doblan nunca, esto se debe a que si quieres realizar copias del original no te salgan con marcas de plegado. Normas generales de plegado:  El Cajetín debe quedar en la parte anterior del plegado y verse perfectamente.  Para el plegado se marca una anchura máxima de 210 mm y una altura máxima de 297 mm.  El primer doblado será hacia la izquierda y el segundo doblado hacia atrás. El resto de dobleces verticales se hacen alternativamente, uno hacia la derecha y otro hacia la izquierda, comenzando por el lado del cajetín. Archivado y conservación de Planos. El archivado de planos es una de las partes más importantes del dibujo industrial. Los planos han de estar salvaguardados para futuras obras que se quieran realizar y que puedan corresponder a la obra original. Muchas veces solo valen de orientación, pero otras veces corresponde a una copia exacta de la obra antigua. El papel normalmente utilizado para el archivado suele ser el papel vegetal, aunque ahora se esta utilizando el papel de poliéster. La ventaja del papel de poliéster respecto al vegetal es su dureza, mientras que el vegetal rompe al mínimo esfuerzo, el poliéster no se rompe si no se le aplican herramientas punzantes o fuego. Sin embargo su gran desventaja (la del poliéster) es su precio, mucho más caro que el papel vegetal. Introducción La primera opinión que tenemos al observar el péndulo de Charpy, es que se trata de una máquina de ensayo muy simple desde el punto de vista mecánico. (Fig. 1). Sin embargo, a pesar de esa sencillez mecánica, con este instrumento se pueden diseñar varias pruebas de impacto donde se demuestra de forma rápida y didáctica, la influencia que tienen determinados factores en el comportamiento mecánico de los materiales. El nombre de este ensayo se debe a su creador, el

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francés Agustín Georges Albert Charpy (1865-1945). A través del mismo se puede conocer el comportamiento que tienen los materiales al impacto, y consiste en golpear mediante una masa una probeta que se sitúa en el soporte S (ver Fig. 1). La masa M, la cual se encuentra acoplada al extremo del péndulo de longitud L, se deja caer desde una altura H, mediante la cual se controla la velocidad de aplicación de la carga en el momento del impacto. 1. DEFINICIÓN DE CARGA DE IMPACTO Una carga por impacto se define como el efecto dinámico que actúa sobre una estructura, móvil o estática, tiene una carga aplicada de corta duración debido a su movimiento. También llamada carga móvil, carga de choque, repentina o de impulso. Pueden dividirse en tres categorías según su severidad de aplicación:  Cargas que se mueven con rapidez de magnitud constante (ej: vehículo que cruza un puente).  Cargas aplicadas repentinamente, como aquellas que son resultado de una explosión o de la combustión dentro de un cilindro.  Cargas de impacto directo, como las producidas por un martillo neumático, el choque de un vehículo, etc. 2. ENSAYOS DE CARGA DE IMPACTO 2.1 ENSAYO CHARPY El nombre de este ensayo se debe a su creador Albert Charpy, este ensayo consiste en golpear mediante una masa una probeta que se sitúa en el soporte S (figura 1). La masa M, la cual se encuentra acoplada al extremo del péndulo de longitud L, se deja caer desde una altura H, mediante la cual se controla la velocidad de aplicación de la carga en el momento del impacto.

(Figura 1) Péndulo de charpy a) antes del impacto 3

b) después del impacto La energía absorbida Ea por la probeta, para producir su fractura, se determina a través de la diferencia de energía potencial del péndulo antes y después del impacto. Una vez que se conoce el ángulo inicial de aplicación de la carga (α) y el ángulo final (β) al que se eleva el péndulo después de la rotura completa de la probeta, se puede calcular la energía Ea mediante la siguiente expresión:

Los modos de fractura que pueden experimentar los materiales se clasifican en dúctiles y frágiles, esto depende de la capacidad que tienen de absorber energía durante este proceso. La prueba de impacto Charpy se realiza según las normas internacionales en las cuales se detallan las dimensiones de las probetas empleadas en este tipo de ensayo, así como la forma de reportar los resultados de los mismos. Según la norma ISO, los resultados de los ensayos de impacto, en probetas entalladas, se suelen expresar en (kj/m2), para lo cual se divide la energía absorbida para provocar la fractura de la probeta entre la sección transversal de la misma en la zona de la entallada (N b x h).

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(Figura 2) el diseño de probeta Soporte para probetas tipo Charpy Para este tipo de ensayo, las mordazas deben de sujetar la probeta por cada uno de sus extremos, dejando un canal para el paso del péndulo, que debe tener una distancia de 40mm según la norma ASTM E-23.

(Figura 3) soporte para probetas tipo charpy 2.1 ENSAYO IZOD Es un tipo de ensayo destructivo dinámico de resistencia al choque que utiliza un péndulo de Charpy como herramienta. Este procedimiento se lleva

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a cabo para averiguar la tenacidad de un material, ya que al realizarlo obtenemos su resiliencia. El ensayo consiste en romper una probeta de sección cuadrangular de 10x10 mm a través de tres entalladuras que tiene situadas en distintas caras. El procedimiento se repite para cada entalladura. La resiliencia se obtiene de la media de los datos obtenidos en los tres pasos. El ensayo Izod difiere del ensayo de Charpy en la configuración de la probeta entallada. La prueba lleva el nombre del ingeniero Inglés Edwin Gilbert Izod (18761946), quien lo describió en su discurso de 1903 de la Asociación Británica, publicado posteriormente en Engineering. Este ensayo consiste en romper una probeta sostenida en voladizo en posición horizontal, promedio de un golpe en su extremo libre, esto se realiza mediante un péndulo al igual que el ensayo Charpy. A esta probeta también se le realiza una muesca en su base, la cual se hace a toda su sección transversal.

(Figura 4) posición de la probeta para la prueba izod

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(Figura 5) probeta para la prueba izod 2.2 MORDAZA PARA PROBETAS TIPO IZOD Para el ensayo de impacto tipo Izod, las mordazas deben sujetar la probeta por uno de sus extremos, dejándola en voladizo, para que el golpe suceda a 22mm de la muesca según la norma ASTM E-23.

(Figura 6) mordazas para tipo izod 2.3 Resultados de carga de impacto Ensayo Izod El parámetro más relevante determinado en estos ensayos es la energía absorbida en la rotura de la probeta, que se conoce como resistencia al impacto y se suele medir en kJ/m2. El ensayo puede realizarse con mazas instrumentadas de diversa capacidad que permiten registrar de manera continua la fuerza aplicada sobre la probeta y la velocidad de la propia maza. Algunas propiedades que se buscan el ensayo son:  Trabajo absorbido en el choque.  Valor de resiliencia.  Análisis de fractura. Ejemplo de datos obtenidos en una prueba Izod a un acero F114 Información obtenida El acero F114 absorbe 6.5, 6. 75 y 7 Kg/m2 El valor medio es 6.75 Kg/m2Resiliencia: = T/So Kj/m2 x 9.8= J. Energía absorbida = 826875 J/ m2 Presenta deformación previa. Rotura algo frágil: 70%frágil, 30% dúctil.

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2.4 Ensayo Charpy El valor obtenido en el ensayo nos sirve de referencia válida para prever el comportamiento delos materiales frente a cargas dinámicas (variables) y valorar si un material concreto será adecuado en una determinada situación, si bien, a diferencia de otras características determinadas mediante ensayo, como por ejemplo las del ensayo de tracción, el valor de la resiliencia no tiene utilidad en los cálculos de diseño. La información que se obtiene en este ensayo es la curva Fuerza vs Tiempo y los resultados del ensayo son:     

Fuerza máxima (Newton) Energía de impacto (Julios) Velocidad de impacto (m/s) Energía Absorbida (Julios) Ángulo inicial (grados)

Ángulo final (grados) Un ejemplo de los resultados de una serie de pruebas de choque realizadas a diversas temperaturas se muestra en la siguiente figura (8). Las temperaturas altas, se requiere una gran absorción de energía para que se rompa la probeta, y se fractura con poca energía absorbida, a temperaturas bajas. A temperaturas elevadas el material se comporta de manera dúctil, con gran deformación y estiramiento de la probeta antes de fracturarse. A temperaturas reducidas, el material es frágil y se observa poca deformación en el punto de fractura. La temperatura de transición es aquella a la cual el material cambia de presentar una fractura dúctil a una frágil. Un material que vaya a estar sometido a impacto durante su funcionamiento debe tener una temperatura de transición inferior a la temperatura circundante. Por ejemplo, la temperatura de transición del acero utilizado para un martillo de carpintero debe ser menor que la temperatura ambiente par a evitar el desportilla miento de la herramienta.

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