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• Límite de resistencia, límite elástico (Ingeniería)
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• Deformación (Ingeniería)
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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ÍNDICE GENERAL ABSTRACT-----------------------------------------------------------------------------------------7 1. OBJETIVOS -------------------------------------------------------------------------------8 2. INTRODUCCIÓN ------------------------------------------------------------------------9 3. MARCO TEÓRICO --------------------------------------------------------------------10 3.1. Ensayos Destructivos ---------------------------------------------------------------10 3.2. Ensayos no destructivos ------------------------------------------------------------11 4. INGENIERÍA DEL PROYECTO -----------------------------------------------------12 4.1. Capítulo I – “Ensayos de necesidad” --------------------------------------------12 4.1.1. Definición -------------------------------------------------------------------12 4.1.2. Clasificación ----------------------------------------------------------------13 4.1.3. Propiedades de los materiales --------------------------------------------13 4.1.4. Tipos de Ensayos Mecánicos ---------------------------------------------13 4.1.5. Comentario -----------------------------------------------------------------13 4.2. Capítulo II – “Ensayo de tracción – calculando la tensión” ------------------14 4.2.1. Definición -------------------------------------------------------------------14 4.2.2. Esfuerzo y deformación ---------------------------------------------------15 4.2.3. Comentario -----------------------------------------------------------------15 4.3. Capítulo III – “Ensayo de tracción – propiedades mecánicas evaluadas” ---16 4.3.1. Definición -------------------------------------------------------------------16 4.3.2. Límite de proporcionalidad -----------------------------------------------16 4.3.3. Límite de elasticidad o límite elástico -----------------------------------16 4.3.4. Punto de fluencia -----------------------------------------------------------16 4.3.5. Esfuerzo máximo ----------------------------------------------------------17 4.3.6. Esfuerzo de rotura ---------------------------------------------------------17 4.3.7. Comentario -----------------------------------------------------------------17 4.4. Capítulo IV – “Ensayo de tracción – procedimientos normalizados” -------18 4.4.1. Definición -------------------------------------------------------------------18 4.4.2. Pruebas de fiabilidad ------------------------------------------------------18 4.4.3. Normas técnicas orientadas -----------------------------------------------18 4.4.4. Equipamiento ---------------------------------------------------------------19 4.4.5. Procedimiento --------------------------------------------------------------19 4.4.6. Comentario -----------------------------------------------------------------19 4.5.

Capítulo V – “Ensayo de tracción – análisis de los resultados” --------------20

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4.5.1. Conceptos básicos ---------------------------------------------------------20 4.5.2. Determinación de las propiedades mecánicas de las probetas ensayadas -------------------------------------------------------------------20 4.5.3. Comentario -----------------------------------------------------------------21 4.6. Capítulo VI – “Ensayo de Comprensión” ---------------------------------------22 4.6.1. Definición -------------------------------------------------------------------22 4.6.2. Probeta para comprensión de metales -----------------------------------22 4.6.3. Comentario -----------------------------------------------------------------23 4.7. Capítulo VII – “Ensayo de Cizallamiento” --------------------------------------24 4.7.1. Definición -------------------------------------------------------------------24 4.7.2. El esfuerzo constante ------------------------------------------------------25 4.7.3. Módulo de elasticidad transversal ---------------------------------------26 4.7.4. Tipos de cizalladura -------------------------------------------------------26 4.7.5. Comentario -----------------------------------------------------------------26 4.8. Capítulo VIII – “Ensayo de plegado y tensión” --------------------------------27 4.8.1. Ensayo de plegado ---------------------------------------------------------27 4.8.1.1. Definición --------------------------------------------------------------27 4.8.1.2. Plegado simple ---------------------------------------------------------27 4.8.1.3. Plegado doble ----------------------------------------------------------27 4.8.1.4. Plegado alternativo ----------------------------------------------------27 4.8.1.5. Plegado de aplastamiento de tubo -----------------------------------28 4.8.2. Ensayo de flexión ----------------------------------------------------------28 4.8.2.1. Definición --------------------------------------------------------------28 4.8.3. Comentario -----------------------------------------------------------------28 4.9. Capítulo IX – “Ensayo de embutimiento” ---------------------------------------29 4.9.1. Definición -------------------------------------------------------------------29 4.9.2. Comentario -----------------------------------------------------------------30 4.10. Capítulo X – “Ensayo de torsión” --------------------------------------------31 4.10.1. Torsión ----------------------------------------------------------------------31 4.10.2. Definición -------------------------------------------------------------------31 4.10.3. Esfuerzo constante y deformación angular -----------------------------31 4.10.4. Máquina de torsión y flexión ---------------------------------------------32 4.10.5. Comentario -----------------------------------------------------------------32

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4.11. Capítulo XI – “Ensayo de dureza Brinell” ----------------------------------33 4.11.1. Definición -------------------------------------------------------------------33 4.11.2. Procedimiento para la toma de dureza ----------------------------------34 4.11.3. Comentario -----------------------------------------------------------------35 4.12. Capítulo XII – “Ensayo de dureza Rockwell” ------------------------------36 4.12.1. Definición -------------------------------------------------------------------36 4.12.2. Procedimiento para la toma de dureza ----------------------------------37 4.12.3. Comentario -----------------------------------------------------------------37 4.13. Capítulo XIII – “Ensayo de dureza Vickers” -------------------------------38 4.13.1. Definición ------------------------------------------------------------------38 4.13.2. Procedimiento para la toma de dureza ----------------------------------39 4.13.3. Comentario -----------------------------------------------------------------39 4.14. Capítulo XIV – “Ensayo de fluencia” ---------------------------------------40 4.14.1. Definición -------------------------------------------------------------------40 4.14.2. Procedimiento para la toma de dureza ----------------------------------41 4.14.3. Comentario -----------------------------------------------------------------41 4.15. Capítulo XV – “Ensayo de fatiga” -------------------------------------------42 4.15.1. Definición -------------------------------------------------------------------42 4.15.2. Tipos de tensiones engendrados a la pieza -----------------------------42 4.15.3. Tipo de trabajo característico del conjunto de piezas -----------------42 4.15.4. Comentario -----------------------------------------------------------------44 4.16. Capítulo XVI – “Ensayo de Impacto” ---------------------------------------45 4.16.1. Definición -------------------------------------------------------------------45 4.16.2. Comentario -----------------------------------------------------------------46 4.17. Capítulo XVII – “Ensayo de impacto a bajas temperaturas” -------------47 4.17.1. Definición -------------------------------------------------------------------47 4.17.2. Fragilidad de temperatura -------------------------------------------------47 4.17.3. Deformación en frío -------------------------------------------------------48 4.17.4. Comentario -----------------------------------------------------------------48 4.18. Capítulo XVIII – “Ensayos Visuales” ---------------------------------------49 4.18.1. Definición -------------------------------------------------------------------49 4.18.2. Inspección Visual Directa ------------------------------------------------49 4.18.3. Inspección Visual Indirecta -----------------------------------------------50 4.18.4. Comentario------------------------------------------------------------------50 4.19. Capítulo XIX – “Ensayo de Líquidos Penetrantes” ------------------------51 4.19.1. Definición -------------------------------------------------------------------51 4.19.2. Procedimiento del ensayo -------------------------------------------------50 4.19.3. Comentario -----------------------------------------------------------------53 4.20. Capítulo XX – “Ensayo de partículas magnéticas” ------------------------54 4.20.1. Definición -------------------------------------------------------------------54 4.20.2. Partículas magnéticas ------------------------------------------------------54 4.20.3. Comentario -----------------------------------------------------------------55 4.21. Capítulo XXI – “Ensayo de ultrasonido” ------------------------------------56 4.21.1. Definición -------------------------------------------------------------------56 4.21.2. Tipos de ondas -------------------------------------------------------------56 4.21.3. Comentario -----------------------------------------------------------------56 4.22. Capítulo XXII – “Realización del ensayo de ultrasonido” ----------------57

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4.22.1. Técnicas de ensayo --------------------------------------------------------57 4.22.2. Comentario -----------------------------------------------------------------57 4.23. Capítulo XXIII – “Radiografía Industrial” ----------------------------------58 4.23.1. Definición -------------------------------------------------------------------58 4.23.2. Tipos de radiación ---------------------------------------------------------58 4.23.3. Comentario -----------------------------------------------------------------59 4.24. Capítulo XXIV – “Ensayo de rayos X” --------------------------------------60 4.24.1. Definición -------------------------------------------------------------------60 4.24.2. Nitidez de imagen ----------------------------------------------------------60 4.24.3. Variables que afectan la cantidad de rayos X --------------------------60 4.24.4. Comentario -----------------------------------------------------------------61 4.25. Capítulo XXV – “Ensayo de rayos Gamma” -------------------------------62 4.25.1. Definición -------------------------------------------------------------------62 4.25.2. Comentario -----------------------------------------------------------------63 5. EJERCICIOS Y CUESTIONARIOS -------------------------------------------------64 6. CONCLUSIONES ---------------------------------------------------------------------105 7. RECOMENDACIONES --------------------------------------------------------------106 8. DOCUMENTOS ADJUNTOS -------------------------------------------------------107 9. GLOSARIO ----------------------------------------------------------------------------112 10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ----------------------------------------------114 11. REFERENCIAS WEB ----------------------------------------------------------------115 ÍNDICE DE FIGURAS Figura N°1 -----------------------------------------------------------------------------------------10 Figura N°2 -----------------------------------------------------------------------------------------12 Figura N°3 -----------------------------------------------------------------------------------------14 Figura N°4 -----------------------------------------------------------------------------------------17 Figura N°5 -----------------------------------------------------------------------------------------18 Figura N°6 -----------------------------------------------------------------------------------------20 Figura N°7 -----------------------------------------------------------------------------------------21 Figura N°8 -----------------------------------------------------------------------------------------22 Figura N°9 -----------------------------------------------------------------------------------------22 Figura N°10 ---------------------------------------------------------------------------------------23 Figura N°11 ---------------------------------------------------------------------------------------23 Figura N°12 ---------------------------------------------------------------------------------------24 Figura N°13----------------------------------------------------------------------------------------25 Figura N°14----------------------------------------------------------------------------------------26 Figura N°15----------------------------------------------------------------------------------------27 Figura N°16----------------------------------------------------------------------------------------27 Figura N°17----------------------------------------------------------------------------------------29 Figura N°18----------------------------------------------------------------------------------------30 Figura N°19----------------------------------------------------------------------------------------31 Figura N°20----------------------------------------------------------------------------------------31 Figura N°21----------------------------------------------------------------------------------------34 Figura N°22----------------------------------------------------------------------------------------34 Figura N°23----------------------------------------------------------------------------------------36 Figura N°24----------------------------------------------------------------------------------------36

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Figura N°25----------------------------------------------------------------------------------------38 Figura N°26----------------------------------------------------------------------------------------39 Figura N°27----------------------------------------------------------------------------------------41 Figura N°28----------------------------------------------------------------------------------------42 Figura N°29----------------------------------------------------------------------------------------43 Figura N°30----------------------------------------------------------------------------------------46 Figura N°31----------------------------------------------------------------------------------------48 Figura N°32----------------------------------------------------------------------------------------52 Figura N°33----------------------------------------------------------------------------------------53 Figura N°34----------------------------------------------------------------------------------------55 Figura N°35----------------------------------------------------------------------------------------57 Figura N°36----------------------------------------------------------------------------------------57 Figura N°37----------------------------------------------------------------------------------------59 Figura N°38----------------------------------------------------------------------------------------61 Figura N°39----------------------------------------------------------------------------------------61

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ÍNDICE DE TABLAS Tabla N° 1 -----------------------------------------------------------------------------------------21

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ABSTRACT RESUMEN Las pruebas de ensayos destructivos y no destructivos generalmente son utilizadas para calificar el material sobre la base de estándares predefinidos por diseño de especificaciones particulares de calidad. Las pruebas destructivas se distinguen por un muestreo y el sacrificio del producto para valorar el nivel de calidad del proceso desarrollado en él, son aquellos que pretenden medir la capacidad de un material para soportar esfuerzos de diferente tipo. Así, se infiere que, si los resultados son exitosos, el resto de la producción, mientras no se cambie nada, está igual de bien o, en su defecto, igual de mal. Por lo tanto, se deja el control del proceso a las técnicas estadísticas y con un retardo en la orden de corrección. La variabilidad del proceso en estas condiciones se considera muy baja. Por otro lado, las pruebas no destructivas se distinguen por calificar el sistema sin destruirlo, es decir, es una forma de ensayo de materiales y estructuras sin causar ningún daño a la pieza a inspeccionar y, aun así, en la mayoría de los casos el ensayo se hace sobre una muestra representativa, para validar la producción. Para un ensayo no destructivo, pieza por pieza, deberá existir una justificación basada en tres factores: el desempeño del producto, la importancia de su desempeño y las responsabilidades de la empresa por el desempeño del producto. Pues para estos ensayos destructivos se toma en cuenta el tipo de defectos a localizar y las ventajas y desventajas que nos brindan cada una de ellas. En el presente trabajo se describirán cada una de las pruebas destructivas y no destructivas de las cuales se disponen en la actualidad expresando su definición, método, procedimiento y ejemplos. ABSTRACT Destructive testing and nondestructive testing are generally used to describe the material based on predefined design of particular quality specifications standards. Destructive tests are distinguished by sampling and sacrifice of the product to assess the level of quality process developed in it, they are those who seek to measure the ability of a material to withstand efforts of different kind. Thus, it follows that, if the results are successful, the rest of the production, while nothing is changed, it is just as well or, failing that, just as bad. Therefore, process control and statistical techniques to delay in a correction command is left. Process variability in these conditions is considered very low. On the other hand, non-destructive testing are distinguished for rating the system without destroying it, that is, is a way of testing materials and structures without causing any damage to the part to inspect and yet, in most cases the test is performed on a representative sample to validate production. For a non-destructive testing, piece by piece, there must be a justification based on three factors: product performance, the importance of their performance and responsibilities of the company for product performance. As for these destructive testing takes into account the type of fault locating and the advantages and disadvantages that we provide each. In this paper we describe each of the destructive and nondestructive tests of which have now expressing definition, method, procedure and examples.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 1. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Con este trabajo, quiero llegar a comprender de manera resumida cada uno de los ensayos que practicaremos en todo el semestre de estudio, para poder iniciar con base a cada uno de los temas desarrollados en mi monografía. OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Conocer a fondo cada uno de los puntos, y ponerlos en práctica de manera adecuada en el salón de prácticas.  Conocer la diferencia y el objetivo de los diferentes ensayos, para entender de manera eficaz el correcto uso de diferentes métodos y materiales.  A través de la práctica de cada uno de los ensayos, conocer las propiedades de diversos materiales, a través de diversos ensayos aplicados sobre distintas probetas.

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2. INTRODUCCIÓN Cuando observamos en la vida diaria situaciones en la que personas que nos rodean realizan sus actividades normales, como por ejemplo niños jugando en un parque de juegos (columpios), también amas de casa realizando sus deberes del hogar como es algo rutinario, se podrá observar que esos simples actos representan esquemáticamente algunos tipos de esfuerzos que afectan a ciertos materiales. Y es por eso que loss productos que utilizamos a diario tienen que ser fabricados con las características necesarias para apoyar estos esfuerzos ejercidos sobre ellos. Pero, ¿cómo podemos determinar si todos los objetos o materiales cumplen con dichas características? Pues es ahí donde empleamos estos ensayos destructivos y no destructivos, para poder llevar a cabo pruebas sometidas a distintos materiales para observar si en verdad cumplen con las cualidades para someterle a diversos esfuerzos que muchas veces. Realizar una prueba debe presentar un objeto ya fabricados o un material que será procesado industrialmente a situaciones que simulan los esfuerzos que sufren en condiciones reales de uso.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 3. MARCO TEÓRICO Las pruebas de ensayo son exámenes o comprobación de una o más propiedades o características de un material, producto, conjunto de observaciones que sirven para formar un juicio sobre dichas características o propiedades. Se intenta de esta manera simular las condiciones a las que va a estar expuesto un material cuando entre en funcionamiento o en servicio. Es decir, estos ensayos destructivos y no destructivos permiten medir la capacidad de un material para soportar esfuerzos de diferente tipo. En palabras más sencillas, estos son aquellos en las que se someten a diversos objetos fabricados con materiales de diferentes compuestos y así poder observar las cualidades que tienen con respecto a diferentes esfuerzos ejercidos sobre ellos, es ahí donde aplicaremos las diferentes pruebas para ver cuán duro pueden resultar, cuánto resisten después de emplear diversas fuerzas, etc. Y se pueden aplicar ensayos destructivos como también no destructivos. 3.1. Ensayos destructivos: Los ensayos destructivos son aquellos que dejan una marca en la prueba, incluso si no la destruyen. Pues se emplea una probeta en, la cual nos servirá para una sola aplicación. Una probeta es una porción del material a ensayar con una forma y unas dimensiones determinadas que se encuentran normalizadas, las cuales sufren cambios irreversibles como producto de la prueba. Las probetas se usan una vez y se descartan. En muchos casos, las probetas deben ser maquinadas y modificadas para adecuarse a estándares antes de la prueba en sí. El uso de un material depende de ciertas características que varios ensayos destructivos han demostrado. Los ensayos destructivos son:  Ensayos de tracción  Ensayo de comprensión  Ensayo de cizallamiento  Ensayo de doblado y flexión  Ensayo de embutimiento  Ensayo de torsión  Ensayo de dureza Brinell  Ensayo de dureza Rockwell  Ensayo de dureza Vickers  Ensayo de fluencia  Ensayo de fatiga  Ensayo de impacto 3.2 Ensayos destructivos: Se denomina ensayo no destructivo (también llamado END, o en inglés NDT de non destructive testing) a cualquier tipo de prueba practicada a

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 un material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. Los ensayos no destructivos implican un daño imperceptible o nulo. Se denomina así a toda prueba que se realice sobre un material sin afectarlo metalúrgicamente no mecánicamente, se realizan con el fin de determinar el estado geométrico, mecánico o químico de la pieza para verificar si cumple con las reglas de aplicación que correspondan. En general, los ensayos no destructivos proveen datos menos exactos acerca del estado de la variable a medir que los ensayos destructivos. Sin embargo, suelen ser más baratos para el propietario de la pieza a examinar, ya que no implican la destrucción de la misma. En ocasiones, los ensayos no destructivos buscan únicamente verificar la homogeneidad y continuidad del material analizado, por lo que se complementan con los datos provenientes de los ensayos destructivos. Los Ensayos no destructivos son:  Ensayos visuales  Ensayo de líquidos penetrantes  Ensayo de partículas magnéticas  Ensayo de ultrasonido  Ensayo de radiografía industrial  Ensayo de rayos X  Ensayo de rayos gama

“Ensayos destructivos y no destructivos”- métodos para verificar y observar las características de diversos materiales. MIGUEL CASTELLENOS. Tecnología de materiales [en línea] pág. 2. Disponible en: http://es.calameo.com/read/001009872d663248b0d08

4. INGENIERÍA DEL PROYECTO 4.1. CAPÍTULO I - “ENSAYOS DE NECESIDAD”

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4.1.1. Definición: El ensayo es un examen o comprobación de una o más propiedades o características de un material, producto, conjunto de observaciones, etc., que sirven para formar un juicio sobre dichas características o propiedades. Se intenta de esta manera simular las condiciones a las que va a estar expuesto un material cuando entre en funcionamiento o en servicio. 4.1.2. Clasificación: - Según la rigurosidad del ensayo. - Según la naturaleza del ensayo. - Según la utilidad de la pieza después de ser sometida al ensayo. - Según la velocidad de aplicación de las fuerzas. Es evidente que los productos son fabricados con características necesarias para soportar tipos de esfuerzos y esto podemos saber realizando ensayos mecánicos. Ensayos mecánicos: Son procedimientos con base en normas técnicas, mediante el cual se determina la resistencia del material cuando se somete a diferentes esfuerzos como: Figura N° 1: “Tipos de esfuerzos”

Fuente: Elaboración personal Comentario: Existen diversos tipos de esfuerzos, y estos dependen de la estructura a la cual se aplicará el esfuerzo.

4.1.3. Propiedades de los materiales: Son aquellas características que determinan la idoneidad de los materiales para un determinado uso.

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Físicas químicas: conductividad, magnetismo, dilatación térmica, corrosión, oxidación.  Mecánicas: dureza, elasticidad, plasticidad, resistencia, tenacidad, fragilidad, resiliencia, fatiga.  Tecnológicas: maleabilidad, ductilidad, soldabilidad, templabilidad, maquinabilidad. Para poder determinar cualquiera de las propiedades es necesario realizar un ensayo específico. 4.1.4. Tipos de ensayos mecánicos: Existen varios criterios para clasificar para clasificar los ensayos mecánicos. Los clasificaremos en dos grupos: - Ensayos destructivos - Ensayos no destructivos  Ensayos destructivos: Se produce una rotura o un daño sustancial en la estructura del material.  Ensayo no destructivo: Se analizan las grietas o defectos internos de una determinada pieza sin dañar su estructura. 4.1.5. Comentario: Con esta práctica, se pudo reconocer el tipo de esfuerzo aplicado para cada material y así mismo su nombre, pues para eso aprendimos las propiedades y características de un material, realizando ensayos mecánicos. Y, por lo tanto, para reconocer dichas propiedades se realizará un ensayo específico.

4.2. CAPÍTULO II - “ENSAYOS DE TRACCIÓN – CALCULANDO LA TENSIÓN” 4.2.1. Definición: Este ensayo permite obtener información sobre la capacidad de un material para soportar la acción de cargas estáticas o de cargas que varían lentamente a temperaturas homologas inferiores a 0,5(parámetro

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 adimensional que se define como el cociente entre las temperaturas de ensayo y de fusión). Como los componentes metálicos se proyectan en la mayoría de las ocasiones para trabajar en estas condiciones, probablemente este es el más popular entre los ensayos que permiten caracterizar el comportamiento mecánico de un material metálico. El ensayo se realiza alargando una probeta de geometría normalizada, con una longitud inicial Lo, que se ha amarrado entre las mordazas de una máquina, según el esquema que se muestra a continuación. Una de las mordazas de la máquina está unida al cabezal móvil y se desplaza respecto a la otra con velocidad constante durante la realización del ensayo. Las máquinas de ensayo disponen de sistemas de medida, células de carga y extensómetros, que permiten registrar la fuerza aplicada y la deformación producida mientras las mordazas se están separando. Figura N° 2: “Máquina de Ensayo de Tracción”

Fuente: http://html.mater-tracción.com/000536940.jpg Comentario: Representación de la máquina empleada en la realización de un “Ensayo de Tracción”, indicando las partes, en donde la probeta es alargada por el movimiento de la cabeza y las demás partes indican la carga aplicada y la elongación.

4.2.2. Esfuerzo y deformación: El ensayo de tracción es uno de los más importantes para determinar propiedades mecánicas de los materiales. El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilíndrica o prismática de dimensiones normalizadas a un esfuerzo de tracción continuo. 

TENSIÓN: Es la fuerza aplicada a la probeta por unidad de sección; es decir si la sección inicial es so, la tensión viene dada por:

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T=



F So

DEFORMACIÓN O ALARGAMIENTO UNITARIO: Es el cociente entre el alargamiento experimentado y su longitud inicial. Lf −Lo A= Lo

4.2.3. Comentario: Este ensayo permite determinar aspectos importantes de la resistencia, como también del alargamiento de estos, y estos sirven para el cálculo de piezas sometidas a esfuerzos.

4.3. CAPÍTULO III - “ENSAYOS DE TRACCIÓN – PROPIEDADES MECÁNICAS EVALUADAS” 4.3.1. Definición: Este ensayo permite interpretar el diagrama de tensión- deformación, este se aplicará sabiendo cuales son las propiedades determinadas: límite de proporcionalidad, límite de elasticidad, límite de resistencia, límite de ruptura Figura N° 3: “Diagrama de tensión - deformación”

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Fuente: http://html.mater-tracción-tensión-deformación.com/000536940.jpg Comentario: Representación de la gráfica de tensión – deformación, para observar hasta qué punto un objeto de mantiene en su estado inicial, pero de acuerdo al ensayo ejercido llega un momento de fracturación.

4.3.2. Límite de proporcionalidad: Se observa que va desde el origen O hasta el punto llamado límite de proporcionalidad, es un segmento de recta rectilíneo, de donde se deduce la tan conocida relación de proporcionalidad entre la tensión y la deformación enunciada en el año 1678 por Robert Hooke. Cabe resaltar que, más allá la deformación deja de ser proporcional a la tensión. 4.3.3. Límite de elasticidad o limite elástico: Es la tensión más allá del cual el material no recupera totalmente su forma original al ser descargado, sino que queda con una deformación residual llamada deformación permanente. 4.3.4. Punto de fluencia: Es aquel donde en el aparece un considerable alargamiento o fluencia del material sin el correspondiente aumento de carga que, incluso, puede disminuir mientras dura la fluencia. Sin embargo, el fenómeno de la fluencia es característico del acero al carbono, mientras que hay otros tipos de aceros, aleaciones y otros metales y materiales diversos, en los que no manifiesta. 4.3.5. Esfuerzo máximo: Es la máxima ordenada en la curva esfuerzo-deformación. 4.3.6. Esfuerzo de Rotura: Verdadero esfuerzo generado en un material durante la rotura. La estricción determina la ductilidad del material, cuanto mayor sea el porcentaje de estricción, más dúctil ser el material. 4.3.7. Comentario:

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Este ensayo permite reconocer las propiedades mecánicas de un material mediante el comportamiento y la guía con la gráfica de “tensión – deformación”.

4.4. CAPÍTULO IV - “ENSAYOS DE TRACCIÓN – PROCEDIMIENTOS NORMALIZADOS” 4.4.1. Definición: Las normalizaciones de los ensayos cada vez se han hecho más importantes independientemente del origen del material. Los ensayos a los que fue sometido son los mismos en cualquier parte del mundo, esto no cambiara. En este ensayo nos da normalizaciones direccionadas al ensayo de tracción, se mostrará cuáles son las principales entidades internacionales y nacionales que producen y divulgan estas normas técnicas más utilizados por los laboratorios de ensayos. También sabremos o que dicen algunas de estas normas que forman especificaciones sobre los cuerpos de prueba. Las pruebas que se hacen en el propio material es muy importante debido a que se intenta simular las condiciones reales de funcionamiento en la práctica. 4.4.2. Pruebas de fiabilidad:

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Para poder determinar las propiedades de los materiales, independientemente de las estructuras serán utilizados, es necesario recurrir a confección de cuerpos de prueba. Los resultados varían depende del formato de cada cuerpo de prueba y de los métodos de ensayos escogidos. Por lo tanto, los resultados de ensayos, cuando no son suficientemente representativos los comportamientos en servicio, requieren que las estructuras de la fase de un diseño tengan introducción de un factor multiplicativo llamada coeficiente de seguridad, que tiene en cuenta la incertidumbre, no sólo de la determinación de propiedades materiales, sino también la exactitud del valor teórico acerca de la existencia y el cálculo de las tensiones a través de la estructura de hipótesis. 4.4.3. Normas técnicas orientadas: Cuando se trata de realizar ensayos mecánicos, las normas más utilizadas son las referentes a la especificación de materiales y de los métodos de ensayo. Aquí tenemos las normas técnicas más utilizadas por los laboratorios de ensayos provenientes de las siguientes instituciones A.N.S.I.- Instituto Nacional Americano de Estándares D.I.N.- Normas Industriales de Alemania A.B.N.T.-Asociación Brasileña de Normas Técnicas B.S.- Instituto Británico de Estándares E.N.- Comité Europeo de Normalización I.S.O.- Organización Internacional de Estandarización COPANT.-Comisión Panamericana de Normas Técnicas 4.4.4. Equipamiento: En general el ensayo de tracción es realizado en la maquina universal, se le llama así a esta máquina porque se presta a la realización de diversos tipos de ensayos. Analizaremos cuidadosamente la siguiente ilustración. Figura N° 4: “Máquina universal”

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Fuente: http://html.mater-maqui$-univer!.com/09339.jpg Comentario: Esta representación muestra los componentes básicos de una maquina universal de ensayos.

4.4.5. Procedimiento:  Antes de comenzar el ensayo se procede a tomar una serie de medidas de la probeta a fin de garantizar la validez de ésta como objeto de ensayo. En este caso se trata de probetas cilíndricas de diámetro 9 mm.  Después se debe medir el diámetro del cuerpo de prueba en dos puntos, no comprimir la parte útil, utilizando un micrómetro, y calcular la medida.  Por último, Se debe golpear la probeta, es decir, para trazar las divisiones en la longitud útil. Un cuerpo de 50 mm de longitud de la prueba, las marcas deben ser de 5 en 5 mm.  Así preparado, el cuerpo de prueba estará pronto para ser fijado a la maquina universal de ensayos mecánicos. 4.4.6. Comentario: Con las medidas mecánicas y las propiedades de los materiales, obtendremos unos resultados favorables, de acuerdo también al seguimiento de las normas aplicadas.

4.5. CAPÍTULO V - “ENSAYOS DE TRACCIÓN – ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS” 4.5.1. Conceptos Básicos: Serán de aplicación una serie de definiciones que se indican a continuación: • Longitud entre puntos o longitud calibrada, G: Longitud original de la porción de probeta cuya deformación o cambio de longitud se va a medir. • Fluencia discontinua: Oscilación o fluctuación observada al principio de la zona de deformación plástica, debido a la fluencia localizada. En algunos materiales puede no aparecer. • Límite inferior de fluencia, LYS: mínima tensión registrada durante la fluencia discontinua, ignorando efectos transitorios. • Límite superior de fluencia, UYS: Primera tensión máxima asociada a la fluencia discontinua. • Elongación en el punto de fluencia, YPE: Se obtiene de la curva tensión – deformación y se define como la diferencia, expresada en porcentaje, entre la deformación que presenta el primer punto de pendiente cero y la deformación correspondiente al punto de transición entre fluencia discontinua y el endurecimiento uniforme. Figura N° 5: “Puntos característicos de una curva de ensayo de tracción”

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Fuente: http://html.mater-maqui$-univer!.com/09339.jpg Comentario: Esta representación muestra los puntos característicos de una curva de ensayo de tracción, e indica los conceptos básicos para el análisis de resultados.

4.5.2. Determinación de las propiedades mecánicas de las probetas ensayadas: La evaluación del ensayo se realiza a partir de las curvas tensióndeformación. Los parámetros más importantes son tensiones (en N/mm2 o en MPa), Módulo de elasticidad y deformación o alargamiento (en %). Veamos lo más característico:  Tensión de tracción (σ).- Se calcula a partir de la fuerza de tracción soportada por la probeta dividida por su sección transversal.  Límite elástico (σy).- Es la máxima tensión que el material es capaz de mantener sin desviación de la ley de Hooke, es decir es una medida de su resistencia a la deformación elástica. Se expresa en fuerza por unidad de área, generalmente MPa.  Resistencia a la tracción (σmax).- Tensión máxima de tracción que ha soportado la probeta durante el ensayo.  Tensión de tracción a rotura (σR).- Tensión de tracción soportada por la probeta en el momento de su rotura.  Modulo de elasticidad o Módulo de Young.- Es la relación entre la tensión realizada y la deformación adquirida en el tramo lineal de la curva tensión-deformación (región elástica). Sus unidades son MPa o N/mm2 . Se calcula mediante la tangente a la recta en el tramo lineal.  Alargamiento (∆l) y deformación (ε).- ∆l es el incremento en longitud producido por la tensión de tracción y se expresa en unidades de longitud, usualmente milímetros. La deformación se define como ∆l/l0, en donde l0 es la longitud original antes de aplicar la carga y no tiene unidades. A veces, la deformación se

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 expresa como porcentaje. Generalmente se calculan tres tipos de deformaciones: - Deformación en el límite elástico (εy) - Deformación a la tensión máxima (εmax) - Deformación a la rotura (εR): Generalmente se da la deformación en el límite Como calcular el estiramiento o alongamiento Este es medido de forma directa por medio de un aparato llamado extensómetro, que esta acoplado al cuerpo de prueba. También podemos utilizar las siguiente formula: L −LO A= F LO 4.5.3. Comentario: Con todos los conceptos ya aprendidos e interpretados, sabemos que para cada cuerpo de prueba se observan distintos datos iniciales después de la interacción con la fuerza de tracción, entonces varía. Es así que obtenemos mayor seguridad al adquirir el producto final, en cuanto sea a cualquier pieza. 4.6. CAPÍTULO VI - “ENSAYOS DE COMPRENSIÓN” 4.6.1. Definición: Es un ensayo técnico para determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría de los casos se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarse sobre cualquier material. Se suele usar en materiales frágiles. La resistencia en compresión de todos los materiales siempre es mayor o igual que en tracción. Se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresión en una máquina universal. Figura N° 6: “Máquina Universal y probetas normalizadas”

Fuente: http://html.mater-ensayocomprensión.com/09339.jpg

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Comentario: Esta representación muestra las probetas sometidas a una máquina universal para luego aplicarle el ensayo de comprensión.

4.6.2. Probetas para comprensión de metales: En los ensayos de compresión, la forma de la probeta tiene gran influencia, por lo que todos ellos son de dimensiones normalizadas. El rozamiento con los platos de la maquina hace aparecer, como dijimos, un estado de tensión compuesta que aumenta la resistencia del material, la influencia de estas tensiones va disminuyendo hacia la sección media de la probeta, razón por la cual se obtiene mejores condiciones de compresión simple cuando están se presenta con forma prismáticas o cilíndricas de mayores alturas, las que se limitan, para evitar el efecto del flexionamiento lateral debido al pandeo.

Figura N° 7: “Aplicación del axial a una probeta”

Fuente: http://html.mater-ensayocomprensión.com/0933455.jpg Comentario: Esta representación muestra la prueba de comprensión con un material maleable que muestra abarramiento debido a la fuerza de fricción de la superficie de contacto entre platinas y probeta.

En la compresión, las fórmulas para el cálculo de la tensión, la deformación y el módulo elasticidad son similares a los que ya han demostrado en clases anteriores a la tensión de tracción. Por lo que se mostrará en breve en la siguiente tabla: Tabla N° 1: “Fórmulas para el cálculo de la tensión, deformación y el módulo elasticidad”

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Fuente: Elaboración personal Comentario: Esta tabla nos muestra las diversas fórmulas para poder calcular la tensión, deformación y el módulo de elasticidad. Estas son similares a las de la prueba de tracción.

4.6.3. Comentario: Con este ensayo observaremos que una pieza es tan resistible a la comprensión y para calcular los movimientos empleados en esta, se requiere de fórmulas que tienen relación con el ensayo de tracción. 4.7. CAPÍTULO VII - “ENSAYO DE CIZALLAMIENTO” 4.7.1. Definición: Un ensayo de cizallamiento se lleva a cabo por lo general en los materiales que están hechos de metal o materiales compuestos. En el ensayo de cizallamiento se generan fuerzas transversales en una pieza de material. Figura N° 8: “Fuerzas transversales en una pieza”

Fuente: “Diapositivas de clase” Comentario: Esta representación muestra las fuerzas que se han generado en una pieza de material, estas son transversales.

El dispositivo de cizallamiento de este experimento se compone de ambas mordazas de cizalla templadas para alojamiento de la muestra y del cubrejunta de tracción con la cuchilla tundidora templada. La cuchilla tundidora ataca sin juego entre las dos mordazas de cizalla. Con ello se secciona la muestra a dos cortes. De esta forma se evitan prácticamente cargas de flexión que pudieran adulterar el resultado. Normalizadas que se someten a compresión en una máquina universal. Figura N° 9: “Máquina Universal de cizallamiento”

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Fuente: http://html.mater-ensayocizallamiento.com/09339.jpg Comentario: Esta representación muestra la máquina en donde se realiza dicho ensayo.

Ensayo de tipo tecnológico consistente en someter un material a esfuerzos crecientes y progresivos hasta llegar a la rotura. Se realiza sobre materiales que van a estar sometidos a fuerzas de corte (chavetas, lengüetas, espárragos, tornillos, pernos). 4.7.2. El esfuerzo Cortante(τ): τ=

F [kp /mm2 ] So

Figura N° 10: “Probeta y el esfuerzo cortante”

A´, B´, C´, y D´ = Sección de cizalladura F = Esfuerzo de corte

Fuente: “Diapositivas de clase” Comentario: En la industria del ensayo, mayormente se emplea probetas cilíndricas, pero en este caso observamos una probeta rectangular y las fuerzas ejercidas sobre esta para determinar el esfuerzo cortante durante el ensayo.

4.7.3. Módulo de elasticidad Transversal. G En un primer periodo hay una deformación dentro del periodo de proporcionalidad. Figura N° 11: “Primer periodo – deformación dentro del periodo de proporcionalidad”

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BC = desplazamiento producido Fuente: “Diapositivas de clase” Comentario: Muestra el primer desplazamiento producido dentro del ensayo.

Figura N° 12: “Módulo de elasticidad transversal” tan ( α )=

BC 1F ≈ α =¿>α = ∆X G S0

G = Módulo de elasticidad transversal, depende del material. Fuente: “Diapositivas de clase” Comentario: Muestra la fórmula para el módulo de elasticidad transversal.

4.7.4. Tipos de cizalladura:

4.7.5. Comentario: Este ensayo lo someteremos a materiales que estén hechos de metal o materiales compuestos, en donde se generarán fuerzas transversales en la pieza.

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4.8. CAPÍTULO VIII – “ENSAYO DE PLEGADO Y FLEXIÓN” 4.8.1. Ensayo de plegado 4.8.1.1. Definición: Ensayo de tipo tecnológico consistente en someter el material a un plegado simple, doble o alternativo, y observar la aparición de grietas. Se emplea para láminas, tubos y alambres. Figura N° 13: “Ensayo de plegado”

Fuente: http://www.ensayo-de-plegado/09657.jpg Comentario: Se observa la forma de realización del ensayo de plegado.

4.8.1.2. Plegado Simple: Se realiza este ensayo apoyando las probetas sobre 2 puntos fijos, generalmente rodillos, y ejerciendo una presión mediante un mandril curvo u otro rodillo, hasta que la probeta se doble el ángulo deseado. 4.8.1.3. Plegado Doble: Se realiza generalmente con láminas de 200x200 mm, a las que se somete a dos plegados sucesivos en dos direcciones perpendiculares. Después se examina en los dobles la aparición de grietas. Si es posible, además de especificar el plegado en que aparecen las grietas se especifica el ángulo. 4.8.1.4. Plegado Alternativo: Las probetas no llegan a plegarse, sino a doblarse 90o a un lado y a otro. Se anota el número de alternancias (ciclos completos) que ha resistido. Se aplica este ensayo a pletinas delgadas y alambres.

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4.8.1.5. Plegado de Aplastamiento de Tubos: Consiste en someter un tubo (generalmente de 500mm) a un ensayo de compresión: 1 Se mete el tubo a determinadas cargas y se observa la aparición de grietas. 2 Aplastamiento debido a un alternador. Nos interesa saber la sección final (Tubos con cables). 3 Aplastamiento Total: Carga que es necesario aplicar a un tubo para llegar al aplastamiento total. 4.8.2. Ensayo de Flexión 4.8.2.1. Definición: Este ensayo es complementario del ensayo de tracción. No se hace siempre. Se hacen en piezas y materiales que van a e estar sometidas a flexión. Se realiza igual sobre piezas cilíndricas, cuadradas que rectangulares. Consistente en someter las probetas, apoyadas libremente por los extremos, a un esfuerzo aplicado en el centro o dos iguales aplicados a la misma distancia de los apoyos. El ensayo se realiza colocando dos rodillos con la separación L=20d, siendo d el diámetro de la probeta. Figura N° 14: “Ensayo de Flexión”

Fuente: http://www.ensayo-de-flexión/29598712.jpg Comentario: Vemos cómo se realiza el ensayo de flexión en un material de prueba.

4.8.3. Comentario: Con estos ensayos podemos ver que con el de plegado, observar grietas en donde se emplean láminas, tubos y alambres. En cambio, en el de flexión este vendría a ser un complemente al ensayo de tracción.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4.9. CAPÍTULO 9 – “ENSAYO DE EMBUTIMIENTO” 4.9.1. Definición: El embutido es un proceso tecnológico de fabricación de piezas en forma de recipiente, es un proceso de estirado que consiste en conformar una pieza de metal a una forma hueca aplicando fuerza con un punzón a la porción central del metal. El punzón estira el metal al interior de una cavidad abierta en el dado o matriz. En esta operación el metal se estira a lo largo de las paredes laterales y se hace tomar un espesor exacto. El estirado de la lámina metálica se realiza generalmente en una prensa vertical. Figura N° 15: “Ensayo de embutimiento y factores de operación”

Fuente: “Diapositivas de clase” Comentario: En esta imagen observamos los diferentes factores de operación que resultan luego de emplear el ensayo en la pieza de material.

Para realizar el ensayo se usa generalmente la máquina Erichsen, que mide el avance de una cabeza desde que toca la chapa hasta que se rompe ésta chapa. Figura N° 16: “Máquina Erichsen”

Fuente: “Diapositivas de clase” Comentario: Se observa la máquina en donde se realiza el ensayo de embutimiento.

Se practican 3 modalidades: - Embutición simple - Embutición profunda por vasito

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 - Embutición con ensanchamiento del agujereo Las chapas deben tener como mínimo una superficie de 70x70 mm Entre las ventajas de este método podemos destacar las siguientes: Las piezas elaboradas quedan pulidas y sin marcas. En dependencia de las piezas a fabricar se intercambian las matrices. Sustituye piezas elaboradas por fundición y mecanizado 4.9.2. Comentario: Con el ensayo de embutimiento, vamos a poder fabricar piezas en forma de recipiente, ya que se estirará y se aplicará la fuerza de punzón.

4.10. CAPÍTULO X – “ENSAYO DE TORSIÓN” 4.10.1. Torsión: Es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento destructivo o prisma =dimensión predomina sobre otras dos. 4.10.2. Definición:

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 En sí consiste en el desplazamiento circular de una determinada sección transversal de un elemento cuando se aplica sobre éste un momento de torsor o una fuerza que produce un momento de torsor alrededor del eje. La torsión se puede medir observando la deformación que produce en un objeto a un par determinado. La deformación plástica alcanzable, con este tipo de ensayos es mucho mayor que en el de tracción o en los de compresión. 4.10.3. Esfuerzo Cortante y deformación angular: Si una probeta cilíndrica de longitud L es sometida a un torque T, el ángulo de torsión está dado por la siguiente ecuación: φ=

TL GTP

G= Módulo de corte del material de la probeta Figura N° 17: “Distribución de esfuerzos cortantes”

Fuente: “Libro de Ciencias en Ingenierías de Materiales” Comentario: En esta figura se indica la distribución de esfuerzos cortantes, en una sección transversal cualquiera, de una probeta cilíndrica sometida a torsión.

En este caso, el valor de esfuerzo es:

τ=

T Wp

Donde W p es el módulo resistente a la torsión: W p=

1 I R polar

I polar =

1 π d4 32

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Los resultados del ensayo de torsión resultan útiles para el cálculo de elementos de máquina sometidos a torsión tales como ejes de transmisión, tornillos, resortes de torsión y cigüeñales. 4.10.4. Máquina de torsión y Flexión: MT 3005 es una máquina combinada para pruebas de torsión y flexión. Su tamaño reducido y poco peso facilita el desplazamiento. Figura N° 18: “Máquina de Torsión y Flexión”

Fuente: “Libro de Ciencia e Ingeniería de Materiales” Comentario: Esta es la máquina en donde se realiza la prueba de torsión y de flexión.

4.10.5. Comentario: Con este ensayo de torsión podemos observar el desplazamiento circular de una determinada sección transversal de un elemento cuando se aplica sobre éste un momento de torsor o una fuerza que produce un momento de torsor alrededor del eje.

4.11. CAPÍTULO XI – DUREZA BRINELL 4.11.1. Definición: La dureza Brinell se define a una escala de medición de la dureza de un material por medio de un método de ensayo por indentación por el cual, con el uso de una máquina calibrada, se fuerza una bola endurecida, bajo condiciones específicas, contra la superficie del material a ensayar y se mide el diámetro de la impresión resultante luego de remover la carga. Este

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ensayo se utiliza en materiales blandos; es decir, de baja dureza y muestras delgadas. Figura N° 19: “Huella de indentación”

Fuente: “Guía – Ensayo de dureza Brinell” Comentario: Observamos en la foto, las medidas y las huellas al momento de realizar un ensayo de dureza Brinell.

Figura N° 20: “Aparato para la dureza Brinell”

Fuente: “Guía – Ensayo de dureza

Brinell”

Comentario: Observamos en la foto, el dureza Brinell.

aparato empleado para el ensayo de

Para el ensayo de como penetrador o una bola de material con una Se mide el

dureza Brinell se emplea una bola de acero templada, metal duro. Se aplica al fuerza de ensayo prefijada. diámetro de la huella.

La Dureza Brinell se calcula como relación entre la fuerza aplicada y la superficie de la huella. El valor de la dureza HB se expresa sin unidades.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 El diámetro D de los penetradores está normalizado y es de: 10; 5; 2,5 o 1 mm. La fuerza de ensayo debe elegirse de forma que se obtenga un diámetro de huella d= 0,2*D a 0,7*D. Para poder ajustar exactamente la fuerza del ensayo y que los resultados sean comparables se han normalizado algunos grados de carga: 30

10

5

2.5

1.25

Los valores de dureza son comparables solamente si se determinan con los mismos grados de carga y los mismos tiempos de penetración. El ensayo de dureza Brinell se aplica a materiales de acero no endurecidos y a metales no férreos. Partiendo del grado de carga y del diámetro de bola utilizado se puede calcular la fuerza del ensayo. El tiempo de penetración depende del material que se va a ensayar. 4.11.2. Procedimiento para la toma de dureza: 

De acuerdo a la dureza aproximada del material a ensayar o patrón de prueba, seleccione el diámetro de la bola de acero conveniente y el peso de carga de prueba.



Coloque el indentador de bola y seleccione la carga en el durómetro.



Coloque el patrón de prueba sobre el soporte, el cual es elevado girando una manivela de regulación hasta que la muestra toque el penetrador de bola ligeramente y siga girando la manivela hasta la posición estándar prefijada por el durómetro.



Accione la carga usando la palanca de carga de durómetro. La bola se mantiene algún tiempo(30s.) sobre la probeta con la carga accionada.



Levante la palanca de carga y retire la bola de la probeta bajando la plataforma con la manivela. La indentación está hecha sobre la superficie de la pieza de prueba.



Luego de retirada la carga se miden dos diámetros, en direcciones mutuamente perpendiculares, de la imprenta dejada, con ayuda de un microscopio.



El valor medio de los diámetros (d) y los otros valores se sustituyen en la fórmula de trabajo para obtener el valor de la dureza Brinell.



En las mismas condiciones se realizan varias indentaciones más.



Medir las diagonales de la indentación.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4.11.3. Comentario: Con el ensayo de Dureza Brinell conoceremos las principales características de los equipos de medición de dureza Brinell, y también así con este aparato poder realizar los procedimientos que se enumeraron y medir adecuadamente la dureza de materiales, calculando a través de fórmulas porque se sabe que la Dureza Brinell es de lectura indirecta.

4.12. CAPÍTULO XII – “ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL” 4.12.1. Definición:

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 La dureza Rockwell es un método para determinar la dureza; es decir, la resistencia de un material a ser penetrado. Este es un método de ensayo de dureza 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 (penetrador de acero o de carburo de tungsteno), bajo condiciones específicas contra la superficie del material ensayado, en dos operaciones, y se mide la profundidad permanente de la impresión bajo condiciones de carga específicas. Figura N° 21: “Huellas de indentación”

Fiuente: “Guía de ensayos – Dureza Rockwell” Comentario: En la foto, observamos la forma de indentación al momento de realizar el ensayo Rockwell.

Figura N° 22: “Aparato para la dureza Rockwell”

Fuente: “Guía de ensayos – Dureza Rockwell” Comentario: En la foto, podemos observar el aparato en el cual se realizan las indentaciones para la dureza Rockwell.

La evaluación del resultado se consigue directamente midiendo la profundidad de la huella. Este valor de dureza se puede leer directamente en la escala indicadora.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4.12.2. Procedimiento para la toma de dureza: 

Se selecciona el tipo de ensayo según la tabla de escalas de dureza Rockwell.



Seleccionar el indentador apropiado e insértelo en la base de la varilla pulsadora.



Seleccione el contrapeso (60 , 100, 150 kg) de acuerdo a la escala correspondiente.



Asegúrese que la palanca esté en posición de avance (lo más próximo a usted).



Coloque la probeta sobre la plataforma o yunque base del durómetro teniendo en cuenta que la separación del borde de la probeta y de una huella al borde de la otra debe ser mayor a 2,5 veces el diámetro de la huella.



Haga girar lentamente los radios de la rueda en el sentido de las manecillas del reloj hasta hacer contacto el indentador con la muestra a ensayar.



Ahora, siga girando la rueda hasta que la línea “SET” de la escala del cuadrante esté en línea y debajo de la aguja grande.



Suelte la palanca de disparo suavemente hacia atrás que producirá caer la carga hacia la muestra.



Espere a que el durómetro aplique las cargas y realice la medición aproximadamente 10 a 15 segundos.



Luego vuelva a tirar suavemente la palanca, hacia usted, hasta donde llegue. Si se hace esto bruscamente, se obtendrá una lectura falsa, debido a la percusión.



Lea y tome el número de dureza indicado en la pantalla de acuerdo al tipo de escala escogida para el ensayo.



Gire la manivela hacia la izquierda para retirar el indentador de la probeta bajando la plataforma base del durómetro a su posición inicial.



La dureza será el promedio de un número de medidad realizadas.

4.12.3. Comentario: Con el ensayo de Dureza Rockwell, se conocerá las principales características de los equipos de medición de dureza Rockwell y con el

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 procedimiento dado se pasará a medir de una forma adecuada la dureza de materiales por el sistema de este ensayo.

4.13. CAPÍTULO 13 – “ENSAYO DE DUREZA VICKERS” 4.13.1. Definición: La dureza Vickers, también conocido con el ensayo universal es un método para medir la dureza de los materiales, es decir, la resistencia de un material a ser penetrado. Sus cargas van de 5 a 125 kilopondios (de cinco en cinco). Su penetrador es una pirámide de diamante con un ángulo base de 136°. Se emplean láminas delgadas hasta de 0,15 mm y no se lee directamente en la máquina, sino se aplican fórmulas para poder determinar la dureza. Figura N°23: “Dureza Vickers”

Fuente: “Guía de ensayos – Dureza Vickers” Comentario:_En la foto vemos el tipo de indentador, y la huella que deja para poder obtener las medidas para la aplicación de la fórmula.

En este ensayo se oprime contra la superficie de la pieza la punta de una pirámide tetragonal de diamante. Es especialmente adecuado para materiales de acero endurecidos, pequeñas profundidades de cimentación y piezas delgadas. Se designa como dureza Vickers HV a la relación entre la fuerza y la superficie de la huella, obtenida con una pirámide de diamante que abarque en el vértice un ángulo de 136º. Figura N°24: “Fórmula Vickers”

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Fuente: “Guía de ensayos – Dureza Vickers” Comentario:_En la foto vemos la fórmula para determinar la dureza Vickers, ya que se sabe que es de lectura indirecta.

Para calcular la superficie de la huella se aumentan óptimamente sus diagonales y se miden con una precisión de +- 0.002 mm. Las fuerzas de ensayo estàn comprendidas entre 49N y 980N, y estàn normalizadas. Las fuerzas de ensayo preferidas son: 49N 98N 196N 294N 490N 980N 4.13.2. Procedimiento para la toma de dureza:  Primero se presiona el indentador contra una probeta, bajo cargas más ligeras que las utilizadas en el ensayo Brinell.  Realizar toma de la dureza.  Observamos y medimos diagonales de la impresión cuadrada.  Se halla el promedio.  Aplicar fórmulas y realizar cálculos. 4.13.3. Comentario: Con el ensayo de Dureza Vickers, se conocerá las principales características de los equipos de medición de dureza Vickers y con el procedimiento dado se pasará a medir de una forma adecuada la dureza de materiales por el sistema de este ensayo Vickers.

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4.14. CAPÍTULO XIV – “ENSAYO DE FLUENCIA” 4.14.1. Definición: Basado en los anteriores ensayos en donde veíamos que todo cuerpo sometido a un esfuerzo mecánico sobre una deformación elástica, en mayor o menor grado, antes de presentar deformación plástica o ruptura. O será, que verificamos que siempre una cantidad de esfuerzo que no produce deformación permanente. Si el esfuerzo aliviado en esta etapa, las dimensiones de la pieza vuelven a la original. Será que eso significa que un producto construido para soportar un esfuerzo estático a base de su límite elástico va a durar para siempre?, la respuesta es no!, y eso se podrá ver gracias al ensayo de fluencia en donde entran a tallar otros dos factores como el tiempo y la temperatura. Se define que un material trabaja a fluencia, comportamiento viscoelástico, cuando experimenta alargamientos crecientes en función del tiempo, aún para cargas aplicadas constantes. Los ensayos de fluencia se realizan para analizar las características resistentes de los materiales en las condiciones que muestran un comportamiento viscoelástico. El comportamiento viscoelástico es característico de materiales plásticos a temperatura, incluida la ambiente; y también materiales metálicos en ciertos rangos de temperaturas. El equipo de ensayo es, en consecuencia, una máquina de ensayos de tracción provista de un horno, contenedor de la probeta, con control de la temperatura de ensayo. Como en el ensayo de tracción, deben registrarse las deformaciones, DL, medidas sobre la probeta, y además los tiempos transcurridos, te, en correspondencia con las deformaciones sufridas. El ensayo de fluencia se realiza habitualmente según el procedimiento, que se comenta a continuación, que considera el objetivo de correlacionar deformaciones, DL, y tiempos, t, para una carga, F, y temperatura, T, constantes (CREEP). Es el siguiente. Figura N°25: “Máquina de fluencia”

Fuente: “Mecánica - Ensayo de Fluencia”

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Comentario: En la foto observamos la máquina para la realización del ensayo de fluencia.

Figura N°26: “Gráfica de fluencia”

Fuente: Elaboración personal Comentario: Observamos la gráfica de fluencia, en donde se observa la escala en la que un cuerpo puede resistir a este ensayo, hasta llegar a fracturarse.

4.14.2. Procedimiento para la toma de dureza:  

Marcar la longitud de la probeta con dos granetazos separados l0 mm. Montar la probeta en las mordazas de la prensa y en el interior del horno de calentamiento.



Efectuar la elevación de temperatura hasta alcanzar la temperatura de ensayo, Te.



Elevar la carga de la prensa hasta el nivel requerido, Fi, en el que se obtiene respuesta de fluencia en el material, y mantener la carga hasta la fractura.



Registrar para cada ensayo la sucesión de los valores de las variables Fi, DL, Te y t.



Repetir el ensayo para otras combinaciones de las variables Te y Fi.

3.14.3. Comentario: Con el ensayo de fluencia nos servirá para analizar las características resistentes de los materiales en las condiciones que muestran un comportamiento viscoelástico. Y a tráves de fórmulas dadas, analizarlo y poder interpretar el tema de manera correcta.

4.15. CAPÍTULO V – “ENSAYO DE FATIGA” 4.15.1. Definición:

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 En este capítulo hablaremos sobre un ensayo conocido como la prueba de fatiga y se define que un material trabaja a fatiga cuando soporta cargas que varían cíclicamente con el tiempo porque sabemos que cada material que usamos tiene cierto tiempo de vida útil y para ello se utiliza esta prueba de resistencia a la fatiga nos ayuda a especificar los límites de tensión y mejorar esta resistencia a la fatiga. Cuando se encuentra en condiciones normales sufren esfuerzo bajo el limite proporcional y a diferentes ensayos como estáticos tracción fluencia se aproxima a: DF / dt = 0 En fatiga: DF / dt  Entre los parámetros fundamentales que califican el comportamiento característico ante la fatiga de los materiales están: -La cinética de la carga aplicada en el tiempo. 4.15.2. Tipos de tensiones engendradas en la pieza: o Axiales originadas por tracción o compresión o Axiales originadas por flexiones o Cortantes causadas por torsión 4.15.3. Tipo de trabajo característico del conjunto de piezas: o Torsión o Tracción o Flexión plan o Flexión rotativa La prueba de fatiga universal por la facilidad de la máquina de ensayo que es la que se utiliza para flexiones rotativas, nos permite encontrar los parámetros de cargas aplicadas, contador de vuelta en la probeta, velocidad angular. Como ya dijimos anteriormente la resistencia de algún material se reduce cuando actúan fuerza cíclica así que al transcurrir cierto número de ciclo generara una rotura de la pieza, el número de ciclos dependen de la carga, irregularidades, micro fisuras que se llegaran a extender sobre toda la pieza, podrían desencadenar un proceso que culmine con la rotura prematura de la pieza por fatiga.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Figura N°27: “Máquina para la prueba de fatiga”

Fuente: “Prueba de fatiga – CIM” Comentario: Observamos la máquina para realizar el ensayo de fluencia.

En general, la falla se da en piezas generalmente fibrosas que por fatiga comienza por la aparición de bandas de deslizamiento que, conforme aumenta el número de ciclos, provoca la aparición de pequeñas fisuras que se dan preferentemente en granos del material próximos a la superficie. No obstante, también puede iniciarse el proceso en pequeños defectos o concentradores de tensión, que son puntos que presentan algún tipo de irregularidad o discontinuidad, como inclusiones, pequeñas grietas, discontinuidades superficiales, etc. Una vez iniciado el proceso, la siguiente fase es la del crecimiento de la grieta, la cual va aumentando progresivamente su tamaño hasta que el área de la sección neta de trabajo de la pieza es tan pequeña que se produce la rotura repentina de la pieza. El tipo de geometría de la pieza también influirá en la velocidad de propagación de la grieta. Así, un diseño que favorezca la aparición de zonas de concentración de tensiones, como cambios de sección, presencia de orificios, geometrías con esquinas entrantes, etc., van a permitir un desarrollo más rápido de la grieta. Hemos hablado que a la fatiga se da por tensiones cíclicas y la más común se caracteriza por una función sinusoidal, donde los valores de tensión se representan en el eje de ordenadas y el número de ciclos en el eje de abscisas. En la resistencia a fatiga de los materiales, la tensión alterna debido a cargas cíclicas actuando a alto número de ciclos antes que se produzca el fallo (con pequeña deformación plástica en la rotura), es uno de los parámetros principales que interviene en el proceso.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Figura N°28: “Parámetros para la prueba de fatiga”

Fuente: “Ensayo de Fatiga – CIM” Comentario: En esta foto observamos los parámetros para el ensayo de fatiga.

σmín = tensión mínima

σmáx = tensión máxima

σa = amplitud de la tensión

σm = tensión media o

promedio

σr = rango o recorrido de la tensión 4.15.4. Comentario: El ensayo de fatiga se realiza para determinar la resistencia de algún material actúan fuerzas cíclicas, esto dependerá de lo que está hecho el material y si es fibroso aparecerán fisuras.

4.16. CAPÍTULO XVI – “ENSAYO DE IMPACTO” 4.16.1. Definición:

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Las pruebas o ensayo de impacto se llevan a cabo para determinar el comportamiento de algún material a velocidades de deformación alta, los péndulos de impacto clásicos determinan la energía absorbida en el impacto por una probeta midiendo la altura de elevación del martillo del péndulo tras el impacto que se caracteriza por someter el cuerpo a prueba a una fuerza abrupta y repentina, lo que debería romperlo. Es bien mejor conocido como el material resiste una carga dinámica en una situación de prueba. Figura N°29: “Ensayo de impacto”

Fuente: CIM – Ensayo de

impacto

Comentario:Observamos muestras al momento de la realización del ensayo de impacto.

El procedimiento Charpy tiene una amplia gama de aplicaciones y es el más adecuado para el ensayo de materiales que presentan rotura, además, el método Charpy ofrece ventajas en los ensayos a baja temperatura, ya que los apoyos de la probeta se encuentran más alejados de la entalladura y evitan, de este modo, una rápida transmisión de calor a las partes críticas de la probeta y algunas fabricantes de automóviles se emplea. Las entalladuras que tenemos en este caso son: Con entalladuras de forma de “v” que se usa para probetas de materiales fibrosos, dúctiles, algunos materiales frágiles. Con entalladuras en forma de “U” se utilizan en materiales considerados de mayor dureza. La entalladura en forma de ojo de cerradura se efectúa en materiales sintéticos como platicos o acrílicos Ya vinos péndulo charpy y ahora vamos con el IZOD en donde la probeta se coloca en posición vertical siendo asegurada por la mesa de apoyo de tal modo que la entalladura quede en el plano de las mordazas así en extremo de martillo golpea al material a 22 mm de las mismas pudiendo realizar más de un ensayo en la misma probeta. Para esto tenemos dos tipos de materiales los de fractura frágil que tienen aspecto cristalino y los de fractura dúctil de aspecto fibroso ,los materiales frágiles se les diferencia porque se rompen sin necesidad de

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 alguna deformación plástica por lo que no se pueden utilizar para maquinas si queremos utilizar para parte de maquinaria debemos tener materiales que tengan la capacidad de absorber energía y disiparla sin que se pueda romper alguno de los motivos de los materiales frágiles es la velocidad que usamos al aplicar carga ,alguna grieta en el material temperaturas bajas . La diferencia entre la prueba Charpy e Izod es que en la primera es golpeado en la cara opuesta a la de categoría y el segunda es golpeado en el mismo lado del material además de las dimensiones, el tamaño y forma de las muestra ,cabe resaltar que con esta prueba no nos muestra el valor de dureza del material con el que trabajemos ,lo que medimos es la energía un valor que solo sirve para comparar resultados y llegar a alguna conclusión sobre el ensayo y sus resultados por eso en los cálculo de proyectos. 4.16.2. Comentario: En este ensayo observamos la fragilidad de los materiales cuando son sometidos a algunos impactos a altas velocidades, hablamos además de su tenacidad y la trasferencia, absorción y disipación de energía.

4.17. CAPÍTULO XVII – “ENSAYO DE IMPACTO A BAJAS TEMPERATURAS” 4.17.1. Definición: Como sabemos el compartimiento mecánico de los metales es la ductilidad y la resistencia mecánica, que es responsable de que los metales soporten grandes esfuerzos sin romperse. La temperatura influye mucho en la resistencia de los materiales a los golpes o choque cosa diferente con lo que

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ocurre con la resistencia de tracción en donde esta característica no se ve afectada La resistencia mecánica, que es responsable de que los metales soporten grandes esfuerzos sin romperse. Ambas propiedades son fuertemente dependientes de la temperatura a la cual se realiza la prueba. En general la resistencia disminuye y la ductilidad se incrementa al aumentar la temperatura de prueba. La ductilidad de un acero de bajo carbón en función de la temperatura por debajo de la temperatura ambiente, se observa una región de muy baja ductilidad, debido a la transición dúctil-frágil que se presenta de -250 a -150°C dependiendo de la composición, tamaño de grano y método de prueba. De 150 a 300°C la ductilidad cae por la “fragilidad en azul” de las dislocaciones por átomos de carbón, nitrógeno, etc.; se observa una estructura celular diferente que generalmente tiene muy alta densidad de dislocaciones enmarañadas. 4.17.2. Temperatura de transición: La transición dúctil frágil de aceros férricos muestra aspectos muy importantes que no son completamente conocidos. La transición se debe a una competencia entre mecanismos dúctil y frágil, y mecánica de fractura ha mostrado ser la herramienta eficaz para su tratamiento, la temperatura de transición es lo que ocurre en un cambio de composición del material que usamos. Podemos representar gráficamente la temperatura de transición, pues lo que indica en el eje horizontal es la temperatura y los que se encuentran en el eje vertical la energía absorbida y la curva que se desarrolle mostrará el tipo de fractura que sufrirá. Se sabe que los metales de estructura cristalina como níquel no se observa temperatura de transición lo que quiere decir que su fragilidad no tiene nada que ver con la temperatura de transición por ello estos se trabajan a temperaturas bajas. 4.17.3. Fragilidad a baja temperatura: Los metales con estructura cúbica centrada en el cuerpo y hexagonal compacta presentan casi siempre una transición abrupta en su comportamiento mecánico. Por encima de un cierto rango de temperaturas son dúctiles y frágiles a temperaturas inferiores. 4.17.4. Deformación en frío: La deformación en frío se produce cuando el material endurece progresivamente a medida que aumenta la deformación plástica, esto implica que no se presentan fenómenos de recuperación ni recristianización. El rango de trabajo en frío está limitado entre las temperaturas de transición dúctil-frágil y de recristianización. Figura N°30: “Impacto a bajas temperaturas”

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Fuente:

http://www.CIM-impacto-temperat45ura-baja/.da36.jpg Comentario: Observamos la gráfica del impacto a bajas temperaturas, y la esacala en que se mueve tal ensayo.

4.17.5. Comentario: Según lo que hemos podido observar es que la temperatura influye en gran medida con los dos ensayos de impacto y saber si un material es frágildúctil y existen factores que aumenten esta temperatura haciéndolas más frágiles.

4.18. CAPÍTULO XVIII – “ENSAYO VISUALES” 4.18.1. Definición:

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 La inspección visual es la técnica más antigua de los Ensayos No Destructivos, y también la que más se usa por su versatilidad y su bajo costo. En ella se emplea como instrumento principal, el ojo humano, el cual es complementado frecuentemente con instrumentos de magnificación, iluminación y medición. Esta técnica es, y ha sido siempre un complemento para todos los demás Ensayos No Destructivos, ya que menudo la evaluación final se hace por medio de una inspección visual. No se requiere de un gran entrenamiento para realizar una inspección visual correcta ya que solo es necesario nuestro sentido de la vista, pero los resultados dependerán en buena parte de la experiencia del inspector, y de los conocimientos que éste tenga respecto a la operación, los materiales y demás aspectos influyentes en los mecanismos de falla que el objeto pueda presentar. Aunque no es regla general, algunas normas como las ASME y las AWS, exigen una calificación y certificación del personal que realiza la prueba de Inspección Visual, en donde se tienen muy en cuenta las horas de experiencia del individuo a certificar y la agudeza visual (corregida o natural) que éste pueda certificar. Según los instrumentos que se utilicen como ayuda a la visión, y la distancia (o el acceso) que se tenga entre el inspector y el objeto de estudio, la Inspección Visual se puede dividir en dos grupos: • •

Inspección Visual Directa Inspección Visual Remota

4.18.2. Inspección Visual Directa: En la directa, la inspección se hace a una distancia corta del objeto, aprovechando al máximo la capacidad visual natural del inspector. Se usan lentes de aumento, microscopios, lámparas o linternas, y con frecuencia se emplean instrumentos de medición como calibradores, micrómetros y galgas para medir y clasificar las condiciones encontradas. La inspección visual remota se utiliza en aquellos casos en que no se tiene acceso directo a los componentes a inspeccionar, o en aquellos componentes en los cuales, por su diseño, es muy difícil ganar acceso a sus cavidades internas.

4.18.3. Inspección Visual Indirecta: Este tipo de inspección es muy usada en la industria para verificar el estado interno de los motores recíprocos, las turbinas estacionarias, compresores,

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 tuberías de calderas, intercambiadores de calor, soldaduras internas, tanques y válvulas entre otros. En la industria aeronáutica la inspección visual remota es muy usada para la inspección interna de los motores a reacción. Mediante esta inspección se puede diagnosticar el estado de las cámaras de combustión, las etapas de compresión y las etapas de turbina, sin realizar grandes destapes o desensambles. Se utilizan baroscopios rígidos o flexibles, videoscópios y fibroscópios (fibra óptica), con los cuales, mediante una sonda adaptada a una cámara digital, se puede llegar a la mayoría de las cavidades internas y lugares inaccesibles para el inspector. En el mercado se pueden encontrar equipos con sondas de diferentes diámetros y diferentes longitudes, según la aplicación, y con grabación de video y fotografía digital, lo cual permite guardar un registro de cada inspección realizada. Figura N°31: “Ensayo visual”

Fuente: CIM – Ensayo Visuales Comentario: Observamos a un trabajador en la industria realizando una inspección visual directa.

4.18.4. Comentario: Al momento de nosotros examinar cualquier material que tengamos a disposición en el laboratorio, siempre debemos de tener en cuenta que algunos de ellos por el mal manejo del mismo puedan hacernos daño, por eso siempre debemos de llevar nuestros equipos de protección personal puestos, esto nos hará tener una mayor seguridad a la hora de la visualización del material que tenemos a cargo. 4.19. CAPÍTULO XIX – “ENSAYO DE LÍQUIDOS PENETRANTES” 4.19.1. Definición: Este ensayo también es de tipo no destructivo. La simplicidad del método y la rapidez con la cual se obtiene el resultado del análisis lo convierte en un método muy eficaz a la hora de determinar el estado de aquellos elementos

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 de máquina sometidos a inspección. Es por esto por lo que debe tratarse esta técnica de análisis como una herramienta de uso cotidiano, formando a todo el personal mecánico y dejándola a su alcance para que de forma habitual la utilicen en aquellas tareas que así lo requieran. Ejes de equipos rotativos, impulsores de bombas, elementos de transmisión, rotores de ventilador y piezas obtenidas por soldadura son algunos de los ejemplos de elementos de máquinas habituales en una fábrica de papel que podemos someter a ensayo cuando se nos presenten dudas sobre su estado real. El análisis no destructivo de los elementos de máquinas por el método de los Líquidos Penetrantes trata principalmente de poner de manifiesto todas aquellas discontinuidades superficiales sobre cuerpos no porosos, independientemente de su geometría o material. Puede efectuarse por tanto sobre metales, plásticos, vidrio o materiales cerámicos con el fin de evidenciar fisuras, grietas, poros y, en general, todas aquellas discontinuidades abiertas a la superficie. Esta técnica está basada en la capacidad que determinados líquidos poseen para penetrar por capilaridad en las discontinuidades superficiales de los sólidos y permanecer en ellas. La tensión superficial del líquido en contacto con el material sólido produce ese efecto de capilaridad que permite al fluido penetrar por esas discontinuidades aún en contra de otros efectos como puedan ser la gravedad o el movimiento del líquido por vasos comunicantes. Para este tema se puede encontrar mucha información al respecto sobre qué líquidos son los más adecuados a la hora de efectuar el ensayo, el lector podrá usar su buscador para acceder a esta información. No obstante lo ideal y lo más habitual es utilizar alguno de los kits ya preparados que suelen estar a nuestra disposición en el mercado. Estos kits permitan la realización del ensayo de forma simple, rápida y limpia. Son muchos los fabricantes que suministran estos kits y suelen incluir tres botes a presión o espray. El primero de ellos contiene un producto limpiador adecuado y compatible con el líquido penetrante que estará incluido en el segundo bote y, por último, un tercer espray conteniendo el producto revelador. En la siguiente imagen puede apreciarse el kit que habitualmente usamos en nuestra fábrica. Se trata de un producto del fabricante CRC que, entre otros, pone a nuestra disposición en su catálogo los dedicados a realizar ensayos por líquidos penetrantes. 4.19.2. Procedimiento del ensayo: El proceso a seguir para llevar a cabo el ensayo por líquidos penetrantes es muy sencillo. Los pasos a seguir son los siguientes:  Limpieza inicial: Consiste en efectuar una esmerada limpieza de la zona a ensayar con el objetivo de eliminar toda suciedad y contaminación que pueda impedir la entrada del líquido penetrante

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 en las distintas discontinuidades de la superficie de la pieza. Según la técnica de limpieza empleada será necesario esperar más o menos tiempo para que la zona quede perfectamente seca. Se emplearán disolventes para eliminar grasas, aceites y, en general, contaminantes orgánicos. Los detergentes pueden ser usados para eliminar los contaminantes de tipo inorgánico. Los vapores desengrasantes como el tricloroetileno son también muy efectivos a la hora de eliminar la suciedad. Por su parte las sustancias químicas o decapantes se emplearán en la eliminación de óxidos y herrumbres pero tienen el inconveniente que pueden dejar residuos ácidos y básicos que deben ser eliminados igualmente con agua. Podrán emplearse también técnicas de limpieza por medios mecánicos e incluso por ultrasonidos.  Aplicación del líquido penetrante: Deberá aplicarse ahora el líquido penetrante, en finas capas y procurando hacerlo lo más uniformemente posible, cubriendo por completo el área a ensayar. El tiempo de secado no será inferior a 10 min ni superior a 20 min.  Eliminación del exceso de penetrante: Ahora hay que eliminar el exceso de penetrante usando trapos o paños que no dejen rastro de fibras sobre la superficie. Las instrucciones del fabricante nos informarán de la mejor forma para hacerlo. En concreto, el penetrante Crick 120 puede eliminarse fácilmente con agua. Poner cuidado en eliminar únicamente el exceso superficial y dejar secar totalmente la zona limpia.  Aplicar el revelador: Una vez eliminado el exceso de penetrante habrá que aplicar el producto revelador. Este producto consiste habitualmente en una suspensión acuosa o con base de alcohol que, una vez pulverizado sobre la superficie y tras un cierto tiempo de espera para que el elemento base se evapore, nos permitirá obtener una fina capa del producto revelador seco en forma de polvo sobre la superficie. El revelador debe aplicarse de la forma más fina y uniforme posible, evitando excesos que puedan enmascarar las fisuras más sutiles. Dejar secar entre 7 y 10 min.  Análisis del resultado: Transcurrido el tiempo de revelado será necesario proceder al examen del resultado obtenido. Podemos encontrar varias posibilidades: Indicaciones reales causadas por defectos no deseados como fisuras, grietas, poros, etc. Indicaciones falsas debido a acumulaciones inesperadas del líquido penetrante, huellas o manchas con los dedos, limpieza pobre, descuidos, etc. Dentro de las primeras se podrán encontrar igualmente Indicaciones

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 no relevantes causadas por una geometría imperfecta de la pieza, defectos o discontinuidades que, aun siendo no deseadas, son perfectamente aceptables por no sobrepasar los límites establecidos y las Indicaciones relevantes que muestran discontinuidades lo suficientemente importantes como para que tras su evaluación decidamos rechazar la pieza analizada. 4.19.3. Comentario: Para esta experiencia se tiene que tener muy en cuenta los pasos a seguir, desde una prelimpieza que se le debe hacer al material a analizar hasta las post limpieza que se deben hacer a las tintas penetrantes.

4.20. CAPÍTULO XX – “ENSAYO DE PARTÍCULAS MAGNÉTICAS” 4.20.1. Definición: El ensayo de Partículas Magnéticas es uno de los más antiguos que se conoce, encontrando en la actualidad, una gran variedad de aplicaciones en las diferentes industrias. Es aplicable únicamente para inspección de materiales con propiedades ferromagnéticas, ya que se utiliza fundamentalmente el flujo magnético dentro de la pieza, para la detección de discontinuidades. Mediante este ensayo se puede lograr la detección de defectos superficiales y subsuperficiales. El acondicionamiento previo de la superficie, al igual

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 que en las Tintas Penetrantes, es muy importante, aunque no tan exigente y riguroso. La aplicación del ensayo de Partículas Magnéticas consiste básicamente en magnetizar la pieza a inspeccionar, aplicar las partículas magnéticas (polvo fino de limaduras de hierro) y evaluar las indicaciones producidas por la agrupación de las partículas en ciertos puntos. Este proceso varía según los materiales que se usen, los defectos a buscar y las condiciones físicas del objeto de inspección. Para la magnetización se puede utilizar un banco estacionario, un yugo electromagnético, electrodos o un equipo portátil de bobina flexible, entre otros. Se utilizan los diferentes tipos de corrientes (alterna, directa, semirectificada, etc.), según las necesidades de cada inspección. El uso de imanes permanentes ha ido desapareciendo, ya que en éstos no es posible controlar la fuerza del campo y son muy difíciles de manipular. 4.20.2. Partículas magnéticas: Secas  Visibles (varios colores)  Fluorescentes Figura N°32: “Partículas magnéticas secas”

Fuente: CIM – Ensayo de partículas magnéticas Comentario: Observamos en la foto las partículas magnéticas que existen para la realización del ensayo.

Húmedas  Fluorescentes  Visibles (varios colores) Figura N°33: “Partículas magnéticas húmedas”

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Fuente: CIM – Ensayo de Partículas Magnéticas Comentario: Observamos un ejemplo de partículas secas para el ensayo.

Los métodos de magnetización y los materiales se combinan de diferentes maneras según los resultados deseados en cada prueba y la geometría del objeto a inspeccionar. 4.20.3. Comentario: Debemos tener en cuenta que este tipo solo es aplicable para materiales con propiedades ferromagnéticas ya que su uso se basa fundamentalmente en el flujo magnético dentro de una pieza.

4.21. CAPÍTULO XXI – “ENSAYO DE ULTRASONIDO” 4.21.1. Definición: • El ultrasonido es una prueba de ensayo no destructiva, cuyo objetivo principal es encontrar discontinuidades en todo el volumen del material emitiendo ondas las cuales viajan a través del material analizado. • Es uno de los ensayos no destructivos más utilizados en la rama de la industria, por su efectividad y fácil aplicación. • Las ondas tienen la característica de transportar energía sin necesidad de mover materia. 4.21.2. Tipos de ondas: 4.21.2.1. POR SU NATURALEZA:  Ondas Mecánicas: necesitan de un emisor para propagarse. Ejemplo: Cuerda de violín.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 

Ondas electromagnéticas: no necesitan de un emisor para propagarse. Ejemplos: La luz, ondas de radio, televisión, etc.

4.21.2.2. POR EL SENTIDO DE VIBRACIÓN:  Transversales: En una onda transversal, las partículas vibran de manera perpendicular a la propagación de la onda.  Longitudinales: las partículas vibran de manera paralela a la propagación de la onda. La unidad de medida de las ondas es el heartz (Hz) = 1ciclo/segundo. La velocidad de propagación del sonido depende del medio y del tipo de onda emitido (transversal o longitudinal). La manera más común de realizar la prueba del ultrasonido es mediante el uso de cristales piezoeléctricos como el sulfato de litio, quarzo, etc. 4.21.3. Comentario: Este ensayo es muy útil para determinar materiales defectuosos, aparte de que la probeta no recibe alteración alguna, es rápido y muy común en prácticas de laboratorios.

4.22. CAPITULO XXII – “REALIZACIÓN DEL ENSAYO DE ULTRASONIDO” 4.22.1. Técnicas de ensayo: El ensayo de ultrasonido tiene asignada 4 técnicas que son:  Técnica de transparencia: en esta técnica, cuando el receptor recibe la señal y la capta al 100%, el material no posee ningún tipo de daño, mientras que, si solo recibe una pequeña parte de la señal, significa que está deteriorado.  Técnica por pulso-eco: generalmente se usa los transductores de tipo manual, emisor y receptor, por su facilidad de manejo y operación. Es posible hacer una medición precisa cuando el material no emite ninguna respuesta durante la llegada de un eco; en este caso, las ondas de ultrasonido deben de ser aplicadas para que el cristal pueda recibir los ecos de retorno en un intervalo de pulsaciones.  Técnica doble cristal: para practicar en materiales con poca espesura, la técnica pulso-eco no es eficiente, por lo cual, se utilizará la técnica de doble cristal.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 





Técnica con transductores angulares: en este caso, se utiliza los transductores angulares, los cuales permiten el perfecto acoplamiento y detección de las discontinuidades. El equipo llevado a cabo para este tipo de ensayo se denomina osciloscopio, el cual recibe las señales eléctricas emitidas por el transductor y las procesa electrónicamente, mostrándolas en una pantalla, para así sacar los resultados. Debemos utilizar cabezas angulares que envían impulsos en ciertos ángulos con la superficie del material, tales como, por ejemplo, 35 °, 45, 60, 70, 80 etc. Figura N°34: “Equipo de ultrasonido”

Fuente: http://www.ul-tra-so-ni-do-en-sa34-yos//$r4y8.jpg Comentario: Observamos el aparato que permite la realización del equipo de ultasonido.

4.22.2. Comentario: La técnica más eficiente para este ensayo es la de transparencia, ya que nos indica a primera instancia si la probeta es defectuosa o no. 4.23. CAPÍTULO XXIII – “RADRIOGRAFÍA INDUSTRIAL” 4.23.1. Definición: La radiografía industrial es un tipo de ensayo no destructivo, el cual, (como en aplicaciones médicas), detecta discontinuidades en un determinado material a través de los rayos x, rayos gamma, entre otros. Los resultados se obtienen en una placa radiográfica, la cual es como una foto pero con tonalidades negativas, y gracias a esto se puede determinar en qué lugares existen fallas (debido al cambio de tonalidades). Una gran ventaja de este ensayo es que se puede detectar rápidamente donde existen obstrucciones o deformaciones del material, ya que, a diferencia de los anteriores ensayos, se observa en si el interior del material; sin embargo, es uno de los ensayos destructivos más peligrosos debido al alto nivel de radiación utilizado. 4.23.2. Tipos de radiación:  Rayos X: Los rayos X se generan cuando se acelera a través de una fuente externa electrones de energía a partir de un cátodo. Estos electrones salen a gran velocidad hacia el ánodo. Cuando chocan

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 con el ánodo, los electrones penetran la electrósfera del ánodo de metal, causando inestabilidad, con gran liberación calor y ondas electromagnéticas (los rayos X) Un dispositivo que se utiliza para generar tubo de rayos X es un Coolidge, nada más de un tubo de rayos catódicos modificado.  Rayos Gamma: Como hemos visto, el núcleo atómico se compone de partículas llamadas protones y neutrones. Los elementos químicos se definen por el número de protones presentes en el núcleo del átomo. Sin embargo, se pueden encontrar los mismos átomos de elementos químicos con diferentes cantidades de neutrones en su núcleo. Estos elementos son llamadas isótopos. Muchos de los isótopos de los elementos encontrados en la naturaleza son radiactivos, es decir, el núcleo emite espontáneamente partículas y radiación electromagnética. Los rayos gamma tienen alto nivel de radiación, por lo cual se utiliza para este tipo de ensayo.

Para observar los resultados, se necesita de una película de rayos-X, la cual es similar a las películas ordinarias. La única diferencia es que está cubierta en ambos lados con una emulsión de sales de plata (bromuro de Plata - AgBr). La calidad de la radiografía requiere claridad y la imagen de definición, en otras palabras, control de contraste, o la densidad de la imagen. La sensibilidad radiográfica también tiene que ser controlada y debe ser ajustada a los requisitos de inspección. Para controlar la sensibilidad radiográfica, se colocan penetrometros hacia la cara de la pieza de metal frente a la fuente de radiación. Figura N°35: “Penetrómetro”

Fuente: http://”!#24y4t197y2ensayosefydCIm.jpg Comentario: Observamos en la foto, un aparato para observar la fuerte radiación que se penetra en el cuerpo.

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Figura N°36: “Ondas de radiación”

Fuente: http://radi5%2cion”#%%%wedg/.32jpg Comentario: Observamos las ondas de radiación.

4.23.3. Comentario: Esta práctica es muy útil para la detección de irregularidades en los materiales, aplicando los rayos gamma y los rayos x, los cuales, por la característica de ser muy radioactivos, los hace eficientes para este tipo de prueba.

4.24. CAPÍTULO XXIV – “ENSAYO DE RAYOS X” 4.24.1. Definición: La radiografía es en realidad una sombra de la pieza de trabajo causada por su posicionamiento en la trayectoria de radiación gamma o X. En este caso, puede utilizar los mismos principios geométricos aplicados las sombras producidas por la luz. Para entender lo que es y, por lo tanto, mejores resultados en rayos X, debe conocer la influencia de la distancia y la posición entre elementos: fuente de radiación, de juego y de la película. 4.24.2. Ampliación de imágenes: La parte de la imagen en la película se hace mayor que el juego en sí, ya que aumenta la distancia entre la pieza y la película, lo que resulta en una imagen irreal. 4.24.3. Nitidez de la imagen: Entre se tenga dimensiones más grandes de la fuente de emisión, menor es la nitidez de la imagen, debido a la formación de una penumbra en la radiografía. Para evitar este problema, debe utilizar una fuente del menor tamaño posible. 4.24.4. Distorsión de la imagen:

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Si hay una inclinación entre la fuente, el juego y la película, la imagen resulta distorsionada. Para eliminar esta distorsión se debe colocar la fuente de emisión de manera perpendicular en relación a la base y la película. 4.24.5. Variables que afectan la cantidad de rayos X: 1 Intensidad de corriente: mientras la intensidad de corriente sea mayor, mayor será la temperatura del filamento, y por lo tanto mayor la cantidad de electrones emitidos. 2 Diferencia de potencial: Mientras mayor sea la diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo, mayor será la velocidad de los electrones, causando mayor impacto en el ánodo generando así rayos x. La exposición o la cantidad de radiación recibida es directamente proporcional miliamperios y la tensión aplicada al tubo de Coolidge. Una vez establecidos estos dos factores, el tiempo de exposición es otro parámetro que influye en la conciencia de la película. Cuanto más larga sea, más conciencia. Por lo tanto, es importante para determinar el tiempo de exposición. Para determinar el tiempo de exposición, se hace uso de las curvas de exposición proporcionado por el fabricante del equipo. Cada máquina tiene su curva de específico. Figura N°37: “Emisión de rayos X”

Fuente: CIM – Rayos X Comentario: Observamos la emisión de rayos X dentro de un material o probeta de prueba.

4.24.6. Comentario: Los rayos x designan una radiación electromagnética, invisible para el ojo humano, capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir las películas fotográficas.

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4.25. CAPÍTULO XXV – “ENSAYO DE RAYOS GAMMA” 4.25.1. Definición: Este ensayo es considerado cono ensayo no destructivo lo que quiere decir que los métodos para evaluar no afectan sus características y propiedades física, como ya sabemos estos se clasifican en ensayo de dureza superficial, ensayos dinámicos, métodos radiactivos y será justamente este último que trataremos para ser más concretos los ensayos de rayos gamma. En el ensayo de rayos X, se puede observar que no produce nada es esta la más peligrosa expuesta a que menor sea la longitud de la ondita más dañina para la salud Pero primero hay que saber ¿Qué son los rayos gamma?.Tipo de radiación electromagnética, y por tanto formada por fotones, producida generalmente por elementos radiactivos o procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. Este tipo de radiación de tal magnitud también es producida en fenómenos astrofísicos de gran violencia. Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa o beta. Lo que miden la actividad de la fuente es el becquerel (desintegración en segundos). Los rayos X y gamma modifican genéticamente las células y las daña pudiendo generar quemaduras en la piel, cambia del código genético y hasta el cáncer .la cantidad máxima permitida es establecido por las normas internacionales para la protección radiológica, allí se debe tener un dosímetro personal que nos ayude a comprobar y controlar la exposición de radiación a la que están expuesto. En el tiempo de exposición, la protección radiológica se lleva a cabo de acuerdo con otros dos factores: el blindaje y

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 la distancia de la fuente, las fuentes de radiación están confinados en lugares

adecuados, para garantizar niveles aceptables de radiación en el medio ambiente. Lo importante es tener protección personal los materiales de alto número atómico y alta densidad protegen mejor contra los rayos gamma. A mayor energía de los mismos el espesor de la protección debe ser mayor. Los materiales para protegerse de los rayos gamma son caracterizados con el espesor necesario para reducir la intensidad de los rayos gamma a la y el ambiente cerrado o equipos fijos, en los que la pieza será expuesta a la radiación debe limitarse y blindado con placas de plomo (transporte marítimo), con el fin de mantener niveles aceptables de radiación en el medio ambiente.

Figura N°38: “Vida de algunos materiales”

Fuente: Elaboración personal Comentario: Observamos en la foto a algunos materiales que fueron sometidos por rayos Gamma y el promedio de vida que les queda.

Figura N°39: “Escala de energía – temperatura”

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Fuente: http://www.escala-energía-CIM231%/234.jpg Comentario: Observamos un gráfica de la energía absorbida en función de la temperatura, en base al ensayo de Rayos Gamma.

4.25.2. Comentario: Después de lo visto sabemos que los rayos gamma se encargaran de detectar y medir variaciones de intensidad cuando son absorbida por el material y se realiza por medio de detectores de radiación y además de esto debemos tener en cuenta que usar la protección debida evitara que dañemos nuestra salud.

5. EJERCICIOS Y CUESTIONARIOS Cuestionario – I Ejercicio 1 Complete las frases con la alternativa correcta a) La propiedad física………….cambio de la composición química del material  Implica  No implica b) La resistencia mecánica es una propiedad……………..  Física  Química c) La resistencia a la corrosión es una propiedad………….  química  mecánica d) La forma como los materiales reaccionan a los esfuerzos externos se llama una propiedad……  química  mecánica Ejercicio 2 Marque con una X la respuesta correcta:

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 El esfuerzo cuando el material vuelve a su forma original, decimos que esta es una propiedad mecánica llamada…….. (

) Resistencia mecánica

( x ) elasticidad (

) Plasticidad

Ejercicio 3 Usted que estudia los ensayos estos pueden ser: destructivos y no destructivos. Relacione correctamente los ejemplos con los ensayos Ensayo 1 destructivo Ensayo no 2 destructivo Ensayo por 2 ultra-sonido Ensayo visual Ensayo de tracción Ensayo por lima Ensayo de Dureza

2 1 1 1

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario - II Ejercicio 1 Marca con una X la(s) respuesta(s) que complete(n) la frase correctamente: El ensayo de tracción tiene por finalidad(es) determinar: a) b) c) d)

( X ) el límite de resistencia de tracción; ( ) la impresión causada por un penetrador; ( ) el diámetro del material ensayado; ( X ) el alongamiento del cuerpo ensayado. Ejercicio 2 Cuando se realiza el ensayo de tracción, pueden ocurrir dos deformaciones. Marca con una X la correcta, siguiendo la secuencia en la que los fenómenos se producen en el material.

a) b) c) d)

( ) plástico y elástico; ( ) plástico y normal; ( X ) plástico y regular; ( ) elástico y plástico. Ejercicio 3 Calcule la deformación sufrida por un cuerpo de 15cm, que después de un ensayo de tracción paso a presentar 16 cm de longitud. Exprese la respuesta de una forma porcentual. A=

Lf −Lo Lo

A=

16−15 =0.0666 ×100=6.66 15 Ejercicio 4 2

Sabiendo que la tensión de un cuerpo es igual a 12N/ mm 2 corresponde esta tensión en kg f/ mm ?

2

Rpta. 1,224kgf/ mm

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, a cuanto

Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 5 2 Que tensión, en MPa, sufrida por un cuerpo con 35 mm

influencia de una fuerza de 200kgf? Rpta. 56.0 MPa

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que está bajo

Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – III Ejercicio 1 Analice el diagrama de tensión-deformación de un cuerpo que prueba lo que indique: a) El punto A, que representa el límite de elasticidad b) El punto B, que representa el límite de resistencia.

Ejercicio 2 Compare las dos regiones de las fracturas de la muestra A y B, como se muestra a continuación. Después responda ¿Cuál de los cuerpos de muestra representa material dúctil?

A (X)

B(

)

Ejercicio 3 Analice el diagrama tensión-deformación por debajo asignándole una letra que represente la región de elasticidad.

A( ) B (X) C( ) D( )

Ejercicio 4

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016

La formula a) b) c) d)

LR=

F max So

permite calcular:

( ) el límite de elasticidad ( ) la ruptura (X ) el límite de resistencia ( ) el límite de ruptura Ejercicio 5 Dos materiales (A y B) fueron sometidos a un ensayo de tracción y representan a las siguientes curvas de tensión – deformación: ¿Cuál de los dos materiales representa mayor deformación permanente?

A( ) B (X)

Cuestionario – IV EJERCICIO 1: Escriba verdadero o falso ( ) la forma del cuerpo a prueba y el método adoptado afectan a los resultados de la prueba de tracción

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EJERCICIO 2 revisar el siguiente dibujo y marca X en la letra que identifica la parte útil del cuerpo d la prueba a) ( ) b) ( ) c) ( ) d) ( )

EJERCICIO 3 Marque con una X la alternativa que complete la oración: ABNT segundo, la longitud de la parte útil de las muestras utilizadas en las pruebas tracción debe ser: a) ( ) 5 veces mayor que el diametro b) ( ) 6 veces mayor que el diametro c) ( ) 8 veces mayor que el diametro d) ( ) dos veces el diámetro EJERCICIO 4 marque con una X la única patrañas acerca con soldadura de especímenes de prueba. ( )es posible extraer cuerpos de soldados prueba de materiales para ensayos de tracción ( )en probetas de materiales soldados se tensan al mismo tiempo , dos materiales con diferentes propiedades ( )los valores obtenidos en las pruebas de tracción de materiales soldados son válidos sólo para el metal base

Cuestionario – V EJERCICIO 1 sabiendo que el número de divisiones (n) de la siguiente logotipo es de 10, representa la longitud final (Lf)

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EJERCICIO 2 que la propiedad es más importante para determinar la practica: ¿el límite elástico o el punto de ruptura? justifique su respuesta. En algunos casos, en lugar de determinar el límite elástico, podemos utilizar el límite de elasticidad saber cuál es la carga máxima soportada por un cuerpo. EJERCICIO 3 Límite de Johnson utiliza para determinar: ( ) El límite de resistencia efectiva ( ) El límite elástico aparente ( ) El punto de ruptura ( ) El límite de elasticidad EJERCICIO 4 Scribe V siguiente frase si es verdadero o F si es falsa: ( ) En algunos casos, en lugar de determinar el límite elástico, podemos utilizar el límite de elasticidad saber cuál es la carga máxima soportada por un cuerpo. EJERCICIO 5 Completar la frase con una alternativa que hace que sea verdadera: a) es el valor que se utiliza para escalar estructuras. b) es el único resultado preciso que se puede obtener en la tracción de prueba

Cuestionario – VI Ejercicio 1 garantizar un paralelismo entre las placas de la máquina de pruebas y limitar la longitud de los especímenes en los ensayos de compresión son los cuidados necesarios para evitar .................. a) () pandeo

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 b) () de fricción c) () ruptura d) () la planitud ejercicio 2 la compresión de metales dúctiles no se puede determinar a) () el límite elástico b) () el límite de fluencia c) () Deformación d) () el punto de ruptura ejercicio 3 en las pruebas de compresión de materiales frágiles, la propiedad mecánica se evalúa: a) límite de proporcionalidad b)) límite elástico c) (límite de resistencia) d) (límite de escoamento ejercicio 4 ensayos de compresión se realizan normalmente en los productos acabados, tales como a) () placas de barras b) () resortes de tuberías c) () muelles y cojinetes d) () tubos y discos Cuestionario – VII Ejercicio 1 En cizalla, las piezas a cortar paralelamente por ...desplazamiento.... mueven una sobre la otra Ejercicio 2

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 La fuerza que hace que la fuerza de cizallamiento que ocurre se llama corte o cizallamiento. Ejercicio 3 Los dispositivos utilizados en el ensayo de corte, por lo general están adaptados a la máquina universal de ensayo. Ejercicio 4 Un remache se utiliza para unir dos placas de acero. El diámetro del remache y 6 mm y la cizalla y 10.000 N. ¿Cuál es la tensión de cizallamiento sobre el remache? 353,85 MPa Ejercicio 5 Dos placas de acero se van a unir mediante remachado. Sabiendo que estas placas deberán resistir una fuerza de cizallamiento de 30.000 N y el número máximo de remaches que podemos poner en la unión y 3, que debe ser el diámetro de cada remache? (La tensión de tracción de material remache y 650 MPa) 5,11 mm

Cuestionario - VIII Ejercicio 1 La tensión de flexión actúa en la dirección del eje radial de las muestras a. Paralela b. Angular

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 c. Radial d. Perpendicular Ejercicio 2 En el ensayo de flexión puede evaluar cualitativamente: a. b. c. d.

( ) El límite de proporcionalidad ( ) El límite de resistencia al plegado (x) La ductilidad del material de prueba ( ) La tensión máxima en el plegado

Ejercicio 3 En el ensayo de doblado de cuerpos soldados es habitual medir: a. b. c. d.

(x) La cara de la soldadura de la elongación ( ) El alargamiento espécimen ( ) La longitud de la soldadura ( ) El ángulo de la soldadura

Ejercicio 4 En el ensayo de flexión, el extensómetro y utilizado para medir la deformación de la muestra. a. b. c. d.

La tensión aplicada El tamaño de la muestra La deformación de la muestra El alargamiento de la muestra

Ejercicio 5 Una pieza de ensayo de 30 mm de diámetro y 600 mm de longitud se sometió a un ensayo de flexión, que muestra una flecha 2 mm bajo una carga de 360 N. Determinar: a. La tensión en flexión 20,38 MPa b. Módulo de elasticidad

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 20382,165 MPa

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario - IX Ejercicio 1 La prueba de incrustación se diseñó para evaluar: a. b. c. d.

( ) la ductilidad de una barra (x) la ductilidad de una placa ( ) dureza de una placa ( ) la resistencia de una placa

Ejercicio 2 La incrustación de prueba y aplicado en el proceso: a. b. c. d.

( ) de fundición ( ) forjaría (x) de estampado ( ) de mecanizado

Ejercicio 3 En la prueba Erichsen, el único resultado numérico y: a. b. c. d.

(x) la profundidad de la copa ( ) el límite elástico ( ) carga de rotura ( ) de diámetro de la copa

Ejercicio 4 La principal diferencia entre los ensayos de Erichsen y Olsen que: a. b. c. d.

( ) El Erichsen tiene en cuenta la carga de rotura y Olsen y regresó (x) El Erichsen no tiene en cuenta la carga de rotura y Olsen, sí ( ) El Erichsen utiliza un punzón esférico y Olsen, no ( ) El Erichsen utiliza un anillo de fijación y Olsen, no

Ejercicio 5 De acuerdo con la prueba de Olsen entre dos placas que dan el mismo vaso medidor, será mejor para estampar una que presenta: a. b. c. d.

( ) mayor resistencia a la tracción ( ) menor ductilidad ( ) mayor ductilidad (x) menor de ruptura de carga

Cuestionario – X

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 1 Un cilindro cuerpo está bajo la acción de una fuerza de torsión de 20 N, se aplica a un punto situado a 10 mm desde el centro de su sección transversal. Calcular el par que actúa en este cuerpo: 200 Nm Ejercicio 2 En el siguiente diagrama, Tipo: A punto de entrada está el límite elástico; B en el punto es el límite de proporcionalidad; C en el punto que representa el momento de la ruptura; D en el punto que es el tiempo máximo

Ejercicio 3 El material frágil que se rompe en torsión, características: a. b. c. d.

( ) fractura idéntica a materiales dúctiles ( ) fractura perpendicular al eje de las muestras (x) que forma la fractura ángulo aproximado de 45° con el eje de la muestra ( ) de fractura en un ángulo diferente de 45° con el eje de las muestras

Ejercicio 4 El giro ensayo y se mantiene en un equipo especial para la prueba a. b. c. d.

( ) en las pruebas de máquinas universales ( ) en la prensa hidráulica (x) en un equipo especial para la prueba ( ) en el dispositivo de idéntica a la prueba de tracción

Capítulo – XI EJERCICIO 1

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 

La prueba de dureza Brinell se indica un método para:

a ) ( ) Saber la resistencia de materiales frágiles en el desgaste de penetración. b ) ( ) Comparar la deformación elástica con la deformación plástica. c ) ( ) Indicar si el material debe sufrir tratamiento térmico. d ) (x) Comparar dureza de materiales heterogéneos. EJERCICIO 2 

En el ensayo de dureza Brinell se utiliza una esfera de 10 mm de diámetro y aplica una carga de 3.000 kg/f por 15 segundos.

a ) ( ) 2,5 – 187,5 – 10 b ) (x) 3,0 – 3.000 - 15 c ) (x) 10 – 3.000 – 15 EJERCICIO 3 

La relación F/ D2 de un ensayo es igual a 30, para materiales que presentan dureza HB entre 90 y 145. Citar dos ejemplos de materiales a ensayar en estas condiciones.

Aceros y hierros fundidos. EJERCICIO 4 

En un ensayo de dureza Brinell con esfera de 2.5 mm y aplicando una carga de 62.5 kg/f por 30 segundos, el diámetro de la tapa esférica impresa en el material era de 1,05 mm de dureza HB de 69. Represente este resultado, a seguir.

69 HB 2,5 / 62,5 / 30

EJERCICIO 5

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 

Una liga dura de aluminio pasó por el ensayo de dureza Brinell, el tiempo estándar y la impresión producida por la esfera diámetro de 2,5 mm fue de 0.85 mm. ¿Cuál es el valor de la dureza Brinell? 2.5− √ ( 2.5 ) ( 2.5 )−(0.85)(0.85) π × 2.5× ¿ 2 ×62.5 HB = ¿ HB=107

107 HB 2,5 / 62,5 / 15

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XII EJERCICIO 1 

Asigne con un X las ventajas que el método Rockwell presenta en relación con el ensayo Brinell.

a ) (x) Permite evaluar la dureza de metales endurecidos. b ) ( ) Deja grandes marcas de impresión en el material ensayado. c ) (x) Permite la lectura directa del resultado del ensayo en la propia máquina. d ) ( ) Sirve para materiales heterogéneos. EJERCICIO 2 

En el ensayo de dureza Rockwell, la profundidad de impresión que sirve como base en la medida de dureza es causada por:

a ) ( ) Pre – carga. b) (x) Carga mayor. c ) ( ) Pre – carga más carga mayor. d ) ( ) Carga mayor, menos pre – carga. EJERCICIO 3 

En el ensayo de dureza Rockwell normal se utiliza las cargas mayores de:

a ) (x) 60 – 100 – 150 kg/f. b ) ( ) 15 – 30 – 45 kg/f. c ) ( ) 15,625 – 31,25 – 62,5 kg/f. d ) ( ) Cualquier valor de carga. EJERCICIO 4 

Describa las condiciones de ensayo de dureza Rockwell para el material con una dureza estimada de 40HR45N:

a ) Tipo de máquina  Rockwell Superficial b ) Tipo de penetrador  Diamante c ) Dimensión del penetrador  Cono de 120°

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 d ) Carga mayor  45 kg/f e ) Gama de colores, donde y leer el resultado  Negro EJERCICIO 5 

Calcule la espesura mínima que debe tener una chapa que será ensayada por el método Rockwell, sabiendo que la dureza estimada del material es de 45 HRC P=0,002 x ( 100−HR ) P=0,002 x ( 100−45 ) P = 1, 87 mm

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario - XIII EJERCICIO 1 

En el ensayo de dureza Vickers o valor de carga no interfiere en el resultado de dureza, para un mismo material, porque:

a ) ( ) El penetrador y el hecho del material indeformable. b ) ( ) El penetrador tiene la forma de pirámide de base cuadrara. c ) (x) El ángulo entre las caras del penetrador garantiza impresiones proporcionales a Brinell ideal. EJERCICIO 2 

Una chapa debe ser sometida al ensayo Vickers. Determine las condiciones de ensayo, sabiendo que la dureza estimada del material es 166,6 HV 5:

a) Equipamiento  Vickers normal b) Carga aplicada  5 kg/f c) Intervalo de tiempo de aplicación de carga  10 – 15 segundos EJERCICIO 3 

En el ensayo Vickers, defectos de impresión causados por hundimiento del material en el momento de impresión, pueden ser corregidos por:

a) (x) Alteración de la carga del ensayo. b ) ( ) Aumento del tiempo en el ensayo. c ) ( ) Sustitución del penetrador de diamante. d ) ( ) Ajuste del microscopio acoplado en el equipamiento. EJERCICIO 4 

En el ensayo de microdureza. Vickers utiliza cargas:

b ) ( ) Por debajo de 10 gf. b ) (x) Entre 10 gf y 1000 gf. c ) ( ) Entre 10 kg/f y 5 kg/f

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 EJERCICIO 5 

Las diagonales medidas en el ensayo de dureza Vickers, con carga de 5kg/f aplicada por 10 segundos, fueron: 0,162 mm y 0,164 mm. Represente la dureza de ese material. d=

d 1+ d 2 1,854 F HV = 2 d2

d=

1,854 (5) 0,162+0,164 HV = 2 0,1632

d=0,163 HV =348,9 349

349 HV5

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario - XIV EJERCICIO 1 

Coloca V ó F, conforme las afirmaciones sean falsas o verdaderas.

a ) (V) La fluencia ocurre por debajo del límite elástico del material. b ) (F) La temperatura no influye en el fenómeno de fluencia. c ) (V) El ensayo de fluencia es, en general, bastante largo. d ) (F) El medidor de deformación mide la temperatura de la muestra. EJERCICIO 2 

Marque con un X la respuesta correcta:

a) ( ) Bajo carga estática constante como una función de la temperatura. b) ( ) Bajo carga dinámica, independientemente del tiempo. c) ( ) Bajo carga estática variable, en función de temperatura. d) (x) Bajo carga estática constante, en función del tiempo y la temperatura.

EJERCICIO 3 

En el ensayo de fluencia propiamente dicho:

a) ( ) La carga se mantiene constante y la temperatura varía. b) ( ) La carga es variable y la temperatura constante. c) (x) La carga y la temperatura se mantienen constantes. d) ( ) La carga y la temperatura varían durante el ensayo. EJERCICIO 4 

En el ensayo de ruptura por fluencia:

a ) (x) Utilizamos cargas mayores para acelerar la fluencia. b ) ( ) Las cargas son variables en un mismo ensayo. c ) ( ) Las cargas son aumentadas si un cuerpo de prueba se rompe. d ) ( ) Las cargas no afectan en el resultado de ensayo.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 EJERCICIO 5 

En el ensayo de relajación:

a ) ( ) La carga se mantiene constante y la temperatura aumentada. b ) (x) La deformación es mantenida constante y la carga alterada. c ) ( ) La deformación de la carga son aumentadas. d ) ( ) Son usados en cuerpos de pruebas con cargas diferentes.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XV Ejercicio 1: El fallo por fatiga se produce cuando el material está sujeto a: a. ( ) Subraya que exceda el límite de proporcionalidad b. ( x) Tensiones cíclicas repetitivas c. ( ) Voltajes igual al límite proporcional d. ( ) Voltajes igual al límite proporcional Ejercicio 2: En el gráfico tensión inversa: a. ( x ) Esfuerzos de tracción son positivos y los esfuerzos de compresión son negativos b. ( ) Esfuerzos de tracción son negativos y los esfuerzos de compresión son positivos c. ( ) Todos los voltajes son positivos d. ( ) Todas las tensiones son negativas Ejercicio 3: Ejemplos de factores que reducen la resistencia a la fatiga: a. ( x ) Tratamientos de superficie, las discontinuidades de superficie. b. ( ) Tratamiento térmico, tratamientos de endurecimiento superficial c. ( ) Ambiente libre de agentes corrosivos, buen acabado superficial d. ( ) Endurecimiento de acero dúctil, sin formas afiladas.

Ejercicio 4: El ensayo de fatiga es esfuerzos en base a. ( ) De tracción y de torsión b. ( ) De tracción y compresión c. ( ) Flexión y torsión d. ( x ) A la tracción, compresión, torsión y flexión

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 5: En la curva S-N, el límite de fatiga indica que: a. ( ) Si se alcanza esa tensión, el cuerpo se rompe b. ( x ) Mantener indefinidamente que la tensión, el cuerpo no se rompe c. ( ) Ha alcanzado el número máximo de ciclos que el apoyo material d. ( ) A partir de este límite, la curva está disminuyendo

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario - XVI Marque la respuesta correcta con una X Ejercicio 1: El resultado de la prueba (impacto) es sólo una medida de la energía absorbida y no proporciona información fiable sobre el comportamiento del metal de choque , en general , lo que sería posible si se pudiera ensayar una pieza entera en condiciones de práctica " a. ( )que el ensayo de impacto no es útil para predecir el comportamiento de metal bajo impacto b. ( ) que la prueba de impacto sólo sería válida si podían ensayar toda la pieza c. ( ) que la prueba de impacto no es utilidad práctica d. ( x ) que el resultado de la prueba es una medida relativa de la energía de absorción de la vida a través del cuerpo de evidencia Ejercicio 2: La prueba de impacto se caracteriza por someter el cuerpo se ensayó a a. ( ) un esfuerzo estático y lento b. ( ) un esfuerzo dinámico y cíclico c. ( ) un esfuerzo repentino estática d. ( x ) un esfuerzo dinámico y repentina

Ejercicio 3: Los factores que conducen a un comportamiento frágil materiales dúctiles son a. ( ) la temperatura ,la velocidad de aplicación de la carga y la resistencia material b. ( ) valor de carga ,la aceleración de la gravedad ,la altura del péndulo del martillo c. ( x ) temperatura la tasa de aplicación de la carga , la concentración de tensión d. ( ) la energía potencial, la altura la existencia de grietas en la muestra Ejercicio 4: El resultado de la prueba de impacto se evalúa por a. ( ) diferencia entre la altura inicial y la altura final del martillo de péndulo b. ( x ) diferencia entre la energía inicial y la final de energía del martillo péndulo c. ( ) diferencia entre la energía inicial y la final de energía de la muestra d. ( ) velocidad alcanzada por el martillo de péndulo en la aplicación de la carga

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 5: La única diferencia entre la prueba de Charpy y el ensayo Izod es: a. ( ) La velocidad de aplicación de la carga b. ( ) la temperatura de ensayo c. ( x ) en la posición de aplicación de impacto d. ( ) el tamaño de la muestra

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario - XVII Según lo que hemos podido observar es que la temperatura influye en gran medida con los dos ensayos de impacto y saber si un material es frágil-dúctil y existen factores que aumenten esta temperatura haciéndolas más frágiles. Cuestionario: Marque con una “x” la respuesta correcta Ejercicio 1: La temperatura de transición es: a. ( ) a temperatura ambiente de prueba b. ( x )la temperatura a la que la fractura vuelve frágil a dúctil y viceversa c. ( )la temperatura a la que la muestra se rompe la fragilidad d. ( )la temperatura a la que se rompe el espécimen de dúctil Ejercicio 2: Ejemplos de materiales que no son afectados por la temperatura en la prueba de impacto a. ( )de hierro ,zinc, níquel b. ( )acero inoxidable ,hierro ,latón c. ( x )de cobre, aluminio, níquel d. ( )aluminio, acero suave, de magnesio Ejercicio 3: En el ensayo de impacto a baja temperatura: a. ( )se usa una máquina especial para temperaturas bajo cero b. ( )la temperatura de la sala de ensayo se debe bajar c. ( )la temperatura de la muestra es de 0 ° C d. ( x )la temperatura de la muestra se reduce hasta el grado deseado Ejercicio 4: Menciona tres ejemplos de factores que aumentan la temperatura de transición  Presencia de impurezas  Cereales secundarios  Endurecimiento

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XVIII Ejercicio 1 El primer método de ensayo no destructivo aplicado por el hombre era: a) ( ) ensayo visual por tubos copio; b) ( ) ensayo visual por microscopio; c) (x) prueba Visual de metales; d) ( ) El examen de la vista de rayos X Ejercicio 2 ... Ejemplo de la discontinuidad y el defecto de forma simultánea: a) (x) burbuja de aire en la taza n "dejar que el fluido de fugas y la burbuja que deje de fugas; b) ( ) burbuja de aire en el cristal que deja fuga del líquido y la burbuja n "dejar que la fuga; c) ( ) tubo de tinta de roer que permiten que el tubo de escape y el producto en el deje la fuga; Ejercicio 3 La herramienta principal de la prueba visual: a) ( ) con una escala graduada uniformemente; b) ( ) en una lupa con lente convexa; c) ( ) la microscopio; d) (x) el ojo humano.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 4 Otros factores que pueden distorsionar las discontinuidades de prueba visual ": a) ( ) contraste entre la continuidad y el resto de la limpieza de superficies y el acabado superficial; b) (x) limpieza de la superficie, acabado superficial, nivel de iluminación A "el posicionamiento y, contraste entre la discontinuidad y el resto de la superficie; c) ( ) limpieza de la superficie, acabado de la superficie y la iluminación ", el el aparato; d) ( ) Iluminación "del aparato de proceso de fabricación" insuficiente y superficie aceitosa. Ejercicio 5 Para inspirar "la soldadura visual en lugares de difícil acceso se utiliza: a) ( ) microscopio; b) (x) el espejo; c) ( ) radar electrónico; d) ( ) lupa.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XIX Marque con una x la respuesta correcta: Ejercicio 1 La prueba de líquidos penetrantes tuvo su inicio: a) ( ) en las fábricas "en cascos de buques; b) ( ) en los puentes en el miedo; c) ( ) en las torres altas tienen "los EE.UU.; d) (x) en las oficinas de "manufacturación” de los Ferrocarriles en cinco partes en el mundo. Ejercicio 2 Enumere de 1 a 5, para hacer el Ensayo por líquidos penetrantes a) (3) remover el Exceso de líquido penetrante b) (1) prepara la limpieza de la superficie de Ensayo c) (5) revelación d) (2) aplica el líquido penetrante e) (4) limpieza. Ejercicio 3 Para la discontinuidad de la imagen es visible, debemos contrastar con: a) (x) desarrollador b) ( ) otros líquidos penetrantes más fuerte c) ( ) agua con goma d) ( ) líquido incoloro.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 4 Marcar con una C propiciáis las correctas, ventajas que expresan. Utilizar la prueba de líquidos penetrantes: a) (c) Es la simple y requiere poco tiempo de entrenamiento del operador b) (c) la prueba puede revelar discontinuidades de hasta el orden de 1 mm c) ( ) Puede ensayar penas de cierto tamaño d) ( ) para interpretar los resultados Ejercicio 5 Anote cuatro características que un buen fluido que penetran en el a) Habilidad para penetrar orificios y aberturas muy pequeñas y estrechas. b) De fácil remoción de la superficie. c) Inoloro. d) Habilidad de permanecer en aberturas amplias.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XX Ejercicio 1 Compruebe que la alternativa Todos estos materiales se pueden ensayar por Las partículas magnéticas: a) ( ) AAO, aluminio, níquel, cobre; b) ( ) hierro, AAO, níquel, cobalto; c) (x) el hierro, el níquel, el cobre, el plomo; d) ( ) de aluminio, zinc, cobre, estaño. Ejercicio 2 La prueba detecta discontinuidades magnéticas de partículas de hasta 3 mm de profundidad aproximadamente.

Ejercicio 3 La partícula de prueba magnética puede ser clasificada como forma De aplicación de la partícula magnética y como forma de inspección" respectivamente: a) ( ) húmeda, ruta acuosa, la vía normal de fluorescente b) (x) a través de blanco, carril rojo, fluorescentes y visibles c) ( ) húmeda, seca, visibles y fluorescentes d) ( ) visible, fluorescente, a través de MIDA y seco. Ejercicio 4 Enumerar del 1-5, los pasos ejecución del ensayo de partículas magnéticas: a) (1) inspección piso y limpieza b) (3) aplicación de partículas magnética c) (4) magnetización del piso d) (2) preparación y la limpieza de la superficie

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 e) (5) des magnetización del piso Ejercicio 5 Complete el siguiente cuadro sobre los métodos y técnicas de magnetismo

Cuestionario – XXI Ejercicio 1 Las ondas se clasifican de acuerdo a su naturaleza en mecánicas y electromagnéticas, y en cuanto a las direcciones de la vibración transversales y longitudinales. Ejercicio 2 Los sonidos a menudo por encima de 20.000 Hz se llaman ultrasonidos. Ejercicio 3

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 La velocidad de propagación de una onda longitudinal es mayor que una onda transversal. Ejercicio 4 Para el análisis de diferentes materiales siempre se debe calibrar el instrumento, pues la velocidad de propagación cambia de un material a otro. Ejercicio 5 Los cristales piezoeléctricos tienden a deformarse cuando son sometidos a corriente. Alterna. Ejercicio 6 Los transductores pueden ser clasificados en cuanto al Angulo de emisión/recepción de ultrasonido en normales y angulares, en cuanto a la función en monocristal y doble cristal.

Cuestionario – XXII Ejercicio 1 Las técnicas de ensayo ultrasónicas son llamados, por transparencia, por pulso-eco, por doble cristal y cabeza angular Ejercicio 2 Para probar piezas pequeñas de espesor, en los que se desea encontrar discontinuidades cerca de la superficie, la técnica más recomendada es la de doble cristal.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 3 Por favor, marque V si la afirmación es cierta o F si es falsa: a) (v) transductores convierten las señales eléctricas emitidas por el dispositivo en ondas ultrasónicas y viceversa; b) (v) un tipo de osciloscopio se utiliza para medir la intensidad de la señal eléctrica y el tiempo de respuesta de los ecos; c) (f) transductores normales son ideales para el análisis de los cordones de soldadura; d) (f) Lo ideal sería utilizar un bloque V1 hecho de acero, para calibrar el equipo para el análisis de acero, aluminio, cobre y otros materiales. Ejercicio 4 Busque la discontinuidad para la calibración de la escala de 0-100 mm. a) () a = 23,0 mm y d = 9,8 mm; b) (X) a = 39,8 mm y d = 7,0 mm; c) () a = 7.0 mm y d = 39,8 mm; d) () a = 25,9 mm y d = 15,0 mm. Ejercicio 5 Calcular el factor de escala K para mostrar con 10 divisiones y rango de 0 a 200 mm. a) () 2 mm; b) () 10 mm; c) () 15 mm; d) (X) 20 mm. Cuestionario – XXIII Ejercicio 1 La radiación electromagnética se propaga a la misma velocidad: a) () del sonido; b) (X) de la luz; c) () de ultrasonido;

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 d) () de la ultravioleta. Ejercicio 2 Los tipos de radiación electromagnética utilizada en radiografía industrial son: a) () ultravioleta y el infrarrojo; b) () las ondas de microondas y radio; c) (X) rayos gamma y rayos X; d) () los rayos alfa y rayos beta. Ejercicio 3 Podemos decir que la radiografía es: a) (X) una película radiográfica con el resultado impreso del examen; b) () el acto de realizar un ensayo no destructivo; c) () y rango de emisión de radiación X; d) () el dispositivo de bombardeo de electrones en el ánodo. Ejercicio 4 El ICI se utiliza para: a) () para evaluar la densidad de la película radiográfica; b) () medir la radiactividad de la fuente; c) (X) para evaluar la sensibilidad de la imagen obtenida en la radiografía; d) () para mejorar el contraste de la imagen en la película.

Ejercicio 5 Tipo V si la afirmación es cierta o F si es falsa: a) (V) la actividad de una fuente es la grandeza que mide la velocidad la desintegración de los núcleos atómicos; b) (V) la emisión de radiación es una actividad que se produce debido inestabilidad energía del isótopo; c) (F) en la gammagrafía generalmente usamos isótopos naturales;

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 d) (V) El becquerel es la grandeza que mide desintegraciones nucleares por segundo en un isótopo.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XXIV Ejercicio 1 Para reducir la parte del problema de ampliar la imagen fotografiada en películas radiográficas, deberían: a) () utiliza fuentes de radiación de pequeño tamaño; b) () poner la película lejos de la parte a ser fotografiado; c) (X) poner la pieza a ser radiograda apoyado en la película; d) () poner la fuente de radiación apoyado en la pieza. Ejercicio 2 Para evitar la parte de la distorsión de la imagen captación de imagen sobre la película radiográfica, fuente de radiación: a) () debe ser de tamaño pequeño; b) (X) debe ser perpendicular a la base de la pieza y la película; c) () debe emitir pequeños niveles de radiación; d) () debe ser inclinada con respecto a la pieza de trabajo y la película. Ejercicio 3 Una fuente de radiación, distancia 50 cm pieza, emite un haz de rayos X alcanza el juego con intensidad de 30 mC / kg. La aplicación de la ley de la inversa del cuadrado de la distancia, indican que la intensidad de la radiación llegar a la parte si la fuente se coloca 70 cm de distancia. a) (X) 15.31 mC / kg; b) () 1,43 mC / kg; c) () 5,88 mC / kg; d) () 29.4 mC / kg.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 4 Tipo V si el enunciado es verdadero o F si es falsa: a) (F) pantallas intensificadoras aumentan el tiempo de exposición; b) (F) regiones más claras radiografía tienen una mayor densidad; c) (V) de contraste radiográfico es la diferencia de densidad entre las regiones de una placa de rayos X; d) (V) cantidad de rayos X emitidos por una fuente se ve afectada por miliamperios equipo seleccionado; e) (V) La longitud de onda de los rayos X está influenciada por entre DDP ánodo y el cátodo en el tubo de Coolidge. Ejercicio 5 Consideremos de nuevo la curva de tiempo de exposición se muestra en el texto y escribir los parámetros para el análisis de una placa de acero de soldadura 5 mm desbridamiento, equipos con capacidad de 100 kV y 15 mA. a) Tipo de película: 3 b) la corriente del tubo: 15 mA c) Tensión 75 kV d) DFF = 700mm e) Tiempo de exposición: 3 minutos

100

Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XXV Ejercicio 1: La protección radiológica se basa en: a. ( ) el enfoque, la fuente, la película b. ( x ) distancia de la fuente , el tiempo de exposición , de blindaje c. ( ) lejos de la parte a la fuente , el tiempo de reproducción de la exposición de blindaje d.

( ) energía emitida, el tiempo transcurrido, el lugar de la exposición.

Ejercicio 2 Por favor, marque V si la afirmación es cierta o F si es falsa a. (V)para el equipo colocado en el interior, el conjunto de la fuente , el juego y la película debe ser blindado de combustible b. ( F ) el efecto de la radiación en el cuerpo humano no es acumulativo c. ( F )la fuente de rayos X emite continuamente la radiación mientras que la radiaciónción de rayos gamma cesa cuando la fuente está apagada d. (V) gammagrafía en el campo, la determinación de la ranura de baliza distancia es muy importante.

Ejercicio 3: Véase el Gráfico 1 y decir lo que es la actividad inicial de una fuente de iridio 192 después de 60 días. a) ( ) 100 % b) ( )78 % c) ( x )57 % d) ( ) 50 %

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 4: Los irradiadores gamma se pueden dividir en tres partes básicas, como la función. Son ellas a) ( x )de blindaje , la manguera y comandos b) ( )blindaje , indicador de posición , el cable de control c) ( )cápsula radiactiva , manguera, indicador de posición d) ( )indicador de posición , los comandos , la fuente Ejercicio 5 ¿Cuál es el tiempo de exposición a ensayar una pieza soldada con 30 mm de espesor total? Vea la Figura 2 de esta clase. Son de aplicación: DFF = 80 cm Fuente: Go 192 con 20.000 densidad = 1 mCi

a) ( )15 min 20 seg ;

b) ( x )19 min 12 seg ;

c) ( )22 min 05 seg ;

d) ( )10 min 10 sec .

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 6. CONCLUSIONES Primera conclusión Concluimos que en todo el curso de CIM, nos enseñarán cada uno de los ensayos diferentes y abordarán el tema con conocimientos fuera de estos y servirán de ayuda. Segunda conclusión En la clase de prácticas podremos seguir al pie de la letra, los siguientes ensayos porque ya hemos leído anteriormente cada uno de ellos y esto nos ayudará a comprender mejor. Tercera conclusión Saber qué ensayo emplear para el distinto material que queremos poner a prueba, para así no estropear los materiales. Cuarta conclusión Con esto podemos conocer del todo, cada una de los materiales y así saber qué buen uso darle a cada uno de ellos.

7. RECOMENDACIONES Primera recomendación Para llevar a cabo cada una de estas, tenemos que conocer qué tipo de ensayo emplearemos en los materiales, para no causar accidentes o deterioro de materiales.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Segunda recomendación Volver a repasar cada guía de práctica para así no tener memoria frágil y olvidarnos de cómo se realiza cada una de las pruebas. Tercera recomendación Tener cuidado en el empleo de ensayos, porque bien podemos malograr los equipos como también arruinar los materiales. Cuarta recomendación Lo mejor sería leer y poner en práctica con mucho cuidado y con el respaldo de las EPP y entonces alimentarnos de conocimiento acerca de las propiedades de cada una de las probetas hechas de distintos materiales.

8. DOCUMENTOS ADJUNTOS ANEXO 1 Chart de chispa (IDENTIFICACIÓN DE ACEROS – PRUEBA DE CHISPAS)

ANEXO 2 ELEMENTOS DE ALEACIÓN EN LOS ACEROS

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ALUMINIO BORO

Empleado en pequeñas cantidades, actúa como un desoxidante para el acero fundido y produce un Acero de Grano Fino. Aumenta la templabilidad (la profundidad a la cual un acero puede ser endurecido).

CROMO

Aumenta la profundidad del endurecimiento y mejora la resistencia al desgaste y corrosión.

COBRE

Mejora significativamente la resistencia a la corrosión atmosférica.

MANGANESO

Elemento básico en todos los aceros comerciales. Actúa como un desoxidante y también neutraliza los efectos nocivos del azufre, facilitando la laminación, moldeo y otras operaciones de trabajo en caliente. Aumenta también la penetración de temple y contribuye a su resistencia y dureza.

MOLIBDENO

Mediante el aumento de la penetración de temple, mejora las propiedades del tratameinto térmico. Aumenta también la dureza y resistencia a altas temperaturas.

NIQUEL

Mejora las propiedades del tratamiento térmico reduciendo la temperatura de endurecimiento y distorsión al ser templado. Al emplearse conjuntamente con el Cromo, aumenta la dureza y la resistencia al desgaste.

SILICIO

Se emplea como desoxidante y actúa como endurecedor en el acero de aleación.

AZUFRE

Normalmente es una impureza y se mantiene a un bajo nivel. Sin embargo, alguna veces se agrega intencionalmente en grandes cantidades (0,06 a 0,30%) para aumentar la maquinabilidad (habilidad para ser trabajado mediante cortes) de los aceros de aleación y al carbono.

TITANIO

Se emplea como un desoxidante y para inhibir el crecimiento granular. Aumenta también la resistencia a altas temperaturas.

TUNGSTENO

Se emplea en muchos aceros de aleación para herramientas, impartiéndoles una gran resistencia al desgaste y dureza a altas temperaturas.

VANADIO

Imparte dureza y ayuda en la formación de granos de tamaño fino. Aumenta la resistencia a los impactos (resistencia a las fracturas por impacto) y también la resistencia a la fatiga.

ANEXO 3

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ESCALAS DE DUREZA

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ANEXO 4 ESCALA ROCKWELL

ANEXO 5 RANGOS DE USO SUGERIDO – ROCKWELL

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016

9. GLOSARIO  Absorción de humedad: Absorción por parte de un material del capor de agua contenido en el aire, que se traduce en un ligero aumento de peso. Debe

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distinguirse de la absorción de agua, que corresponde a una adquisición de agua por inmersión en la misma. Acelerador: Aditivo que reduce el tiempo de gelificación y de polimerización de los plástivos termoendurecibles, como los gel coats y las resinas de poliéster. Denominado, también, promotor o activador. Acetona: En el marco de la producción de piezas de PRV, este disolvente sirve principalmente para eliminar las manchas de resina aún no endurecida de los equipos y las ropas del personal. LÍQUIDO MUY INFLAMABLE. Activador: El término "activador" se aplica igualmente a los aceleradores utilizados en las pinturas de poliuretano de dos componentes que se pueden utilizar para pintar las piezas de PRV. Agente catalítico o reactivo que provoca la polimerización por adición cuando se añade a una resina. Se denomina igualmente "endurecedor" o catalizador. Agente de secado superficial: Producto (a menudo una cera parafínica) que favorece el endurecimiento de la superfície de las resinas de poliéster en contacto con el aire. Si hay que continuar una estratificación sobre una pieza ya curada, la presencia de este agente puede reducir la adherencia y requerir un lijado antes de preseguir con la estratificación. Agente humectante: Agente tensioactivo que favorece la humectación, al disminuir la tensión superficial del líquido. Agrietamiento por calor: Aparición de grietas en ciertas resinas termoestables o termoplásticas debido a la exposición a temperaturas demasiado elevadas o variaciones cíclicas y amplias de temperatura. Alabeo: Defecto habitualmente caracterizado por la deformación de las fibras, más que por su ruptura. Alargamiento: Aumento de la longitud de una resina de poliéster o de una pieza sometida a una tracción. Se indica como porcentaje de la diferencia entre la longitud de ruptura y la longitud inicial. Cizalladura: Esfuerzo resultante de fuerzas aplicadas y provocada por dos partes contiguas, deslizándose una en relación a otra, en dirección paralela a su plano de contacto. En una cizalladura cruzada, el plano de contacto está formado por resina y fibras de vidrio. En una cizalladura interlaminar, el plano de contacto está formado por una resina únicamente. En los líquidos, desgina la fuerza y los movimientos de las películas elementales unas en relación con las otras.

 Cizalladura interlaminar: fuerza de cizalladura que produce un desplazamiento entre dos capas a lo largo de su plano de contacto.

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016  Cobalto: se utiliza como acelerador en los poliésteres catalizados en frío por hidroperóxidos de tipo metileilcetona.  Coeficiente de dilatación térmica: variación dimensional de una materia en respuesta a un cambio de temperatura unitario dado.  Cohesión: propiedad de una sustancia que le permite adherirse a ella misma. designa igualmente la fuerza que mantiene unidas las particulas de un cuerpo.  Compuestos orgánicos volátiles (cov/voc): compuestos a base de carbono, volátiles a temperatura ambiente o a la temperatura de proceso. la emisión de estos compuestos es objeto de reglamentaciones específicas. las emisiones de cov se miden en miligramos por m3.  Conductividad térmica : capacidad de transmitir calor.  Contenido en vidrio: cantidad de refuerzo contenida en un material compuesto (composite), expresada habitualmente como porcentaje de la masa del material compuesto (composite) por la relación refuerzo/matriz. la relación ideal es de 40/60, es decir, 40 de refuerzo por 60 de resina.

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 SENATI ZONAL AREQUIPA – PUNO, “Capacitación Practica para Ingenieros”. Arequipa, UCSM, 2001 Diezmar Falk, Hans – Klaus Gorkel; Franza Lernet, Bernd Shlossorsch “Metalotecnia Fundamental”, Editorial Reverté S.A., 1986 ABENDE. Curso básico de ultra-som. São Paulo, s/d. ABENDE. Programa de formação de inspetores em ensaios não destrutivos. São Paulo, s/d. ASM. Nondestructive evaluation and quality control. Metals Handbook. 1992. Vol. 17. ABM. Ensaios não destrutivos. São Paulo, 1988. CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. 2 ed. São Paulo, McGraw Hill, 1986. Vol. I, II e III. FUNDAÇÃO BRASILEIRA DE TECNOLOGIA DA SOLDAGEM. Inspetor de soldagem. Vol. 1, s/i. HIGGINS, R. A. Propriedades e estruturas dos materiais em engenharia. Trad. Joel R. Teodósio. São Paulo. DIFEL, 1982. SENAI DR/RJ. Curso de formação de inspetor de exames n ão destrutivos por radiografia. Rio de Janeiro, 1988. SENAI/DN. Ensaio de materiais por ultra-som. Curso desenvolvido pela empresa Krautkrämer (Alemanha). Trad. Amilton Carvalhal. Revisão técnica: Haroldo Courel Filho, Rio de Janeiro, 1995. SENAI/SP DMD. Ensaios tecnológicos. Dario do Amaral Filho e outros. 3 ed. São Paulo, 1990, 37 p. (Ciências II, 8). SOUZA, Sérgio Augusto de. Ensaios mecênicos de materiais metálicos. ed. Fundamentos teóricos e práticos. São Paulo, IPT.

11. REFERENCIAS WEB https://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_materiales http://www.losadhesivos.com/ensayos-destructivos.html https://china128sheila.wordpress.com/2011/07/17/ensayos-destructivos-y-nodestructivos/

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http://es.slideshare.net/veronikarcruz/ensayos-destructivos-mecnicos http://es.slideshare.net/tango67/clasificacin-de-ensayos-para-materiales http://es.slideshare.net/marinarr/ensayos-de-las-propiedades-de-los-materiales https://es.scribd.com/doc/53985589/ENSAYO-DESTRUCTIVO http://es.calameo.com/books/001009872d663248b0d08 https://prezi.com/ounj8-a5vh3l/ensayos-destructivos/ http://www.feandalucia.ccoo.es/docu/p5sd8427.pdf

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