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• Julio Perez

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ENSAYOS DESTRUCTIVOS

INTRODUCCION

En la investigación realizada sobre los diferentes ensayos destructivos, podemos decir que el principal objetivo es conocer las propiedades mecánicas, el comportamiento, las características de un objeto o material a utilizar en un determinado proceso industrial. En el mundo actual existe una variedad de materiales, disponibles para ser utilizados como material bases o de aporte, dependiendo del resultado de las pruebas aplicadas. Los ensayos permiten saber la conducta de los materiales frente a esfuerzos de tipo físico como el desgaste, dureza, tracción, etc., otros ensayos intentan conocer la estructura interna del material obteniendo datos relacionados con la estructura física del mismo frente a diferentes agentes químicos, la dilatación, la conductividad, etc. Los métodos de ensayo están agrupados en dos clases: destructivo y no destructivos. Los ensayos destructivos dejan al material o parte fuera de servicio y determinan como el material se comporta cuando es cargado a rotura.

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ENSAYOS DESTRUCTIVOS

1. ENSAYOS

Hay numerosos ensayos usados para determinar las varias propiedades mecánicas y químicas de los metales. Mientras

que

algunos

de

esos

ensayos proveen valores para más de una

propiedad,

la

mayoría

son

diseñados para determinar el valor de una

característica

específica.

Por

esto, puede ser necesario realizar varios ensayos diferentes para determinar toda la información deseada.

Es importante entender cada uno de estos ensayos para saber cuándo son aplicables, que resultados van a proveer y como determinar si los resultados cumplen con la especificación.

Los métodos de ensayo son generalmente agrupados en dos clases, destructivos y no destructivos. Los ensayos destructivos dejan al material o parte fuera de uso para servicio una vez que se realiza el ensayo.

Estos ensayos determinan como el material se comporta cuando es cargado a rotura. Los ensayos no destructivos no afectan a la pieza o componente para su posterior uso, y serán discutidos en el módulo 10. En toda esta discusión, no va a considerarse el ensayo destructivo específico usado para determinar una propiedad de un metal base o de un metal de soldadura.

Para la mayor parte, esto no representa un cambio significativo en la manera en la cual el ensayo es realizado. Habrá ocasiones cuando un ensayo es realizado para ensayar específicamente al metal base o al metal de soldadura, pero la mecánica de la operación del ensayo va a variar muy poco o nada.

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2. CLASIFICACION DE LOS ENSAYOS MECANICOS Se entiende por ensayos mecánicos, aquellos que pretenden medir la capacidad de un material para soportar esfuerzos de diferente tipo.  ESTATICOS:

Tracción,

Dureza,

Compresión, Torsión, Flexión, etc.  DINAMICOS: De resistencia al choque DESTRUCTIVOS

y fatiga.  TECNOLOGICOS:

ENSAYOS

De

chispa,

del

plegado, de embutición, de forja, etc.

MECANICOS

 Macroscópicos, NO DESTRUCTIVOS

magnéticos,

eléctricos, ultrasónico, rayos X, etc.

3. ENSAYOS DESTRUCTIVOS Son pruebas que se les hacen a algunos materiales como el acero por ejemplo. Algunas de ellas son ensayo de tracción, tensión, flexión, compresión, dureza, etc. Se les llama destructivos porque deforman al material y no puede volverse a utilizar. Entre los ensayos destructivos más comunes se encuentran los siguientes:  Ensayo de tracción  Ensayo de compresión  Ensayo de cizallamiento  Ensayo de flexión  Ensayo de torsión  Ensayo de resiliencia  Ensayo de fatiga de materiales  Ensayo de fluencia en caliente (creep)

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3.1. ENSAYOS DE TRACCION La primera propiedad revisada fue la resistencia, de manera que el primer método de ensayo destructivo va a ser el ensayo de tracción. Este ensayo nos provee una gran cantidad de información acerca de un metal. Alguna de las propiedades que pueden ser determinadas como el resultado del ensayo de tracción incluyen:  Resistencia a la Rotura  Resistencia a la Fluencia  Ductilidad  Alargamiento Porcentual  Reducción Porcentual de Área  Módulo de Elasticidad  Límite Elástico  Límite Proporcional  Tenacidad Algunos valores del ensayo de tracción pueden determinarse por lectura directa de una galga. Otros pueden ser cuantificados solamente después del análisis del diagrama de tensión deformación que es producido durante el ensayo. Los valores para ductilidad pueden hallarse mediante mediciones comparativas de la probeta de tracción antes y después del ensayo. El porcentaje de esa diferencia describe el valor de la ductilidad presente. Cuando se realiza un ensayo de tracción, uno de los aspectos más importantes es que el ensayo involucra la preparación de la probeta de tracción. Si esta parte del ensayo es realizada con poco cuidado, la validez de los resultados del ensayo se ven severamente reducidos. Pequeñas imperfecciones en la terminación superficial, por ejemplo, pueden resultar en reducciones significativas de la resistencia aparente y de la ductilidad de la probeta. Algunas veces, el solo propósito del ensayo de tracción de una probeta soldada es para mostrar simplemente si la zona soldada va a desempeñarse de la misma manera que el metal base. Para este tipo de evaluación, solamente es necesario remover una probeta transversal al eje longitudinal de la soldadura, con la soldadura groseramente centrada en la probeta. Los dos extremos cortados deben ser paralelos usando un serrucho u oxicorte, pero no es necesario ningún tratamiento superficial ni la remoción de los sobre-espesores de soldadura. De todos modos, generalmente los sobreespesores de soldadura son de terminación plana. 4

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Este enfoque es usado para ensayar procedimientos y calificación de soldadores de acuerdo con API 1104. Un ensayo de tracción exitoso hecho de acuerdo con esta especificación es descripto con una probeta que falla en el metal base, o en el metal de soldadura si la resistencia del metal base está por encima. Para la mayoría de los casos en los cuales el ensayo de tracción es requerido, de todos modos, hay una necesidad para determinar el valor actual de la resistencia y otras propiedades de ese metal, no solamente si la soldadura es tan resistente como el metal base. Cuando la determinación de estos valores es necesaria, la probeta debe ser preparada en una configuración que provea una sección reducida en alguna parte cerca del centro de la longitud de la probeta, como se muestra en la figura N° 1.

Figura N° 1 - Probeta de Tracción con Sección Reducida

Esta sección reducida es dónde se pretende que se localice la rotura. De otro modo la rotura puede tender a ocurrir preferentemente cerca de la zona de agarre de la probeta, haciendo más difíciles las mediciones. También esta sección reducida resulta en un incremento de la uniformidad de las tensiones a través de la sección transversal de la probeta. Esta sección transversal debe exhibir los siguientes tres aspectos para que puedan obtenerse resultados válidos:  La longitud completa de la sección reducida debe ser una sección transversal uniforme.  La sección transversal debe ser de una forma que pueda ser fácilmente medida de manera que el área de la sección pueda ser calculada.  Las superficies de la sección reducida deben estar libres de irregularidades superficiales, especialmente si son perpendiculares al eje longitudinal de la probeta.

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Por estas razones, así como también la mecánica para preparar una probeta, las dos formas más comunes para las secciones transversales son la circular y la rectangular. Amabas son rápidamente preparadas y medidas. Si es requerido para realizar un ensayo de tracción, el inspector de soldadura debe estar capacitado para calcular el área de la sección transversal reducida de la probeta. Los ejemplos 1 y 2 mostrados abajo muestran como estos cálculos son hechos para ambas secciones transversales.  Ejemplo 1: Área de una Sección Transversal Circular Área (círculo)= pixr2 o, pixd2/4 Diámetro de la probeta, d=0.555 in. (medido) Radio de la probeta, r=d/2=0.2525 in. Área=3.1416x.25252 Área=0.2 in.2  Ejemplo 2: Área de una Sección Rectangular Ancho medido, w=1.5 in. Espesor medido, t=0.5 in. Área=wXt Área=0.75 in.2 La determinación de esta área previa al ensayo es crítica porque este valor va a ser usado para finalmente determinar la resistencia del metal. La resistencia va a ser calculada dividiendo la carga aplicada sobre el área de la sección transversal original. El ejemplo 3 muestra este cálculo para la probeta de sección transversal circular usada en el ejemplo 1.  Ejemplo 3: Cálculo de la Resistencia a la Rotura Carga=12500 lb para la rotura de la probeta Área= 0.2 in2 (ver ejemplo 1) Resistencia a la Rotura=Carga/Área Resistencia a la Rotura=12500/0.2 Resistencia a la Rotura=62500 PSI (lb/in.2) El ejemplo previo muestra un cálculo típico de resistencia a la rotura para una probeta estándar circular. Esta es una probeta estándar porque tiene un área de exactamente 0.2 in.2. Esto es conveniente dado que dividiendo un número por 0.2 6

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es lo mismo que multiplicar dicho número por 5. Por esto, si es usada la probeta estándar, el cálculo para resistencia a la rotura puede ser realizado de una manera muy simple, como se muestra en el ejemplo 4.  Ejemplo 4: Cálculo Alternativo de la Resistencia a la Rotura Carga=12500 libras Área= 0.2 in2. Resistencia a la Rotura=12500x5 Resistencia a la Rotura=62500 PSI

El resultado de este cálculo es idéntico al del ejemplo 3. El uso de este tamaño estándar era muy popular años atrás, antes del advenimiento de la calculadora moderna. En ese tiempo, era más fácil mecanizar precisamente una probeta de tracción que determinar aritméticamente la resistencia dividiendo la carga por algún número complicado. De todos modos, hoy podemos calcular fácilmente la resistencia a la rotura exacta sin importar el área. Otra operación que debe ser realizada antes del ensayo es marcar precisamente un extensómetro sobre la sección reducida. Este extensómetro es normalmente marcado usando un par de puntos centrales tomados de alguna distancia prescrita. Los extensómetros más comunes miden entre 2 y 8 pulgadas. Después del ensayo, la nueva distancia entre esas marcas es medida y comparada con la distancia original para determinar el alargamiento o acortamiento mostrado por la probeta cuando fue cargada hasta la rotura. El alargamiento porcentual refiere el valor que la probeta se estiró entre dos marcas durante el ensayo de tracción. Es calculado dividiendo la diferencia entre la longitud final y la original entre las marcas por la longitud original, y multiplicando el resultado por 100 para representar un porcentaje. Un ejemplo de alargamiento porcentual es mostrado más abajo:  Galga de longitud original 2 pulgadas  Alargamiento final marca 2.5 pulgadas  Alargamiento porcentual=2.5-2/2.5x100=25%

Cuando una probeta dúctil es sometida al ensayo de tracción, una parte de ella va a exhibir “una estricción”, como resultado de la aplicación de la carga longitudinal 7

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de tracción. Si nosotros volvemos a medir y a calcular el área final de esta región más pequeña (con estricción), restándola del área de la sección transversal original, dividiendo el resultado por el área original y multiplicando el resultado por 100, esto va a dar el valor porcentual de reducción de área. Un ejemplo de la reducción porcentual de área (RA) es el siguiente:  Área de la Sección Transversal Original de 0.2 pulgadas  Área de la Sección Transversal Final de 0.1 pulgada  Porcentual RA=0.2-0.1/0.2x100=50% Una vez que fue medida y marcada apropiadamente, la probeta es colocada firmemente en las mordazas apropiadas fijas de la máquina de tracción y moviendo las cabezas. Como se muestra en la Figura N° 2. Una vez colocada, la carga de tracción es aplicada a una velocidad determinada. Diferencias en esta velocidad de aplicación de la carga pueden resultar en un ensayo inconsistente. Figura N° 2 – Maquina de Tracción

Antes de la aplicación de la carga, es conectado a la probeta en las marcas de un dispositivo conocido como extensómetro. Durante la aplicación de la carga, el extensómetro va a medir el alargamiento que resulta de la carga aplicada. Tanto la carga como el alargamiento son leídos y grabados para hacer un gráfico de la variación del alargamiento en función de la carga aplicada. Esto es graficado como carga versus deflexión de la curva, normalmente vemos los resultados del ensayo de tracción expresados en términos de tensión y deformación. 8

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La tensión es proporcional a la resistencia, dado que es la carga aplicada en cualquier instante dividido el área de la sección transversal. La deformación es simplemente el valor del alargamiento aparente sobre una longitud dada. La tensión es expresada en psi (lb/in.2) mientras que la deformación es un valor adimensional expresado como in/in. Cuando estos valores son graficados para un acero dulce típico. El resultado que puede aparecer es como el de la Figura N° 3. El diagrama de tensión deformación exhibe varios aspectos importantes que serán discutidos. El ensayo comienza con tensión y deformación cero. A medida que la carga es aplicada, el valor de la deformación aumenta linealmente con la tensión.

Esta área muestra lo que previamente fue denominado comportamiento elástico, donde la tensión y la deformación son proporcionales. Para cualquier material dado, la tangente de esta línea es un valor conocido. Está pendiente es el módulo de elasticidad. Figura N° 3 - Curva típica tensión deformación para un acero dulce

Para el acero, el módulo de elasticidad (o módulo de Young) a temperatura ambiente es aproximadamente igual a 30000000 de PSI, y para el aluminio es 10500000 psi. Este número define la rigidez del metal. Esto es, cuánto más alto es el módulo de elasticidad, más rígido es el metal. Eventualmente, la deformación va a empezar a aumentar más rápido que la tensión, significando que el metal se está alargando más para un valor de carga 9

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aplicada. Este cambio maraca el final del comportamiento elástico y el comienzo del período plástico, o de deformación permanente. El punto sobre la curva que muestra el fin del comportamiento lineal es conocido como límite elástico o proporcional. Si la carga es removida en cualquier instante hasta este punto, la probeta va a retornar a su longitud original. Muchos metales tienden a exhibir una partida drástica desde el comportamiento inicial elástico. Como puede ser visto en la Figura N° 4, no solamente las tensiones y las deformaciones no son más proporcionales, sino que las tensiones pueden caer o permanecer al mismo valor mientras que la deformación aumenta.

Este fenómeno es característico de la fluencia en los aceros dúctiles. Las tensiones aumentan hasta algún límite máximo y después caen hasta algún límite mínimo. Estos valores son conocidos como los límites superior e inferior de fluencia, respectivamente. El punto superior es la tensión, donde se observa aumento notable de la deformación o deformación plástica, sin un aumento en la tensión. La tensión luego cae y se mantiene relativamente constante en el punto inferior de fluencia mientras que la deformación continúa aumentando durante lo que es conocido como punto de alargamiento en fluencia. Dado que la tensión es calculada en base a la sección del área transversal original, esto da el aspecto de que la carga está disminuyendo cuando en realidad sigue aumentando.

Figura N° 4 - Típico Diagrama Tensión Deformación para un Acero de Menor Ductilidad.

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Si un ensayo de tracción es realizado donde las tensiones son calculadas continuamente en base al área real que resiste la carga aplicada puede ser graficado el diagrama real de tensiones deformaciones. Una comparación entre esta curva y la curva del ingeniero discutida previamente es mostrada en la figura N° 5. Esta muestra que la deformación de la probeta continúa aumentando con el aumento de la tensión. Esta curva verdadera muestra que la rotura ocurre a la máxima tensión y a la máxima deformación. Para metales menos dúctiles, puede no haber un cambio pronunciada en el comportamiento entre la deformación plástica y la elástica. Por eso el método drop beam no puede ser utilizado para determinar la resistencia a la fluencia. Un método alternativo es conocido como el método offset (o método límite 0.2).

Figura N° 5 - Típico Diagrama Tensión de Formación para un Acero de Menor Ductilidad

La Figura N° 5, muestra el comportamiento típico tensión deformación para un metal menos dúctil. Cuando es empleado el método offset (o método límite 0.2), es dibujada una línea paralela al módulo de elasticidad para alguna deformación preestablecida. El valor de deformación es generalmente descripto en términos de algún porcentaje. Un valor común es 0.2% (0.002) de la deformación; de todos modos otros valores pueden ser también especificados. 11

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La Figura N° 6, muestra como es dibujada la línea paralela para dar este valor. La tensión correspondiente a la intersección de esta línea de offset (o método límite 0.2) con la curva de tensión deformación es la resistencia a la fluencia. Debe ser anotada como una resistencia a la fluencia 0.2% de manera que otras personas sepan cómo fue determinada. La última información que puede ser obtenida del diagrama de tensión deformación es la tenacidad del metal. Usted recuerda que la tenacidad es una medida de la capacidad del metal para absorber energía.

Figura N° 6 - Determinación del Límite de Fluencia Mediante el Método 02

Para velocidades de aplicación de carga lentas, la tenacidad puede ser determinada por el área bajo la curva de tensión deformación. Por eso, un metal que tiene valores altos de tensión y deformación es considerado más tenaz que uno con valores bajos. La Figura N° 7, muestra una comparación entre los diagramas tensión deformación para un acero de alto carbono para resortes y un acero estructural. Si las áreas bajo las dos curvas son comparadas, es evidente que el área bajo la curva del acero estructural es mayor debido al gran alargamiento aunque el acero del resorte muestre una alta resistencia a la tracción. Por eso, el acero estructural es un metal más dúctil. Siguiendo el ensayo de tracción, es ahora necesario hacer una determinación de la ductilidad del metal. Esto es expresado en una de estas dos formas; o como 12

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alargamiento porcentual o como reducción porcentual de área. Ambos métodos involucran mediciones antes y después del ensayo. Para determinar el alargamiento porcentual, es necesario haber marcado la probeta antes de pulirla. Después de que la probeta haya fallado, las dos piezas son colocadas juntas y la nueva distancia entre esas marcas es medida. Con la información original y la longitud final entre las galgas marcadas, es posible calcular el alargamiento porcentual como se muestra en el Ejemplo 5. La ductilidad también puede ser expresada en términos de la estricción que se produce durante el ensayo de tracción. Esto es conocido como reducción porcentual de área, donde, las áreas inicial y final de la probeta de tracción, son medidas y calculadas por comparación. El ejemplo 6 muestra este cálculo.

Figura N° 7 - Diagramas de Tensión de Formación para Aceros de Alta y Baja Tenacidad

Tanto el alargamiento porcentual como la reducción porcentual de área representan expresiones para el valor de ductilidad de una probeta de tracción, estos valores rara vez, o nunca van a ser iguales. Generalmente, la reducción porcentual de área va a ser aproximadamente el doble del valor del alargamiento porcentual. La reducción porcentual de área está pensada para ser una expresión representativa para la determinación de la ductilidad de un metal en presencia de alguna entalla. De todos modos, es más frecuente ver especificado el alargamiento porcentual si es usado un solo método. 13

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 Ejemplo 5: Determinación del Alargamiento Porcentual Longitud original de la galga=2.0 in Longitud final de la galga=2.6 in Alargamiento%=longitud final-longitud inicial/longitud finalx100 Alargamiento porcentual=2.6-2.0/2.6x100 Alargamiento porcentual=0.6/2.0x100 Alargamiento porcentual=30%  Ejemplo 6: Determinación de la Reducción Porcentual de Área (%RA) Área original=0.2 in.2 Área final=0.1 in.2 Reducción porcentual de área=área original-área final/área original x 100 %RA=0.2-0.1/0.2x100 %RA=0.1/0.2x100 %RA=50%

3.2. ENSAYOS DE DUREZA La dureza es la capacidad del metal para resistir la penetración o la impronta. La dureza de un metal permite realizar una aproximación sobre el valor de la resistencia a la tracción. Como consecuencia, los ensayos de dureza son realizados usando un tipo de penetrador el cual es forzado contra la superficie objeto del ensayo. Es medida la profundidad de la impronta o el diámetro de la penetración, dependiendo del tipo de ensayo de dureza realizado. La dureza puede ser medida usando una variedad de dispositivos electrónicos o por ultrasonido, pero la discusión está limitada a los métodos de impronta. La dureza de un metal es fácilmente determinada, debido a la gran cantidad de métodos que pueden ser usados para determinarla. Van a ser discutidos tres tipos básicos de ensayos de dureza por penetración, Brinnel, Rockwell y microdureza. En general, los tres tipos difieren uno de otro en el tamaño de la impronta producida. El ensayo de Brinell es el más usado, y el de microdureza el menos empleado.

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El método de Brinell es comúnmente usado para la determinación de la dureza de metal. Es conveniente para este propósito porque la impronta cubre un área relativamente grande, eliminando los problemas asociados con durezas localizadas o puntos blandos en el metal. Las altas cargas características usadas para el ensayo Brinnel ayudan a reducir los errores producidos por las irregularidades superficiales. Previo al ensayo Brinell, es necesario prepara adecuadamente la superficie; esto incluye el amolado de la superficie para alcanzar una superficie relativamente plana. La superficie debe ser lo suficientemente plana para poder medir precisamente la penetración. Para realizar un ensayo Brinell, un penetrador es forzado contra la superficie del objeto de prueba mediante alguna carga preestablecida. Una vez que la carga es removida, el diámetro de la impronta es medido usando un magnificador graduado. Basado en el tamaño y en el tipo de penetrador, la carga aplicada y el diámetro resultante de la impronta, puede ser determinado un Número de Dureza Brinell (BHN). Dado que esta es una relación matemática, el número BHN puede ser determinado con una variedad de tipos de penetradores y cargas. También este BHN puede ser referido a la resistencia la tracción de los aceros al carbono. Esto es, el BHN multiplicado por 500 es aproximadamente igual a la resistencia a la tracción del metal. Esta relación no se aplica a todas las aleaciones, solamente a los aceros al carbono y a los de baja aleación. Un ensayo Brinell común usa una bolilla de acero endurecido de 10 mm de diámetro y una carga de 3000 kg. De todos modos, las condiciones del ensayo, como dureza y espesor de la muestra, variaciones en el tipo y diámetro de la bolilla y el valor de la carga aplicada pueden también ser requeridos. Otros tipos de bolillas que pueden ser usados pueden incluir las de 5 mm de acero endurecido y las de 10 mm de carburo de tungsteno. Para metales blandos, cargas tan bajas como 500 kg pueden ser utilizadas. Otras cargas entre 500 y 3000 kg también pueden ser utilizadas con resultados equivalentes. En pruebas de campo con el método Brinell es común usar un martillo (hammer blow) para hacer las improntas tanto en la pieza a ensayar como en un bloque de calibración de dureza conocida. La dureza de la pieza a ensayar es luego determinada comparando el diámetro de su penetración con el diámetro del test de calibración.

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El BHN es normalmente determinado midiendo el diámetro de la impronta y leyendo el valor de la dureza de una tabla, ver Figura N° 8. Los pasos usuales para un ensayo Brinell son:  Preparar la superficie a ensayar.  Aplicar la carga de prueba.  Mantener la carga aplicada durante un tiempo preestablecido.  Medir el diámetro de la impronta.  Determinar el BHN de una tabla. Figura N° 8 – Dureza Brinell para Distintos Diámetros y Cargas

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Un aspecto importante es notar que en el procedimiento arriba expuesto hay un tiempo preestablecido para mantener la carga aplicada. Para el hierro y el acero, este será de 10 a 15 segundos. Para metales más blandos se requieren tiempos de 30 segundos. Cuando se usan modelos portátiles, el tiempo de aplicación de la carga es simulado manteniendo la carga hidráulica una vez que la carga ha sido alcanzada. Otros equipos de prueba pueden requerir un impacto. Es evidente, por este procedimiento, lo fácil de aplicar que puede ser el método Brinell. Aún con su simplicidad, los resultados de este ensayo pueden resultar precisos, si todos los pasos fueron ejecutados con suficiente cuidado. Para información adicional concerniente al ensayo Brinell, refiérase a la norma “ASTM E10, Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials”. Muy a menudo, hay una necesidad para ensayar objetos demasiados grandes para ser colocados en una máquina de medición Brinell. En estos casos, una máquina portátil de ensayo puede ser usada. Hay una variedad de tipos y configuraciones, pero básicamente la forma de realizar el ensayo es la misma. El próximo tipo de ensayo a discutir es el método Rockwell. Este tipo abarca numerosas variaciones de la principal pero usa penetradores de distintos diámetros. Los penetradores usados son diamante Brale, mostrado en la Figura N° 9, y bolillas de acero endurecido de diámetros 1/16, 1/8, ¼ y ½. El ensayo Rockwell deja penetraciones más pequeñas que las del Brinell. Esto permite realizar ensayos en área relativamente pequeñas. Figura N° 9 – Penetrador de diamante Rockwell

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Usando uno de estos penetradores, varias cargas pueden ser aplicadas para ensayar a la mayoría de los materiales. Las cargas aplicadas son mucho más bajas que aquellas usadas para el ensayo Brinell, con rangos que van de los 60 a 150 kg. También hay un grupo de ensayos Rockwell denominados superficiales. Estos son principalmente usados para determinar la dureza de muestras de espesor

delgado

y

de

alambres;

por

eso

las

cargas

aplicadas

son

significativamente más bajas que aquellas usadas para otro tipo de ensayos Rockwell. Igual que en el ensayo Brinell, la superficie a ensayar debe estar apropiadamente preparada previo a la aplicación de un ensayo Rockwell. La buena técnica es imperativa para realizar un ensayo de dureza preciso. Una vez que la muestra es preparada, debe ser seleccionada la escala correcta basándose en el rango aproximado de dureza esperada. Las escalas “B” y “C” son por mucho las más comúnmente usadas para acero, con la “B” elegida para las aleaciones más blandas y la “C” para las más duras. Cuando se está en duda sobre qué escala elegir para una aleación desconocida, puede elegirse la escala “A” porque incluye un rango de dureza que cubre a las escalas “B” y “C”. Han sido preparadas tablas para la conversión de la información de dureza de una escala en otra. Una vez que la escala apropiada haya sido seleccionada, y la unidad de prueba calibrada, el objeto a ensayar es colocada en el soporte de la máquina de ensayos Rockwell. El soporte puede ser de varias formas dependiendo de la forma de la pieza a ensayar. El objeto debe ser ajustado adecuadamente o los resultados del ensayo van a resultar erróneos. El método Rockwell se basa en la medición extremadamente precisa de la profundidad de la penetración. Por eso si el objeto no está adecuadamente ajustado, la medición puede ser imprecisa. Una variación de tan solo 0.00008 in. Va a resultar en un cambio del número Rockwell. El comparador hace la medición de la profundidad automáticamente. Sin tener en cuenta la escala a ser usada, los pasos básicos son:  Preparar la superficie a ensayar.  Colocar el objeto a ensayar en la máquina Rockwell.  Aplicar la (precarga) carga menor usando el tornillo de ajuste.  Aplicar la carga mayor.  Liberar la carga mayor.  Leer el dial. 18

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 Liberar la carga menor y sacar la pieza a ensayar.

La precarga es usada para tomar cualquier pérdida o falta fuera del sistema, mejorando la precisión del ensayo. La Figura N° 10 muestra gráficamente cada uno de estos pasos. Los resultados obtenidos del ensayo Rockwell pueden ser referidos con los valores del ensayo Brinell y por ello con los de la resistencia a la tracción del metal.

Figura N° 10 - Ensayo Rockwell

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La Figura N° 11 muestra como se relacionan los valores de los ensayos Brinell, Rockwell y de la resistencia a la tracción. (Referencia: “ASTM E18, Standard Test Methods for Rockwell Hardness and Rockwell Superficial Hardness of Metallic Materials”) Figura N° 11 – Tabla de Conversión de Dureza

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Como en el ensayo Brinell, también hay equipos portátiles los cuáles pueden ser usados para determinar la dureza Rockwell de un metal. Aunque su operación puede variar ligeramente de aquellos comparadores, los resultados van a ser equivalentes. El próximo tipo de ensayo de dureza a ser discutido es conocido como microdureza. Lleva este nombre porque su impronta es tan pequeña que es requerido un gran aumento para facilitar la medición. Los ensayos de microdureza son muy útiles en la investigación de las microestucturas de los metales, porque ellos pueden ser realizados sobre un grano del metal para determinar la dureza en esa región microscópica. Por eso, el metalurgista es el principal interesado en este tipo de ensayo de dureza Hay dos grandes tipos de ensayos de microdureza, Vickers y Knoop. Ambos usan penetradores de diamante, pero sus configuraciones son ligeramente diferentes, en la Figura N° 12, se muestran los dos tipos de penetraciones. Figura N° 12 – Improntas de Microdureza

El penetrador Vickers, de aristas rectas da una penetración en la cual las dos diagonales son aproximadamente iguales. El penetrador Knoop, de todos modos, hace una penetración que tiente una dimensión larga y otra corta. Como en los otros métodos, usted tiene una selección de cargas de ensayo cono de tipos de penetradores.

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El término de microdureza implica que las cargas aplicadas van a variar entre 1 y 1000 gramos (g). De todos modos, la mayoría de los ensayos de microdureza usan cargas que están entre 100 y 500 g. Para realizar los ensayos de microdureza Knoop o Vickers, la preparación de la superficie es sumamente importante. Aún la más pequeña irregularidad superficial puede generar imprecisiones. Normalmente, para microdureza, la superficie de la muestra es preparada como para cualquier investigación metalográfica. La importancia de esta terminación superficial aumenta con la disminución de la carga aplicada. Una vez preparada, la pieza es fijada en un porta-piezas de manera que las improntas puedan ser precisamente colocadas. Muchas máquinas de microdureza emplean una base móvil que facilita el movimiento preciso de la pieza sin necesidad de sacarla y reajustarla. Este dispositivo es requerido cuando se toman un número de lecturas a lo largo de una región del metal. Un ejemplo de este tipo de aplicación puede ser la determinación de al variación de dureza a lo largo de la zona afectada por el calor (HAZ). El resultado puede ser denominado como microdureza transversal. Los pasos a seguir en el ensayo de microdureza son como siguen:  Prepare la superficie de la muestra.  Coloque la pieza en el porta-pieza.  Localice el área de interés, usando microscopio.  Haga la penetración.  Mida la penetración usando microscopio.  Determino la dureza usando tablas o calculando El uso de ensayos de dureza van a dar una gran cantidad de información útil sobre un metal. De todos modos, el método de dureza debe estar especificado para una aplicación dada.

3.3. ENSAYO DE TENASIDAD Otra propiedad interesante de los metales es la tenacidad. Usted ha aprendido que esta propiedad describe la capacidad del metal para absorber energía. Cuando el ensayo de tracción fue discutido, usted aprendió que la tenacidad de un metal puede ser descripta como el área bajo la curva de tensión deformación. Este es un valor para la cantidad de energía que puede ser absorbida por un metal cuando una carga es aplicada gradualmente. 22

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De todos modos, ustedes recordarán que en la discusión de la tenacidad cuando la carga es aplicada rápidamente, la preocupación es con la tenacidad de entalla, o resistencia al impacto.

Esta discusión que sigue está centrada en que ensayo puede utilizarse para determinar esta propiedad particular de los metales. Por eso, los varios ensayos usados para determinar la tenacidad de entalla de un metal van a usar una probeta que contiene algún tipo de entalla mecanizada y la carga va a ser aplicada con gran velocidad. Usted más tarde va a reparar que la temperatura de la probeta tiene un efecto significativo sobre los resultados del ensayo, por eso el ensayo debe ser realizado a una temperatura prescrita. Desde el advenimiento del interés en la tenacidad de entalla de los metales, numerosos ensayos diferentes fueron desarrollados para medir esta importante propiedad. Cuando las capabilidades de absorber energía de un metal son discutidas, debe ser entendido que el metal absorbe energía en etapas. Primero, hay una cantidad definida de energía requerida para iniciar una fisura. Luego, es requerida energía adicional para provocar que esa fisura crezca o se propague Algunas de los ensayos de tenacidad de entalla pueden medir la propagación de energía separadamente de la energía de iniciación mientras que otros métodos simplemente nos proveen una medida de la energía combinada de iniciación y propagación. Es una decisión del ingeniero especificar cuál es el método de ensayo que nos va a dar la información deseada.

Aunque existen numerosos tipos de ensayo de tenacidad de entalla, probablemente el más común usado en los Estados Unidos sea el de Charpy con entalla en V. La probeta standard para este ensayo es una barra de 55 mm de longitud y sección cuadrada de 10mm por 10 mm. Una de los lados de la probeta tiene una entalla en V, cuidadosamente mecanizada de 2 mm de profundidad. En la base de esta entalla, hay un radio de 0.25 mm. El mecanizado de este radio es extremadamente crítico, dado que pequeñas diferencias van a resultar en graves variaciones en los resultados del ensayo. Una probeta standard de Charpy es mostrada en la Figura N° 13.

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Figura N° 13 - Probetas Charpy Estándar

Secciones transversales de tamaño reducido son comúnmente usadas cuando la muestra del metal es demasiado pequeña para la probeta standard incluyendo la probeta

de

¾,

½

y

¼.

Las

secciones

transversales

cuadradas

son

respectivamente de 7.5 mm, 5 mm y 2.5 mm. Una precaución a tener en cuenta cuando se use estas probetas reducidas; la información sobre tenacidad generada por estas probetas reducidas es generalmente más alta que aquella generada de probetas estándar debido al efecto de la masa. Por esto, debe compararse la información obtenida con probetas reducidas con la obtenida de probetas estándar, a menos que se hayan determinado factores correctores para ese material específico. La norma ASTM E-23 cubre en detalle los ensayos de impacto, y debe ser consultada por cuestiones que atañen al tamaño. Una vez que la probeta ha sido cuidadosamente mecanizada, luego es enfriada a la temperatura preestablecida para el ensayo, si es una temperatura que está por debajo de la de la sala de ensayo. Esto puede ser realizado usando una variedad de medios líquidos o gaseosos; hielo y agua son los más comunes para temperaturas moderadamente frías, y hielo seco y acetona para temperaturas muy frías. Después que la probeta está estabilizada a la temperatura requerida, es luego removida la baja temperatura del baño y rápidamente colocada en el soporte de la máquina de ensayo. La forma de el soporte y la colocación de la probeta es mostrada en la figura N° 14

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ENSAYOS DESTRUCTIVOS

Figura N° 14 – Colocación de la Probeta Charpy en el Soporte

La máquina usada para realizar el ensayo de impacto de Charpy es mostrada en la figura N° 15. Figura N° 15 – Maquina Típica Charpy

El ensayo de impacto de Charpy consiste de un péndulo con una cabeza pegadora, un soporte, un dispositivo de liberación, un puntero y una escala. Dado que nosotros pretendemos medir la cantidad de energía absorbida durante la fractura de la probeta, una cantidad de energía es aportada por el péndulo, 25

ENSAYOS DESTRUCTIVOS

suspendiéndolo y soltándolo desde una altura especificada. Después que se lo libera, el péndulo va a caer y va a continuar luego del golpe hasta que alcance una altura máxima en el lado opuesto. Si no encuentra resistencia va a llegar hasta una altura que es denominada como absorción nula de energía. Cuando hace contacto con la probeta Charpy, hay un valor determinado par iniciar y propagar una fisura en la probeta. Esto provoca que el péndulo alcance un nivel inferior que aquel para absorción de energía cero. La máxima altura de este balanceo es indicada por el puntero o flecha en la escala. Dado que esta escala está calibrada, nosotros podemos leer la cantidad de energía requerida para romper la probeta, directamente de la escala Este valor, conocido como energía de rotura, es la principal información obtenida del ensayo de impacto Charpy. Esta energía es expresada en libras-pie de energía. Mientras que los resultados del ensayo Charpy son expresados en libras-pie de absorción de energía, hay otras maneras de describir la tenacidad de entalla de un metal. Éstos son determinados por la medición de varios aspectos de la probeta de Charpy rota. Estos valores son la expansión lateral y el corte porcentual. La expansión lateral es una medida de la deformación lateral producida durante la fractura de la probeta, Es medida en términos de milésimas de pulgada. El corte porcentual es una expresión para el valor de la fractura superficial que ha fallado en una forma dúctil o de corte. No importa cuál de estos métodos de medición es usado, nosotros generalmente consideramos los resultados de una serie entera de ensayos. Una vez que hayamos ensayado un número de probetas a varias temperaturas, podemos determinar cómo cambian los valores con la temperatura. Si nosotros graficamos estos valores en función de la temperatura, vamos a obtener curvas que tiene un valor horizontal superior y uno inferior con una zona intermedia casi vertical. Para cada categoría de medición, hay una temperatura a la cual los valores caen abruptamente, Estas temperaturas son conocidas como temperaturas de transición, lo que significa que el comportamiento del material cambia de relativamente dúctil a frágil a esa temperatura. El diseñador puede saber si ese metal se va a comportar satisfactoriamente por encima de esa temperatura. Ejemplos de estas curvas de transición son mostrados en la figura N° 16. Además del ensayo Charpy, hay otros que pueden ser aplicados para varas aplicaciones. Otros ensayos usados para medir la tenacidad de entalla del metal 26

ENSAYOS DESTRUCTIVOS

incluyen el drop weight nilductility, explosion bulge, dynamic tear y crack tip opening displacement (CTOD). Estos ensayos emplean diferentes tipos de probetas como también diferentes formas de aplicar la carga.

Figura N° 16 - Determinación de la Temperatura de Transición

3.4. ENSAYOS VOLUMETRICOS Este grupo de ensayos es diseñado para ayudar en la determinación de la sanidad de un metal, o si está libre de imperfecciones. Los ensayos volumétricos son usados rutinariamente para la calificación de procedimientos de soldadura y de soldadores. Después de que una chapa de ensayo haya sido soldada, las 27

ENSAYOS DESTRUCTIVOS

probetas son removidas y sometidas al ensayo volumétrico para determinar si el metal de soldadura contiene alguna imperfección o defecto. Hay tres tipos generales de ensayos destructivos volumétricos: doblado, nick-breck y desgarre de filete. (La sanidad también puede ser determinada por ensayos no destructivos como ultrasonido y rayos, por ejemplo). El primer tipo, ensayo de doblado, puede ser realizado de diferentes formas. Este es probablemente el ensayo más comúnmente usado para juzgar la calificación adecuada de un soldador en una probeta de ensayo Los diferentes tipos de ensayos de doblado son generalmente nombrados de acuerdo al tipo de orientación de la soldadura respecto a la acción de doblado. Hay tres tipos de ensayos de ensayos de doblado de soldadura transversales: cara, raíz y lateral. Con estos tres tipos, la soldadura reposa a lo largo del eje longitudinal de la probeta y el tipo se refiere al lado de la soldadura que es colocado a la tracción durante el ensayo. Esto es, la superficie de soldadura es estirada en un doblado de cara, la raíz de la soldadura es estirada en un plegado de raíz y el lateral de una sección transversal de una soldadura es estirado en un plegado lateral. La figura N° 17, muestra esquemas de estos tres tipos de probetas de doblado. Figura N° 17 – Probetas típicas de doblado transversal

Los ensayos de doblado son generalmente realizados usando algún tipo de guía de doblado. Hay tres tipos básicos: doblado guiado, doblado guiado con equipo de rolado y doblado guiado por enrollado. La guía de doblado del ensayo de doblado guiado estándar, mostrada de la figura N° 18, consiste de un punzón 28

ENSAYOS DESTRUCTIVOS

(también llamado macho) y una hembra que forma la superficie de doblado, le da la forma de U.

Figura N° 18 - Macho y hembra del ensayo de doblado guiado

Para realizar un ensayo de doblado, la probeta es colocada a lo largo de la hembra (que tiene topes) con el lado a colocar en tracción de cara a la hembra. El macho es colocado sobre el área de interés y forzado a doblar a la probeta y dejarlo con forma de U. La probeta es removida y evaluada. El segundo tipo de ensayo de doblado guiado, es similar al estándar excepto que está equipado con rodillos en lugar bordes endurecidos. Esto reduce la fricción contra la probeta permitiendo que se alcance el doblado con menos fuerza. El último tipo de ensayo de doblado guiado es conocido como el de enrollado. Lleva este nombre porque la probeta es doblada siendo envuelta alrededor de un pin fijo, como muestra la Figura N° 19. Muchos ensayos de calificación para aceros dulces requieren que la probeta sea doblada alrededor de un macho que tenga un diámetro igual a cuatro veces el espesor de la probeta. Por eso, una probeta de 3/8” de espesor debe doblarse alrededor de un macho de 1,5” de diámetro. Esto resulta en un alargamiento de aproximadamente un 20% de la superficie exterior al macho. Si se emplea un macho más pequeño, el alargamiento es mayor. En ensayos de calificación de probeta de soldado, donde el metal de soldadura es mucho más fuerte que el metal base, hay una mayor tendencia de la probeta a hundirse en el metal base próximo a la soldadura que a deslizarse suavemente alrededor del macho. Si no hay disponible un enrollador, puede ser beneficioso

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seleccionar una probeta de doblado longitudinal más que una transversal. La soldadura se apoya en línea con el eje longitudinal de la probeta de doblado longitudinal. Esto es mostrado en la figura N° 20

Figura N° 19 - Doblado Guiado Enrollado

Figura N° 20 – Probeta de Doblado Longitudinal

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Con cualquiera de estos ensayos de doblado, las probetas deben ser preparadas cuidadosamente para prevenir cualquier imprecisión en el ensayo. Cualquier amolado realizado sobre la superficie debe ser orientado en la misma dirección del doblado para que no generen entalladuras transversales (concentración de tensiones) que pueden provocar que la probeta falle prematuramente. Las esquinas de la probeta se le deben realizar radios para disminuir la concentración de tensiones. Para probetas removidas de probetas de ensayos en caños, el lado de la probeta doblada contra el punzón debe ser aplanado para evitar que se doble en la dirección transversal a la dirección de doblado. La aceptabilidad de los ensayos de doblado en probetas es normalmente basada en el tamaño o número de defectos que puedan aparecer sobre la superficie tensionada. El código aplicable va a dictaminar el criterio exacto de aceptación o rechazo. El próximo tipo de ensayo volumétrico debe a ser discutido es el nick-break test. Este ensayo es usado exclusivamente en la industria de tuberías como describe API 1104. Este método juzga la sanidad de la soldadura fracturando la probeta a través de la soldadura de manera que la superficie de la fractura pueda ser examinada en busca de discontinuidades. La entalla es localizada en la zona de soldadura mediante el uso de serruchos a lo largo de dos o tres superficies. Una probeta típica de Nick-Break test es mostrada en la figura N° 21. Figura N° 21 – Probeta Nick Break

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Una vez que la probeta ha sido cortada, es luego fracturada por tracción en una máquina de tracción, golpeando el centro con un martillo mientras se sostiene desde los extremos o golpeando en un extremo con un martillo mientras en el otro queda sostenido en un viso. El método de fractura no es significativo porque el interés no está centrado en cuánta fuerza es necesaria para fracturar la probeta. La meta es fracturar a la probeta a través de la zona soldadura de manera que pueda ser determinada cualquier imperfección presente. La superficie de fractura es luego examinada en todas las áreas por la presencia de inclusiones de escoria, porosidad o falta de fusión. Si están presentes, son medidas y aprobadas o rechazadas basándose en las limitaciones del código. Los requerimientos para API 1104 son mostrados gráficamente en la Figura N° 22

Figura N° 22 - Evaluación de la probeta de Nick Break

El último ensayo volumétrico a ser mencionado es el fillet weld break test. Como los otros dos tipos, este ensayo volumétrico es usado principalmente en la calificación de soldadores. Este el único ensayo requerido para la calificación de punteadores de acuerdo con AWS D1.1. Una probeta para el ensayo de desgarre de filete es mostrada en la Figura N° 23. Una vez que la probeta es soldada, es rota mediante un golpe como se muestra en la figura N° 24. Con este ensayo, el inspector está buscando una soldadura con una apariencia superficial satisfactoria. Luego, la superficie de la fractura es examinada para asegurarse que la soldadura tenga evidencia de haber fundido hasta la raíz de la junta y que no hay áreas con falta de fusión en el metal base o poros de más de 3/32” en su máxima dimensión.

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Figura N° 23 - Probeta del Ensayo de Desgarramiento de Filete

Figura N° 24 - Método para Romper la Probeta del Ensayo de Desgarramiento de Filete

Estos ensayos volumétricos son usados rutinariamente en muchas industrias. Su aplicación y evaluación parece ser simple. De todos modos, el inspector de soldadura debe estar prevenido que la evaluación de estos ensayos puede no ser tan simple como pueda parecer según las especificaciones y códigos. Por esta razón es deseable para el inspector de soldadura que invierta tiempo en estos ensayos para familiarizarse con su interpretación y ejecución.

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ENSAYOS DESTRUCTIVOS

3.5. ENSAYO DE FATIGA El último método de ensayo a ser discutido es el ensayo de fatiga. Este es un tipo de ensayo que posibilita la determinación de la resistencia a la fatiga de un metal. Las cargas de fatiga son las cargas cíclicas de un componente. Los ensayos de fatiga ayudan a los diseñadores a determinar de qué manera un metal va a resistir las roturas cuando sea cargado cíclicamente con cargas a la fatiga. Normalmente una serie de ensayos de fatiga son realizados para llegar al límite de resistencia para un metal. Los ensayos son conducidos en varios niveles de tensión hasta que la máxima tensión es encontrada, debajo de la cual el metal debe tener vida infinita a la fatiga. Dado que la fatiga está fuertemente influenciada por la terminación superficial y configuración, la preparación de las probetas de fatiga es extremadamente crítica. Solamente pequeños defectos alcanzan para provocar cambios significativos en los resultados. De manera que si no se toma suficiente cuidado en esta etapa, al final los resultados pueden no ser válidos. Los ensayos de fatiga pueden ser realizados de diferentes formas. El ensayo específico a ser usado depende de la carga esperada del metal en servicio. Esa carga puede ser de flexión en el plano, flexión rotativa, torsión, tracción, compresión o combinaciones de éstas. Cuando la carga es en la dirección axial o longitudinal,

los

ciclos pueden

ser

tales que

la

probeta es cargada

alternativamente a tracción y compresión. Esto es generalmente el caso más severo. El inspector de soldadura debe estar prevenido de los aspectos de la fatiga de los metales, pero raramente está involucrado en el ensayo de un metal a la fatiga.

3.6. ENSAYOS

DESTRUCTIVOS

PARA

LA

DETERMINACIÓN

DE

LA

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS METALES Los ensayos que han sido previamente discutidos son usados para determinar las propiedades mecánicas de un metal. También es importante la composición química de los metales. De hecho, la composición química de un metal determina en gran medida las propiedades mecánicas de ese metal. Frecuentemente es necesario determinar la composición química de un metal. Tres son los métodos comúnmente empleados, espectrógrafo, combustión y análisis químicos por vía húmeda.

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El inspector de soldadura raramente va a ser requerido para realizar un ensayo químico. De todos modos, él o ella pueden tener que ayudar en la extracción de muestras para análisis, o revisar los análisis para determinar si un metal cumple con una especificación determinada. Para más información sobre análisis de metales, refiérase a las normas de ASTM que cubren este tema. Los métodos particulares para el acero están en al ASTM A 751 Standard Methods, Practices, and Definitions for Chemical Analysis of Steel Products.

El análisis de los metales puede ser hecho en el campo usando la técnica de rayos X fluorescentes. Mientras que esta técnica tiene limitaciones en el análisis elemental, puede ser de mucha ayuda en prevenir mezclas de materiales y de clases de aleaciones. Cuando solamente se necesita determinar el tipo de metal, hay juegos de patrones basados en las propiedades magnéticas o cambios cualitativos de color provocados por reactivos que son de mucha ayuda. También hay equipos portátiles de espectrografía para cuando se necesitan análisis de campo más precisos.

Otro grupo de ensayos que generalmente pueden ser clasificados como ensayos químicos son los ensayos de corrosión. Estos ensayos están específicamente diseñados para determinar la resistencia a la corrosión de un metal o de una combinación de metales. Las pérdidas por corrosión de metales le causan a la industria daños por billones de dólares al año.

Los diseñadores están muy preocupados acerca de cómo un metal se va a comportar en un medio corrosivo particular. Los ensayos para determinar el grado de resistencia a la corrosión son diseñados para simular las condiciones posibles y reales que va a encontrar el metal durante su servicio. Algunas de las consideraciones que deben ser tenidas en cuenta cuando se realiza un ensayo de corrosión son la composición química, el medio corrosivo, la temperatura, la presencia de humedad, la presencia de oxígeno y otros metales y las tensiones presentes. Si algunos de estos aspectos son ignorados, el ensayo de corrosión puede arrojar resultados no válidos.

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3.7. ENSAYOS METALOGRÁFICOS Otra manera de aprender acerca de las características de un metal o una soldadura es a través del uso de distintos análisis metalográficos. Estos análisis consisten generalmente de remover una sección del metal o soldadura y pulirla hasta un grado. Una vez preparada, la probeta puede ser evaluada con la ayuda de la vista humana o con algún medio de magnificación. Los análisis metalográficos están clasificados como microscópicos o macroscópicos. La diferencia entre ellos es el aumenta que es usado. Los análisis macroscópicos son generalmente realizados con aumentos de hasta 10X o menos. Los microscópicos, usan aumentos de más de 10X. En un análisis de macro típico pueden ser observados un gran número de aspectos diversos. Una sección transversal de soldadura puede proveer una probeta macroscópica para determinar cosas como la profundidad de fusión, la profundidad de penetración, la garganta efectiva, la sanidad de la soldadura, el grado de fusión, la presencia de discontinuidades en la soldadura, el número de pasadas, etc. Una foto de una probeta es conocida como fotomacrografía. Fotomacrografías típicas son mostradas en la Figura N° 25.

Figura N° 25 - Fotomacrografías de Soldadura

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Muestras micrográficas pueden ser usadas para determinar varios aspectos. Están incluidos los micro-constituyentes, la presencia de inclusiones, la presencia de defectos microscópicos, la naturaleza de las fisuras, etc. De

la

misma forma,

fotos

de

las

micrografías

son

conocidas

como

fotomicrografías. La Figura N° 26, muestra algunas fotomicrografías típicas. Ambos análisis pueden ser de mucha ayuda en asuntos como análisis de fallas, procedimientos de soldadura y calificación de soldadores y control del proceso.

Figura N° 26 - Fotomicrografías Típicas

Los dos tipos de probetas también difieren en la preparación requerida. Algunas probetas paramacrografías solamente necesitan un acabado circular con una lija de grano 80, mientras que las probetas para micrografías necesitan un desbaste muy fino hasta grano 600 y un pulido posterior para llevarlo a terminación espejo. Ambas usualmente requieren un ataque para revelar la estructura.

El ataque se realiza agregando un reactivo que remueve las capas superficiales, dejando expuesta la estructura de los granos que está debajo. Puede obtenerse una información considerable acerca de las propiedades de los metales haciendo una simple evaluación de una macro o micrografía. Los análisis metalográficos son una herramienta importante para el inspector de soldadura y para el ingeniero.

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4. CONCLUSIONES  Se han dado numerosos detalles acerca de algunos de los más importantes métodos de ensayos destructivos disponibles, para determinar las distintas propiedades de los materiales.  Muchos de esos análisis parecen simples, muy a menudo involucran más de lo que se ve a primera vista, debiendo tenerse la experiencia necesaria para poder ejecutarlos y obtener los resultados más precisos.  Con el ensayo de los materiales deben determinarse los valores de resistencia, verificarse las propiedades y establecerse el comportamiento de aquellos bajo la acción de las influencias externas.  El ensayo de Tracción es el que se efectúa con más frecuencia en los materiales que se emplean para la construcción de máquinas, debido a que suministra las más importantes propiedades necesarias para formar juicio sobre el material. Durante el ensayo la probeta provista de extremos con espaldilla de apoyo es colgada en la máquina de tracción y se va alargando paulatinamente, determinándose al mismo tiempo los esfuerzos que señala la máquina. La forma de la probeta al inicio, al momento de llegar a la carga máxima finalizando en la ruptura  Dentro de los ensayos de Dureza, existe tres tipos de ensayo, donde se aplica los métodos de Brinell, Vickers y Rockwell, estos métodos difieren uno de otro en el tamaño de la impronta producida. El ensayo de Brinell es el más usado, y el de microdureza el menos empleado

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BIBLIOGRAFÍA  Tecnología de Inspección de Soldadura (Módulo 6) – Propiedeades del Metal Base y Ensayos Destructivos  Propiedades de los Materiales - Pedro Alburquerque Parra / Departamento de Tecnología - Alhama de Murcia  Ciencia de Materiales II – Ing. Fernando Vergara Camacho / Ing. Norma Julieta Martínez Cervantes  Ensayos Destructivos y No Destructivos de Probetas de Acero Soldadas con Electrodos Revestidos - Hector Legue Legue (Ingeniero Civil Mecánico) / Universiada Austral de Chile  Ensayos Destructivos Metalúrgicos – Revista Digital para profesionales de la Enseñanza – Federación de Enseñanza de CC. OO. De Andalucía – mayo 2011  Ensayo de Materiales http://es.wikipedia.org

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