• Author / Uploaded
• Marcela Aguirre

• Categories
• Fatiga (Material)
• Ensayo no destructivo
• Dureza
• Acero
• Inclinarse

Citation preview

ENSAYOS MECÁNICOS DEL ACERO

Cuando se quiere diseñar una estructura metálica se debe conocer las prestaciones que deben tener los materiales constituyentes. Como sabemos hay muchos tipos de aceros y se establecen una serie de ensayos mecánicos, con el fin de seleccionar el más apropiado para utilizarlo en la estructura.

CLASIFICACIÓN DE LOS ENSAYOS • Los ensayos mecánicos al acero pueden ser clasificados en dos grupos:

No Destructivos

Destructivos

Ensayo microscópico y rugosidad superficial

Ensayo de tracción Ensayo de resiliencia Ensayo de compresión Ensayo de cizallamiento Ensayo de flexión Ensayo de torsión Ensayo de plegado Ensayo de fatiga

Ensayo por ultrasonido Ensayos por líquidos penetrantes Ensayos por partículas magnéticas Ensayo de dureza

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Microscópico / Ultrasonido / Líquido Penetrante / Partículas Magnéticas / Dureza

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS • Se denomina ensayo no destructivo a cualquier tipo de prueba practicada a 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. • El objetivo de estos ensayos es detectar discontinuidades superficiales e internas en materiales, soldaduras, componentes en partes fabricadas. Estos no ofrecen una gran cantidad de información comparados con los ensayos destructivos, sin embargo tiene la ventaja, como su nombre los dice, de no destruir lo ensayado, lo que hace que sean más baratos para el propietario de la pieza. • Su finalidad es verificar la homogeneidad del material encontrando grietas o micro fisuras en la pieza.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Usos recurrentes Durante la recepción de las materias primas; para comprobar la homogeneidad, la composición química y evaluar ciertas propiedades mecánicas. Durante los diferentes pasos de un proceso de fabricación; para comprobar si el componente está libre de defectos que pueden producirse por un mal maquinado, un tratamiento térmico incorrecto o una soldadura mal aplicada.

En la inspección final o de la liberación de productos terminados; para garantizar al usuario que la pieza cumple o supera sus requisitos de aceptación. En la inspección y comprobación de partes y componentes que se encuentran en servicio. Debido a que no se alteran las propiedades del material y por lo tanto no existen desperdicios, con el empleo de los Ensayos No Destructivos sólo hay pérdidas cuando se detectan piezas defectuosas.

Este tipo de inspección es muy rentable cuando se inspeccionan partes o componentes críticos, en los procesos de fabricación controlada o en la producción de piezas en gran escala.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Ensayo microscópico y rugosidad superficial •

Para someter una probeta de acero al ensayo microscópico esta debe ser preparada de manera que quede plana y pulida, para ello se procede de la siguiente manera: 1. Corte de la muestra: En este proceso la muestra se raya, lo cual mostrara la estructura del material transformado por la aplicación de calor y fricción del corte. Para disminuir este efecto se debe considerar lubricación de la probeta, un corte a bajar revoluciones y poca presión del disco de corte con la probeta.

2. Desbaste: En este proceso se reducen las rayas producidas por el corte. Se realiza en una pulidora empleando discos abrasivos de distintos diámetros de partícula, cada vez más finos. 3. Pulido: Se realiza con paños especiales, y como abrasivo, se puede utilizar polvo de diamante o alúmina. El primero se aplica con un aceite especial, para lubricar y extender la pasta de diamante y el segundo con agua. El pulido finaliza cuando la probeta es un espejo perfecto. 4. Ataque químico: En este punto la probeta es plana y está pulida, es un espejo. El ataque químico pondrá de manifiesto la estructura del metal ya que atacará los bordes de los granos y afectará de manera diferente a las distintas fases presentes en el metal. 5. Microscopio metalográfico: El microscopio metalográfico se diferencia del ordinario, fundamentalmente, en su sistema de iluminación. La luz no puede atravesar el metal y por tanto la luz entra en el objetivo después de ser reflejada en la probeta metálica.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Ensayo microscópico y rugosidad superficial

RESULTADO DEL ENSAYO

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Ensayo microscópico y rugosidad superficial Hay varios métodos para determinar el tamaño de grano de un metal. Uno de ellos consiste en tomar un microfotografía, con una cámara adaptada, a 100 aumentos (como la de la imagen de la izquierda) y compararla con los patrones de la ASTM (American Society for Texting Materials). A partir de estos patrones se pueden deducir el tamaño medio de grano y su superficie.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Ensayo por ultrasonido • El objetivo principal del ensayo es los defectos en el interior del acero puedan ser detectadas a tiempo. Algunos defectos pueden ser vistos en el exterior de la placa, que a menudo significan su descalificación inmediata, pero otros defectos se pueden ocultar en el interior del acero, donde las partículas de metal no se han combinado adecuadamente y forman áreas problemáticas. Al igual que nudos en una tabla de madera, estos defectos pueden causar que la placa se deforme con el tiempo, o poner en peligro su integridad de manera que se rompa con demasiada facilidad. • Como se sabe, una onda ultrasónica incidente, en parte se refracta y en parte se refleja si existe una variación de la resistencia a la onda sonora, como en el caso en que exista un defecto dentro del material. De ello se derivan dos procedimientos de ensayo, basados respectivamente, en la evolución de la parte transmitida de la onda o de la parte reflejada de la misma.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Ensayo por ultrasonido

• Se puede aplicar esta técnica en un gran número de productos conformados • Permite detectar discontinuidades tanto superficiales, subsuperficiales e internas. • Puede aumentarse la sensibilidad del equipo. • Los equipos pueden ser portátiles y adaptables a un gran número de condiciones.

• El equipo y los accesorios son costosos. • Deben emplearse varios tipos de palpadores a fin de determinar todas las discontinuidades presentes en la pieza, preferiblemente cuando se trata de piezas que no han sido ensayadas anteriormente. • El personal destinado a realizar los ensayos debe poseer una amplia experiencia y calificación en el manejo de la técnica y los equipos.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Ensayo por ultrasonido

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Ensayo líquido penetrante •

El objetivo principal del ensayo es la detección de discontinuidades abiertas en la superficie de la pieza – tales como roturas, pliegues, intrusiones, porosidades – por la introducción de un líquido penetrante en la misma.

•

El procedimiento de ensayo se resume de la siguiente manera: 1.

Se limpia la superficie de la muestra de manera que esté libre de agua, aceite o cualquier otro agente contaminante.

2.

Se aplica, por pulverización mediante aerosoles, un líquido con un gran poder de penetración (baja tensión superficial) sobre la superficie para que entre en los posibles defectos de la pieza; se deja secar la pieza entre 15 - 20 min.

3.

A continuación se elimina el exceso de líquido penetrante; para ello se impregna un papel con el eliminador y se frota la superficie de la pieza.

4.

Finalmente se aplica un tercer líquido blanco llamado revelador, con gran capacidad de absorción. Este líquido absorbe el penetrante que ha quedado en las discontinuidades quedándose manchado justo en el lugar donde existe un defecto.

5.

Luego se realiza la inspección de la pieza visualmente.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Ensayo líquido penetrante

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Partículas magnéticas • Este método de Prueba No Destructiva, se basa en el principio físico conocido como magnetismo, el cual exhiben principalmente los materiales ferrosos como el acero y consiste en la capacidad o poder de atracción entre los metales. Es decir, cuando un metal es magnético, atrae en sus extremos o polos a otros metales igualmente magnéticos o con capacidad para magnetizarse.

• 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, semi-rectificada, etc.), según las necesidades de cada inspección.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Partículas magnéticas Ventajas • Método simple, fácil, portable y rápido. Desventajas

• Las piezas deben ser limpiadas antes y desmagnetizadas después. • El flujo magnético debe ser normal al plano del defecto.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Partículas magnéticas

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Dureza • La dureza se define ingenierilmente como la resistencia a la penetración. Esta resistencia es la función de las propiedades mecánicas del material, sobre todo de su límite elástico y, en menor grado, de su tendencia al endurecimiento de trabajo, y del módulo de elasticidad. Por tanto, las pruebas de dureza pueden proporcionar datos de los que se pueden derivar muchas propiedades mecánicas importantes. Y, puesto que las pruebas de dureza se pueden llevar a cabo fácil y rápidamente, se usan ampliamente y se emplean para controlar procesos, así como para inspeccionar y determinar la aceptación de materiales y componentes. • Las pruebas de dureza comunes se basan en la aplicación lenta de una carga fija a un muescador que se abre paso sobre la superficie lisa de la muestra. Una vez que se quita la carga, se mide el área o bien la profundidad de la penetración, lo cual indica la resistencia a la carga. A continuación se analizan tres clases de pruebas.

Prueba de Brinell

Prueba de Rockwell Prueba con penetrador piramidal

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Dureza • La prueba de Brinell se basa en cargas mecánicas o Prueba de Brinell Prueba de Rockwell

Prueba con penetrador piramidal

hidráulicas hasta de 3,000 kg, que actúan a través de una bola de 10 mm de acero endurecido o de carburo. • A fin de compensar las variaciones en la respuesta de los materiales a la aplicación de la carga, se debe especificar el tiempo que ésta se aplica. • Para materiales duros, tales como el acero, un período de carga de quince segundos es el apropiado. • Después de quitar la carga, el diámetro de la impresión hecha por la bola se mide en milímetros. donde: F : es la carga a utilizar, en Kp D : es el diámetro de la bola, en mm d : es el diámetro de la huella dejada en superficie, en mm

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Dureza • Las pruebas de Rockwell dependen de la medición de la profundidad Prueba de Rockwell

Prueba con penetrador piramidal

diferencial de una deformación permanente, producida por la aplicación y la eliminación de cargas diferenciales. • Entre los penetradores se incluyen diamantes de forma cónica, conocidos como Brale, y bolas de acero duro, cuyos diámetros varían 1/16 a 1/2 pulgada. • Las pruebas Rockwell estándar requieren que se emplee una carga ligera de 10 kg, para asentar firmemente el penetrador en la superficie de la muestra; esto se conoce como carga menor. Después de la aplicación de la carga menor, se pone a cero el calibrador de profundidad y se aplica y se retira una carga mayor, llamada carga principal. Mientras está; actuando todavía la carga menor, se mide la profundidad de penetración permanente. El indicador de profundidad, que sirve para medir la penetración, se calibra en forma tal que su lectura se haga directamente en índices de dureza, en vez de pulgadas. Las cargas más usuales para las pruebas Rockwell están dar son de 60, 100 y 150 Kg.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Dureza • La ventaja de un penetrador piramidal sobre el de bola, reside en

Prueba con penetrador piramidal

la facilidad relativa con que se mide la diagonal de la impresión. • Se aplican cargas ligeras por medio de un sistema de pesas y palancas. • En la práctica, el índice de dureza se determina a partir de tablas de carga y mediciones diagonales.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Dureza 1.

2. 3. 4.

5.

6. 7.

Escoja la combinación correcta de pesas (que se encuentran en la parte posterior de la máquina) y penetradores, de acuerdo con la dureza que desee usar. Asegúrese de que la palanca ( 4) esté en posición de avance (la más próxima a usted). Coloque la muestra en el yunque, en posición para la prueba. Haga girar lentamente los radios de la rueda ( 1 ) en el sentido de las manecillas del reloj. Después de hacer contacto suavemente, siga elevando la muestra hasta que la aguja pequeña ( 5) esté casi en línea con el pequeño punto negro y la aguja grande (6) esté dentro del sector coloreado (7) . Entonces, la carga menor se habrá aplicado a la muestra. Después del paso d), la aguja grande ( 6) del cuadrante estará casi vertical. Ahora, haga girar el collar moleteado (2) hasta que la línea "SET" de la escala del cuadrante esté en línea y debajo de la aguja grande (6). Suelte la palanca de disparo (3). Esto dispara el mecanismo que aplica la carga principal. La palanca se alejará automáticamente de usted. Luego que la palanca ( 4) esté en reposo ( contra un "tope" y alejada de usted), vuelva a tirar suavemente de ella, hacia usted, hasta donde llegue. Si se hace esto bruscamente, se obtendrá una lectura falsa, debido a la percusión.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS Tracción / Resiliencia / Compresión / Cizallamiento / Flexión / Torsión / Plegado / Fatiga

ENSAYOS DESTRUCTIVOS • El ensayo destructivo también abreviado con las letras (ED), es considerado a cualquier tipo de ensayo o prueba practicada; en la que a un material se le cause una alteración de forma permanente a sus propiedades ya sea física, mecánica, dimensionales, químicas. • Los ensayos destructivos provocan un daño totalmente perceptible y los diferentes tipos de métodos utilizados para este tipo de ensayos se basan en la aplicación de una fuerza de forma creciente hasta provocar fisuras o roturas de las materiales. • En general los ensayos de este tipo proporcionan datos de forma exacta del comportamiento de las muestras sometidas a algún tipo de esfuerzo o carga de forma creciente. • Los ensayos destructivos a su vez se pueden complementar con los ensayos no destructivos ya que estos en ocasiones buscan solo verificar la homogeneidad y continuidad del material.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Tracción • El objetivo principal es someter una probeta a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produzca su colapso o rotura. La dimensión y condición de la probeta se encuentra previamente normalizada. • ES EL ENSAYO DESTRUCTIVO MÁS IMPORTANTE, en donde se coloca una probeta en una maquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra móvil. Se procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza móvil.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Tracción

• La máquina de ensayo impone la deformación desplazando el cabezal móvil a una velocidad seleccionable. La celda de carga conectada a la mordaza fija entrega una señal que representa la carga aplicada, las máquinas poseen un plotter que grafica en un eje el desplazamiento y en el otro eje la carga leída. • Las curvas tienen una primera parte lineal llamada zona elástica, en donde la probeta se comporta como un resorte: si se quita la carga en esa zona, la probeta regresa a su longitud inicial. • Cuando la curva se desvía de la recta inicial, el material alcanza el punto de fluencia, desde aquí el material comienza a adquirir una deformación permanente. A partir de este punto, si se quita la carga la probeta quedaría más larga que al principio. El valor límite entre la zona elástica y la zona plástico es el punto de fluencia y la fuerza que lo produjo la designamos como límite de fluencia (LF).

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Tracción • Luego de la fluencia sigue una parte inestable, que depende de cada acero, para llegar a un máximo en F máx. . Entre LF y F máx. la probeta se alarga en forma permanente y repartida, a lo largo de toda su longitud. En F máx. la probeta muestra su punto débil, concentrando la deformación en una zona en la cual se forma un cuello. • La deformación se concentra en la zona del cuello, provocando que la carga deje de subir. Al adelgazarse la probeta la carga queda aplicada en menor área, provocando la ruptura. La figura muestra la forma de la probeta al inicio, al momento de llegar a la carga máxima y luego de la ruptura.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Tracción

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Resiliencia • La resiliencia es una magnitud que cuantifica la cantidad de energía por unidad de volumen que almacena un material al deformarse elásticamente debido a una tensión aplicada. En términos simples es la capacidad de memoria de un material para recuperarse de una deformación, producto de una presión externa. • Es más conocido como Ensayo de Impacto. • El ensayo de impacto consiste en: a) Dejar caer un pesado péndulo, el cual a su paso golpea una probeta que tiene forma paralelepípeda ubicada en la base de la máquina. b) La probeta posee un entalle estándar para facilitar el inicio de la fisura; este entalle recibe el nombre de V-Notch. Luego de golpear la probeta, el péndulo sigue su camino alcanzando una cierta altura que depende de la cantidad de energía disipada al golpear. c) Las probetas que fallan en forma frágil se rompen en dos mitades, en cambio aquellas con mayor ductilidad se doblan sin romperse. Este comportamiento es muy dependiente de la temperatura y la composición química, esto obliga a realizar el ensayo con probetas a distinta temperatura, para evaluar la existencia de una "temperatura de transición dúctil-frágil".

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Resiliencia • Se realizan dos tipos de ensayos: a) Charpy  en el que la probeta se apoya en un soporte y recibe el impacto en el centro por la cara opuesta a la hendidura.

b) Izod  en el que la probeta se embute hasta la mitad, recibiendo el impacto en el extremo del voladizo por la cara de la entalla.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Resiliencia

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Compresión • No es frecuente que en las especificaciones mecánicas de los aceros se exija esta prueba, por lo cual es raro el caso en que haya que hacerla. La razón de no usarse es porque los metales tienen en la práctica, por lo general, el mismo límite elástico en la compresión que en la tensión y es mucha más fácil realizar la segunda que la primera. • El ensayo de compresión es poco frecuente en los metales y consiste en aplicar a la probeta, en la dirección de su eje longitudinal, una carga estática que tiende a provocar un acortamiento de la misma y cuyo valor se irá incrementando hasta la rotura o suspensión del ensayo. El diagrama obtenido en un ensayo de compresión presenta para los aceros, al igual que el de tracción un periodo elástico y otro plástico.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Compresión • Para verificar la prueba de compresión, se coloca la barra entre un soporte de boca plana en la parte superior y en la inferior. Previamente se ha tomado exactamente el diámetro y la altura de la barra. Se va metiendo carga en la máquina, pero no continua, sino escalonadamente, con el fin de ir tomando cuidadosamente la longitud y el diámetro máximo de la barra. Estos datos se van apuntando, hasta la rotura o hasta llegar a un límite de aplastamiento tal, que impida el continuar la prueba. • Las probetas cilíndricas deben ser de una altura doble con respecto al diámetro. Los aceros frágiles (de fundición) rompen prácticamente sin deformaciones y los dúctiles como, aceros maleables, sufren grandes acortamientos sin llegar, en algunos casos, a la ruptura propiamente dicha. En estos materiales el ensayo carece de importancia ya que se deforman continuamente hasta la suspensión de la aplicación de la carga.

• El rozamiento que existe entre la superficie de la probeta y el elemento transmisor de las cargas, que tiende a impedir la libre expansión transversal de la probeta, produce lo que se denomina “efecto zunchado”, es por eso que las cilíndricas toman forma de tonel o “barril”, que se hace mas notable a medida que disminuye la fragilidad del material, pudiendo transformarse, para los muy maleables, en discos planos sin rotura.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Compresión

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Cizallamiento • El ensayo de cizalle es aquél donde una probeta cilíndrica normalizada, es sometida a la acción de cargas transversales o cortantes y crecientes, a través de discos metálicos; donde luego de sobrepasar las cargas elástica y máxima, finalmente se alcanza la ruptura por deslizamiento.

• En la superficie, cuando falla, puede observarse una forma de media luna y un pequeño plano inclinado poroso que es propio de fallas para materiales dúctiles. Al extraer la probeta, se nota una flexión que experimenta por la disposición del ensayo.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Cizallamiento Punzón de carga Discos de cizalle laterales Disco de cizalle central Sufridera

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Flexión •

El ensayo de flexión combina las fuerzas de compresión (fibras superiores de la probeta) y tracción (fibras inferiores de la probeta).

•

Se denomina, por tanto, flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. Un caso típico son las vigas, las que están diseñas para trabajar, principalmente, por flexión.

•

Este ensayo se basa en la aplicación de una fuerza al centro de una barra soportada en cada extremo, para determinar la resistencia del material hacia una carga estática o aplicada lentamente. Como resultado se obtiene la flecha máxima que es el valor de máxima deformación el cual suele darse en el punto medio de la barra (donde se aplica la carga).

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Flexión • El ensayo de flexión se procede de la siguiente manera: a) Se coloca la probeta cilíndrica de manera biapoyada (como se indica en el esquema anterior) sobre la máquina universal de ensayos. b) Se fija sobre la parte móvil de la prensa o vástago hidráulico una pieza con un radio determinado cuyo contacto con la probeta, por aproximación del elemento móvil de la máquina, aplica la fuerza flexiva sobre la misma. c) Se aproxima la pieza o elemento móvil con el que aplicamos la carga hasta estar en contacto con la probeta y entonces se apoya un reloj comparador sobre la cara plana de esta pieza o elemento móvil de manera que pueda determinarse el valor de la flecha máxima (deformación) cuando se aplique la carga flexiva. d) Por último se aplica una carga flexiva y se anota el resultado de la flecha máxima sobre el reloj comparador.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Flexión

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Torsión • El ensayo de torsión está clasificado como un ensayo destructivo y consiste en someter una probeta a una carga de torsión de forma progresiva hasta lograr su rotura o colapso. Las probetas a su vez deben ser normalizadas, es decirespecificadas sus dimensiones y especificaciones. • El principal objetivo de este tipo de ensayo es el de determinar el comportamiento que experimenta un material dúctil con otro de características frágil. • En este tipo de ensayos el material dúctil suele colapsar en planos ortogonales el eje longitudinal, mientras que el material frágil lo hace según planos a 45°.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Torsión • El ensayo procede de la siguiente manera:

1. Marcar y medir el largo y el diámetro de las probetas. 2. Se coloca la probeta en la máquina, con uno de sus extremo fijos y el otro donde se aplicara torque, el cual es producido por una manivela, la que es girada, manualmente, hasta que la probeta se corta.

3. Mientras se realiza el ensayo de torsión, se registran los torque según las vueltas que se den a manivela y el ángulo correspondiente 4. Se registran los datos en una tabla, con la cual se hará un grafico torsión v/s ángulo de torsión para cada probeta. 5. Las probetas ya cortadas por la torsión, se vuelven a medir con el pie de metro, pero ahora con un largo final “Lf” y un diámetro final “Df”.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Torsión

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Plegado • Este ensayo mide la capacidad de la barra para doblarse hasta llegar a un doblez de radio mínimo sin agrietarse. • Este ensayo sirve para obtener una idea aproximada sobre el comportamiento del acero a la flexión o esfuerzo de doblado, necesaria para prevenir roturas frágiles durante las manipulaciones de doblado y transporte. Se comienza el ensayo, colocando la pieza sobre dos apoyos, cuya separación está normalizada. Se aplica luego una fuerza controlada y que aumenta paulatinamente hasta que la barra se dobla completamente o comienzan a aparecer las primeras grietas

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Plegado •

Si bien este ensayo puede realizarse a distintas temperaturas, lo corriente es hacerlo a temperatura ambiente, entendiéndose como tal la comprendida entre 5º y 40º C.

•

El ensayo se realiza sobre el material en su forma de entrega, de la siguiente manera:

1.

Se apoya la probeta sobre los rodillos, bajando luego el mandril por medio del cual se aplicará la carga, hasta tocar la probeta en el centro de la luz entre rodillos.

2.

Se aplica la carga sobre la probeta en forma lenta y progresiva de modo de no dificultar la fluencia del material, cuidando que el eje neutro de la muestra permanezca en un mismo plano durante el plegado.

3.

Se continúa aplicando la carga, hasta que las dos ramas de la probeta formen un ángulo de 0º, es decir que se haya plegado 180º.

4.

Se descarga la máquina, quitando la probeta y se observa si en el lado extendido han aparecido fisuras en el material.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Plegado

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Fatiga • En el estudio de los materiales en servicio, como componentes de órganos de máquinas o estructuras, debe tenerse en cuenta que las solicitaciones predominantes a que generalmente están sometidos no resultan estáticas ni cuasi estáticas, muy por lo contrario en la mayoría de los casos se encuentran afectados a cambios de tensiones, ya sean de tracción, compresión, flexión o torsión, que se repiten sistemáticamente y que producen la rotura del material para valores de la misma considerablemente menores que las calculadas en ensayos estáticos. • Este tipo de rotura que necesariamente se produce en el tiempo, se denomina de fatiga aunque es común identificarla como roturas por tensiones repetidas, tensiones que pueden actuar individualmente o combinadas.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Fatiga Amplitud Constante • Evalúan el comportamiento a la fatiga mediante ciclos predeterminados de carga o deformación, de amplitud y frecuencia constantes. • Ponderan la capacidad de supervivencia o vida a la fatiga por el número de ciclos hasta la rotura y la resistencia a la fatiga por la amplitud de la tensión para un número de ciclos de rotura predeterminado. • Es usual denominar como resistencia a la fatiga a la máxima tensión bajo la cual el material no rompe. • A este respecto la norma ASTM E define como limite de fatiga a la tensión que corresponde a un número muy elevado de ciclos.

Amplitud Variable • En fatiga, cuando la amplitud del ciclo es variable, se evalúa el efecto del daño acumulado debido a la variación de la amplitud del esfuerzo en el tiempo. • Son ensayos de alto número de ciclos con control de carga, que según el espectro de carga elegido serán más o menos representativos de las condiciones de servicio.

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Fatiga

Deformacione s plásticas del metal

Defecto en el tratamiento y estado de la superficie

Discontinuida d en la superficie del metal

Fallas por fatiga

Distorsión en la red cristalina del metal

Defectos en la superficie del metal

ENSAYOS DESTRUCTIVOS: Fatiga • Una probeta se hace girar por medio de un motor, mientras se le aplica una carga conocida. • La probeta queda sometida a una flexión alternada, que se traduce en que un punto cualquiera de la probeta queda sometido a un ciclo de cargas que va de tracción a compresión. • Esto produce fisuras que se van propagando lentamente, reduciendo el área hasta un punto tal en que la probeta no pueda resistir la carga aplicada y se rompe.

NORMA CHILENA ENSAYOS MÍNIMOS PARA EL ACERO

ENSAYOS MINIMOS Norma Chilena

ACERO HORMIGÓN ARMADO

ACERO PARA USO ESTRUCTURAL

• Ensayos Tracción NCh 200 • Ensayo de doblado de planchas NCh 201

• Ensayos Tracción NCh 200 • Ensayo de Tracción NCh 201 • Ensayo de doblado simple y alternado NCh 202

¿Y QUÉ SUCEDE CUANDO...? CONOCIENDO YA LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO, RESULTADO DE LOS ENSAYOS, ÉSTAS SON SOBREPASADAS…

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN