Materiales Ferrosos & no Ferrosos & Sintéticos & Ensayos ING. ROLANDO AGÜERO MAURICIO
MATERIALES MA TERIALES FERROSO FERROSOS S El Hierro y las Aleaciones
Los diversos tipos de acero: acero al carbono, acero inoxidable, acero al manganeso.
Materiales
Aluminio, Cobre, Plomo, Magnesio, Estaño, Zinc, Níquel, Plata, Platino, aleaciones de Cobre: Bronce, aleaciones de Zinc, latón.
Metálicos
no Ferrosos
Materiales
Inorgánicos no Metálicos Materiales
Orgánicos
Materiales Mixtos
2
Vidrio, cuarzo, porcelana, refractarios, loza, grafito, ladrillos, piedra, amianto, porcelana, fibras de vidrio. Caucho natural, madera, corcho, tejidos, asfalto, resinas, plásticos, caucho sintético. Plásticos reforzados con fibra de vidrio, hormigón armado, hormigón con refuerzo de plástico resistentes.
MATERIALES Y ALEACIONES FERROSOS Material
Hierro Forjado
Hierro de Fundición
Aceros
3
Características
Uso
Soluciones alcalinas diluidas y Fueron los primeros empleados líquidos orgánicos neutros, en en la industria. la industria del petróleo y del alquitrán. Son resistentes al H 2SO4 y a los Fueron los primeros metales álcalis, su desventaja es que empleados en la industria. tienen mucho peso y mayor fragilidad que el acero. Sigue siendo el material más Es excelente en el importante para estructuras por almacenamiento de H 2SO4 su alta resistencia mecánica y concentrado y frio, y también química. Sus propiedades con mezclas de HNO 3 y dependen de la composición de sulfúrico que no contengan más los materiales aleados: C, Ni, Cr, del 25% en solución acuosa. Mn. Los ácidos diluidos corroen la Los ferrosilicios como el durirón superficie de aceros no y corrosirón de 14% de Sílice son protegidos. materiales muy resistentes para el Los aceros inoxidables son ácido nítrico diluido. utilizados en la fabricación de Los aceros inoxidables, inoxidables, 18% de equipos resistentes a la Cr y 8% de Ni son muy corrosión y en especial, para la resistentes a los ácidos orgánicos industria alimentaria y y al ácido nítrico en cualquier materiales médicos. concentración.
MATERIALES NO FERROSOS Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos: Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor que 5 kg/dm³, Ligeros: su densidad esta comprendida entre 2 y 5 kg/dm³. Ultraligeros: su densidad es menor de 2 kg/dm³.
Metales no ferrosos pesados: 1) ESTAÑO (Sn):
Características: se encuentra en la casiterita; su densidad es de 7,28 kg/dm³, su punto de fusión alcanza los 231ºC; tiene una resistencia a la tracción de 5 kg/mm²; en estado puro tiene un color muy brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde; a temperatura ambiente es también muy maleable y blando, sin embargo en caliente es frágil y quebradizo; por debajo de -18ºC se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris, este proceso es conocido como peste del estaño; al doblarse se oye un crujido denominado grito del estaño. Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre + estaño) y las soldaduras blandas (plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%) Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y proteger al acero contra la oxidación.
CASITERITA
2)
COBRE (Cu):
Características: se encuentra en el cobre nativo, la calcopirita, la calcosina, la malaquita y la cuprita; su densidad es de 8,9 kg/dm³; su punto de fusión de 1083ºC; su resistencia a la tracción es de 18 kg/mm²; es muy dúctil, maleable, y posee una alta conductividad eléctrica y térmica.
CUPRITA
CALCOPIRITA
MALAQUITA
Aleaciones y aplicaciones ALEACION
TIPOS/COMPOSICION
BRONCE ( Cu + Sn)
Ordinario: Cu + Sn (5 a Campanas y engranajes 30%) Especial:
Cu + Sn + elementos químicos
LATON
(Cu + Zn)
APLIC ACIONES
Esculturas
y
cables
eléctricos
Ordinario: Cu + Zn (30 a Tortillería 55%) Especial:
Cu + Zn Grifos, tuerca y tornillos elementos químicos
CUPRO ALUMINIO
Cu + Al
Hélices de turbinas
barco,
ALP AC A
Cu + Ni + Zn. Tiene color Joyería barata, cubiertos plateado
CUPRONIQUEL
Cu + Ni (40 a 50%)
Monedas y contactos eléctricos
3)
ZINC (Zn):
Características: se extrae de la blenda y la calamina; su densidad es 7,14 kg/dm³, su punto de fusión es de 419ºC; su resistencia a la tracción es en las piezas moldeadas de 3 kg/mm², y en las piezas forjadas de 20 kg/mm²; es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales; tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales; a temperatura ambiente es muy quebradizo, pero entre 100 y 150ºC es muy maleable.
BLENDA
CALAMINA
APLICACIONES Y ALEACIONES En
forma de aleación
ALEACION
C AR ACTERISTIC AS Y APLIC ACIONES
Latones:
Por ser más barato el Zn que el Sn esta sustituyendo el latón al cobre
Alpaca:
En
Cu + Zn
Cu + Zn + Ni
Atizada
en cubertería, joyería barata y fabricación de estuches
estado Chapas de diferentes Recubrimiento de tejados, canalones y espesores puro cornisas, tubos de bajada de agua y depósitos y recubrimiento de pilas
Recubrimient Galvanizado electrolítico: consiste en recubrir, mediante o de piezas electrolisis, un metal con una capa muy fina de cinc
Galvanizado en caliente: se introduce la pieza en un baño de Zn fundido, enfriado el Zn queda adherido y la pieza protegida Metalizado: se proyectan partículas diminutas de Zn, mezcladas con pinturas sobre la superficie a proteger
Otras formas Óxidos de Zn
Bronceadores, desodorantes Colorantes, conservantes
pegamentos
y
4)
PLOMO (Pb):
Características: se obtiene de la galena, su densidad es 11,34 kg/dm³; su punto de fusión 327ºC; su resistencia a la tracción de 2 kg/mm²; es muy maleable y blando; es de color grisáceo-blanco muy brillante recién cortado, se oxida fácilmente, formando una capa de carbonato básico que lo protege; resiste a los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre. Aleaciones y aplicaciones: En estado puro: Oxido de plomo: pinturas antioxidantes (minio) Tuberías: en desuso Recubrimiento de baterías, protección de radiaciones nucleares (rayos X) Formando aleación: Soldadura blanda: Pb + Sn empleado como material de aportación
5)
CROMO (Cr):
Caracteristicas: su densidad es de 6,8 kg/dm³; su punto de fusión es de 1900ºC; tiene un color grisáceo acerado, muy duro y con una gran acritud, resiste muy bien la oxidación y la corrosión. Aleaciones y aplicaciones: Cromado brillante: para objetos decorativos Cromado duro: para la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas.
CROMO
AROS CROMADOS DE AUTO
6)
NIQUEL (Ni):
NIQUEL
Características: su densidad es 8,85 kg/dm³; su punto de fusión es de 1450ºC; tiene un color plateado brillante y se puede pulir fácilmente, es magnético, es muy resistente a la oxidación y a la corrosión. Resistencia al desgaste ademas: Aumento de dureza Mejora de aspecto (color, brillo, etc.) Aplicaciones y aleaciones: RECUBRIMIENTO QUIMICO Ni + Cr + acero: se emplea para aceros inoxidables CON NIQUEL En aparatos de la industria química En recubrimiento de metales por electrolisis
) WOLFRAMIO (W): Características: su densidad es 19 kg/dm³; su punto de fusión de 3370ºC Aplicaciones y aleaciones: Filamentos de bombillas incandescentes y fabricación de herramientas de corte para maquinas.
WOLFRAMIO
BOMBILLA CON FILAMENTOS DE ALEACION DE WOLFRAMIO
8)
COBALTO (Co): Características: su densidad es de 8,6 kg/dm³, su punto de fusión 1490ºC; tiene propiedades análogas al níquel pero no es magnético Aleaciones y aplicaciones: Se emplea para endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos) y como elemento para la fabricación de metales duros (sinterización) empleados en herramientas de corte. se emplean en la industria y en las turbinas de los aviones. Una aleación con acero llamada acero de cobalto se utiliza para fabricar imanes permanentes.
COBALTO
MOTOR DE COBALTO PARA AVIONES
METALES NO FERROSOS LIGEROS BAUXITA
ALUMINIO (Al): Características: se obtiene de la bauxita, su densidad es de 2,7 kg/dm³; su punto de fusión de 660ºC; y su resistencia a la tracción de 10 kg/mm² (el doble si esta laminado o forjado); es muy ligero e inoxidable; es buen conductor de la electricidad y del calor, pesa poco y es muy maleable y dúctil. 1)
Bobinas de aluminio para la industria aeronáutica
Tipo
Aleación
Aleación Al
Al
+ Mg
Características y aplicaciones Se emplea en aeronáutica y en automoción
+ Ni + Co Potentes imanes permanentes ( Alnico)
2)
Titanio (Ti): Características: se obtiene del rulito y de la limeñita; su densidad es de 4,45 kg/dm³; su punto de fusión 1800ºC; y su resistencia a la tracción de 100kg/mm²; es un metal blanco plateado que resiste mejor la corrosión y la oxidación que el acero; sus propiedades son análogas a las del acero con la propiedad que las conserva hasta los 400ºC Aleaciones y aplicaciones: Se emplea en la fabricación de estructuras y elementos de maquinas aeronáuticas (aleado con el 8% de aluminio); en la fabricación de herramientas de corte, aletas para turbinas y en forma de oxido y pulverizado par la fabricación de pinturas antioxidantes y para el recubrimientos de edificios.
METALES NO FERROSOS ULTRALIGEROS
Magnesio (Mg): Características: se obtiene de la carnalita, dolomita y magnesita; su densidad es de 1,74 kg/dm³; su punto de fusión de 650ºC; y su resistencia a la tracción de 18 kg/mm²; en estado liquido o polvo es muy inflamable, tiene un color blanco parecido al de la plata, es maleable y poco dúctil, es mas resistente que el aluminio Aplicaciones y aleaciones: Se emplea en estado puro, tiene pocas utilidades, excepto en la fabricación de productos pirotécnico y como desoxidante en los talleres de fundición de acero, también en aeronáutica.
M ATERI ALES SINTÉTICOS Sustancias de distintas estructuras y naturalezas que carecen de un punto fijo de ebullición y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones.
Tipos De Plásticos
Acetálicas Las primeras resinas acetálicas comerciales se realizaron en 1959. Son uno de los materiales termoplásticos más rígidos y resistentes que sean conocidos y ofrecen juntos un conjunto de excelentes propiedades como por ejemplo un elevado módulo de elasticidad, alta tenacidad, óptima resistencia a la fatiga, color blanco translúcido muy similar al Nylon. Acetato de celulosa El acetato de celulosa es la primera materia plástica estampada a inyección. Tiene el aspecto de un polvo blanco y debido a su aspecto agradable se utiliza sobretodo para la producción de manufactos transparentes, translúcidos y opacos.
ABS La sigla ABS está compuesta por las tres iniciales de los tres monómeros fundamentales para su preparación: la acrilonitrilo, el butadieno y el estireno. Sus propiedades fundamentales son la tenacidad, la resistencia al choque, la dureza superficial.
Alquidicas Los productos de base más importantes para la producción de resinas alquidicás son todavía hoy la glicerina y la anhídrido ftalica. Además de ser usadas en la industria de las pinturas, las alquidicás sirven para fabricar componentes para el sistema de encendido de los automóviles, interruptores eléctricos, aislantes para motores, componentes para la industria electrónica, eléctrica y televisiva
Ámbar
Es
una resina fósil de plantas coníferas extinguidas que existían especialmente en las costas del Mar Báltico durante el período Eocénico. Conocida desde la más remota antigüedad se utilizaba para la producción de objetos de ornamento con la técnica de grabado o de estampado a presión. Una de las primeras utilizaciones de la Baquelita ha sido la imitación del ámbar.
Asfalto Materia orgánica natural a base de hidrocarburos que se ablanda con el calor. Es un material plástico de color negro.
Marfil Se obtiene, como es conocido, de los colmillos de los animales y está constituido esencialmente por la dentina, o sea sales de calcio y otras substancias orgánicas. Es propio para sustituir el marfil en las bolas de billar que Hyatt llego a inventar la Celuloide.
Alquitrán Es un compuesto de diferentes tipos de hidrocarburos conocido desde la antigüedad como material cementicio y aislante. Es un material plástico que puede ser estampado añadiendo cargas minerales.
Caseína formaldehído Es una materia plástica natural de origen proteica obtenida de substancias orgánicas como la leche desnatada, cuerno o de productos vegetales como semillas de soja. Conocida con el nombre comercial Galalith (Galalite en Italia y Erinoid en el Reino Unido) se presentaba con un aspecto similar al de la Celuloide o bien al marfil o al cuerno artificial.
Celuloide Es la primera de la materia plásticas artificiales, inventadas por J.W. Hyatt iniciando del nitrato de celulosa y alcanfor. Los empleos de esta materia plásticas son infinitos gracias a la facilidad de elaboración, coloración, resistencia y resiliencia. En cambio no se puede someter a inyección ni a compresión ni tampoco trabajarla con el extrusor ya que se descompone sometiéndola a semejantes tecnologías.
Compuestos Los materiales compuestos o plásticos reforzados se obtienen mediante la combinación de una resina termofraguante como el poliester o las epoxídicas, con un refuerzo a base de fibra de vidrio, fibra de carbono, tejido u otros. Esta combinación confiere al manufacturado, características particulares de resistencia mecánica, tanto es así que con dichos compuestos se puede hoy construir: carrocerías para automóviles, carenas para embarcaciones, partes de aeromóbiles, y chasis de bicicleta.
Cuerno Es un material orgánico compuesto de queratina en un porcentaje aproximadamente del 80%. Es termoplástico y se trabaja después de calentarlo en seco o por inmersión en agua hirviendo o con soluciones alcalinas. Después de haberlo ablandado se puede prensar, obteniendo objetos y laminas de variado tipo, como tabaqueras, cajas, botones, peines y plumas. Obtuvo un gran éxito sobre todo en Inglaterra antes de la invención de las materias plásticas.
Ebanita La ebanita es un material obtenido en el siglo pasado por Charles Goodyear, sometiendo la goma a un prolongado proceso de vulcanización. Se trata de un compuesto a mitad de camino entre las materias plásticas autenticas y la goma natural. Durante el prolongado proceso de vulcanización se introducía en la masa del treinta al cincuenta por ciento de azufre, obteniendo un compuesto que poseía un elevado poder dieléctrico.
Epoxídicas Son resinas termofraguantes de una gran importancia técnica y comercial disponibles en el mercado a partir del 1946, inmediatamente después de la segunda guerra mundial. Los productores son numerosos en todo el mundo, sobre todo por el interés desarrollado en los últimos años en la fabricación de los mencionados compuestos hechos a base de resinas termofraguantes (como las epoxídicas y el poliester) con la agregación de refuerzos fibrosos que sirven para aumentar su resistencia mecánica. Además que para los materiales compuestos las epoxídicas se usan en los elementos de la industria electrotécnica, química y mecánica.
Fenólicas Las resinas fenólicas son las mas antiguas y aún hoy las mas usadas entre las resinas termofraguantes. Las masas de estampado fenólico se usan para fabricar elementos de la industria eléctrica.
Fluoruratas Las resinas fluoruratas son materiales termoplásticos producidos en los Estados Unidos a partir del 1950 y han tenido un gran éxito por sus características especialísimas. La más importante de las resinas fluorurate es el politetrafluoroetileno que se suministra generalmente en forma de semielaborado, sucesivamente trasformado con elaboración mecánica y al utensilio. Las resinas fluoruratas tienen diferentes aplicaciones que van desde los equipos para laboratorio a las fibras y a las películas especiales.
Goma laca Es una substancia resinosa producida por algunos insectos que viven en colonias en las ramas de algunas plantas de las Indias Orientales. La goma laca es un material termoplástico soluble en alcohol con propiedades de aislamiento eléctrico, también se usa como barniz. Puede ser trabajada a inyección o mediante extrusión para obtener botones, cajas, marcos, dentaduras y artículos técnicos.
Melamínicas Las resinas melamínicas, como las uréicas, pertenecen al grupo de compuestos termofraguantes llamados aminoplasta. Tienen una importancia fundamental en la fabricación de laminados y también para vajillas, platos, partes de electrodomésticos, muebles, artículos decorativos y elementos de aislamiento.
Homopolímero significa que la cadena molecular del polímero está constituida por numerosas unidades de la misma molécula. Un copolímero en cambio está constituido por más de una unidad de la misma molécula, pero con moléculas diversas insertadas por casualidad, en diversos puntos a lo largo de la cadena. Esta diversidad permite obtener una mayor compacteza en las cadenas homopoliméricas. De esto resulta un punto de fusión más elevado, mayor resistencia, una rigidez más elevada y mayor dureza de superficie respecto a los copolímeros. Homopolímero
Poliamida Ninguno probablemente de los productos sintéticos ha conquistado tan rápidamente la popularidad de la cual gozan hoy las resinas poliamídicas que se conocen con el nombre comercial de la primera poliamida puesta en comercio en los Estados Unidos en el 1935: el Nylon. Los poliamidas se trabajan con casi todas las técnicas en uso para los materiales termoplásticos y es imposible listar todas las aplicaciones que interesan la industria automovilística, electrónica, electrotécnica, radio y televisión, engranajes de precisión, películas para embalaje de alimentos, instrumentos quirúrgicos, prótesis y vestuario.
Polietileno Los tipos de polietileno obtenido tienen características diversas: a media, alta y baja densidad. Recientemente se ha desarrollado también un tipo de polietileno llamado de baja densidad lineal que tiene mejores características que el tradicional producido a baja densidad. Las características del polietileno se pueden resumir así: bajo costo, facilidad de elaboración, tenacidad y flexibilidad aún a bajas temperaturas, no tiene olor, y no es tóxico, transparencia. Los empleos son varios: desde los domésticos a los juguetes, al revestimiento de cables, botellas, a películas de embalaje, a las cierras para de uso agrícola a las tuberías.
Polimetilmetacrilato Es el más importante de los polímeros derivados del ácido acrílico, producido ya en los años Treinta, pero en escala industrial solamente durante la segunda guerra mundial. Es u material rígido, transparente, que posee una excepcional capacidad de transmisión de la luz, superior a la de los mismos vidrios inorgánicos. Estas características ópticas son la base de las principales aplicaciones de polimetilmetacrilato que son enormes: desde la construcción civil al amueblado, a la señalización, a la industria automovilística, a la náutica, los electrodomésticos, los aparatos para laboratorio.
Policarbonato Poseen una dureza superficial apreciable, optimas propiedades aislantes y de resistencia a los agentes atmosféricos. Entre sus mayores calidades se pueden nombrar las características estéticas y de transparencia. Se utilizan en la fabricación de partes para la industria mecánica y electrotécnica: cascos de protección para automovilistas vidrios para ventanas, puertas de seguridad para los bancos, esferas para palos de la luz, escudos de protección para las fuerzas de policía.
Poliester Las resinas poliester insáturas son líquidos más o menos viscosos de color amarillo pajizo que endurecen con el añadido de catalizadores. Su robusteza, flexibilidad y rigidez pueden ser modificadas con el añadido de aditivos, refuerzos que normalmente pueden ser fibra de vidrio o de carbono.
Polipropileno Similar al poliestileno a alta densidad tiene una densidad menor y posee una mayor densidad y dureza. Es el más rígido entre los polímeros poliofinicos y mantiene esta característica hasta sobre los 100 °C. Posee una apreciable resistencia a la abrasión y al calor, excelentes características dieléctricas de aislamiento, una especial resistencia a las flexiones reiteradas (10 millones de flexiones).
Poliestireno Etileno y benzene son los materiales de inicio para la producción de la resina termoplástica poliestireno que se ha difundido durante los años Treinta y ha tenido un enorme éxito por cuanto es posible elaborarla mediante inyección, extrusión y soplado. Es imposible describir todos los empleos. El sector principal es el del embalaje. Sucesivamente se ha empleado en la industria de los juguetes, construcción civil, electrodomésticos, interruptores.
Poliuretano Son polímeros obtenidos mediante la poliadición de los isocianato y de los poliol. Se presentan con la forma de material rígido o bien flexible y esto permite un enorme esfera de aplicaciones. Se utilizan en forma flexible para fabricar cojines, colchones, muebles, revestimientos de tejidos y en forma rígida para empleos en la industria automovilística, construcción civil, amueblado. Pueden sustituir el cuero y la madera en la fabricación de revestimientos. Son un aislante térmico y acústico de óptima calidad.
PVC El cloruro de polivinil es la materia plástica más utilizada, junto con el pol polies iestile tileno no,, el poli polie estir stiren eno o y el pol polipr ipropil opilen eno. o. El PVC puede ser elaborado con casi todas las tecnologías utilizadas para los materiales les plásticos y es imposible describ cribiir todas sus aplicacion iones que incl inclu uyen: manu anufac factura urados rígidos, elásticos y esponjosos. Con el cloruro de polivinil se realizan aislantes para cables, enchufes, tomas de corriente, cajas de derivación, válvulas, bombas, persianas, tuberías para alcantarillado, tapices, revestimientos para interiores de automóviles, calzado, impermeables, jug jugue uetes tes,, pelíc películ ulas as para para utili utiliza zacio cione ness agrí agríco colas las..
Ensayos
de Materiales Los
ensayos tienen como finalidad determinar las características de los materiales.
Clasificación 1) Ensayos de características Químico: Determinar la composición de los materiales. Estructuras:
Térmicos:
Cristales: Determinar la cristalización, se realiza mediante un microscopio electrónico. Microscópicos: Determinar el grano. Macroscópicos: Determinar la fibra Puntos de fusión. Puntos críticos.
Constituyentes
2)
Ensayos destructivos: (E.D.) Ensayos de propiedades mecánicas: Estáticos:
Durezas Tracción Compresión Cizalladura Flexión Pandeo Fluencia
Dinámicos:
Resistencia al choque Desgaste Fatiga
3)
Ensayos tecnológicos: Determinación del comportamiento de los materiales ante operaciones industriales Doblado, Plegado, Forja, Embutición, Soldadura, Laminación,... 4) Ensayos No destructivos: Rayos X. Rayos Gamma: Se usa un isótopo reactivo, uso de radiografías. Ultrasonidos. Partículas magnéticas.
a) Dureza al rayado: Resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro. b) Dureza a la penetración: Resistencia que opone un material a dejarse penetrar por otro más duro. c) Dureza elástica: Reacción elástica del material cuando se deja caer sobre él un cuerpo más duro. d) Dureza Pendular: Resistencia que opone un material a que oscile un péndulo sobre él.
Dureza MOHS:
Se usa para determinar la dureza de los minerales. Se basa en que un cuerpo es rayado por otro más duro. Esta es la escala de Mohs:
Dureza MARTENS (m !
10 a
4
2
punta de diamante de forma piramidal y de ángulo en el vértice de 90°
Dureza TURNER
carga necesaria P tal que a = 10 micras.
Dureza HERZIANA
Menor carga que aplicar a un material (con bolas de 1,5 a 4 mm. de acero extraduro) para que deje huella.
Dureza MONOTRON
Es
una variante de la dureza Herziana. Viene expresada por la carga que hay que aplicar para producir una penetración de 0,0018 pulg. Dia: 0,75 mm.
Dureza BRINELL (HBS y HBW): UNE 7- 422-85
Este
método consiste en comprimir una bola de acero templado, de un diámetro determinado, sobre un material a ensayar, por medio de una carga y durante un tiempo también conocido.
S ! T Df f ! B !
D
2
B
D
2
d
2
2 2 T D S ! ( D D 2 d 2 ) 2
2 P
HBS ! T D ( D
2
2
D d )
No se utilizan los ensayos Brinell para durezas superiores a 500 (aceros templados), porque se deforman las bolas.
Dureza Meyer (HBW)
S=Sproy
DMeyer !
P 2
Tr
!
4 P Td
2
Dureza ROCKWELL 424/89/1 (Normal) (Superficial)
El
(HRx): UNE 7- UNE 7-424/89/2
método Rockwell se basa en la resistencia que oponen los materiales a se penetrados, se determina la dureza en función de la profundidad de la huella. Permite medir durezas en aceros templados.
Los
ensayos se pueden realizar con 2 tipos de penetradores: Bolas de 1/8´ y 1/16´ Conos de 120° ángulo en el vértice.
Dureza VICKERS (HV): UNE 7-423/84/1 (HV 5 a HV 100) UNE 7-423/86/2 (HV 5 a HV 100)
Vickers se deriva directamente del método Brinell. Se emplea en particular para piezas delgadas y templadas, con espesores mínimos hasta de 0,2 mm. 136°. Este ángulo se eligió para que la bola Brinell quedase circunscrita al cono en el borde de la huella.
S ! 4 VB ! VB !
AC VB
!
2
L 2 sin 68 2d 4 sin 68
4 L
VB
L !
S !
2 2 2
d d 2
2 sin 68
HV ! 1.854
P « Kg »
2 ¼ ¬ d - mm ½ 2
Se pueden medir piezas muy delgadas con cargas pequeñas, hasta espesores de orden de 0,05 mm. Puede medirse dureza superficial. (para determinar recubrimientos de los materiales) La escala Vickers es más detallada que la Rockwell; 32 unidades Vickers = 1 unidad Rockwell
Dureza KNOOP (HK)
Se usa para durezas normales (P=1-5 Kp), superficiales (P=1/2-1 Kp) y microdurezas (P=10 gr-500 gr.)
Dureza POLDI:
Variante de la dureza Brinell. Se basa en ejercer una carga P sobre el durómetro que nos producirá 2 huellas en dos probetas, una de dureza conocida y otra de dureza desconocida. La dureza esta en razón inversa del tipo del material (duro, blando).
Dureza SHORE (HS)
Se basa en la reacción elástica del material cuando dejamos caer sobre él un material más duro. Si el material es blando absorbe la energía del choque, si el material es duro produce un rebote cuya altura se mide.
Ventajas del método Shore No produce prácticamente ninguna huella en el material ensayado. Permite medir dureza superficial de piezas terminadas. Es el único ensayo NO destructivo para medir durezas.
Ensayo de Tracción. EN 10 002-1
Es
uno de los ensayos más empleados. Consiste en someter una probeta normalizada a esfuerzos progresivos y crecientes de tracción en la dirección de su eje hasta que llegue a la deformación y a la rotura correspondiente.
F luencia
fluencia aumenta con la carga y la Tª. Son menos sensibles a la cedencia los metales cuanto más elevada es su Tª de fusión. Este ensayo se denomina también CREEP.
La
O A: Zona de deformación elástica instantanea AB: Alargamiento decrece respecto del tiempo BC: Alargamiento proporcional al tiempo. Zona de fluencia verdadera CD: Alargamiento crece con el tiempo.
Ensayos de Compresión Se usa poco. Se usa en piezas y mecanismos sometidos a compresión (pilares, fundición, cojinetes). Ensayo
consistente en someter la probeta a esfuerzos constantes y crecientes hasta llegar a la rotura (mat. frágiles) o al aplastamiento (mat. dúctiles). W !
F S 0
? Kp / mm A 2
AB Limite
de
fluencia al aplastamiento esfuerzo a partir del cual las deformaciones son permanentes.
Ensayos de pandeo Em:
Módulo de eslasticidad Lp: Longitud de pandeo I: Momento de inercia mínimo de la sección de la pieza
ENSAYOS TECNOLÓGICOS
Ensayos de Embutición
Es
uno de los ensayos más utilizados y tiene por objeto conocer la aptitud de las chapas para ser conformadas por embutición. Se practican 3 modalidades:
Embutición
simple. Embutición profunda por vasito. Embutición con ensanchamiento del agujereo.
Las
chapas deben tener como mínimo una superficie de 70x70 mm.
Ensayo de F orja Ensayos de Platinado:
Ensayos de Recalcado
Ensayos de Mandrilado
Ensayo de Cizalladura
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).
Ensayo
F atiga En
toda fatiga hay tres fases:
INCUB ACIÓN: se produce una distorsión atómica creada por la deformación plástica que finalmente produce microfisuras. FISUR ACIÓN PROGRESIV A: la microfisura va alargándose en la dirección de la estructura cristalina. La sección va disminuyendo. Aparecen círculos concéntricos de grano fino. ROTUR A: finalmente el metal se rompe bruscamente (grano grueso).
