Tipos de ensayos

: Los materiales suelen someterse a una gran variedad de ensayos para conocer sus propiedades. Se intenta de esta manera simular las condiciones a las que van a estar expuestos cuando entren en servicio. Se pueden clasificar en:

Según la rigurosidad del ensayo

:

Ensayos científicos

: Son ensayos que permiten obtener calores precisos y reproducibles de las propiedades ensayadas.

Ensayos tecnológicos

: se utilizan para comprobar si las propiedades de un determinado material o de una pieza son adecuadas para un cierta utilidad, o si dichas propiedades son las que se presuponen. *Se pueden dividir en:

Ensayo de flexión y plegado

. Se pretende comprobar con este ensayo la flexibilidad del material. Una barra prismática o cilíndrica de dimensiones normalizadas se somete en su parte central a una fuerza que la hace doblarse. El ensayo finaliza cuando la barra alcance el ángulo de curvatura previsto, o en su parte de tracción aparezcan las primeras fisuras. Este ensayo puede realizarse tanto a temperatura ambiente como a altas temperaturas.

Ensayos tecnológicos en chapas

: –

Ensayo de flexión alternativa

. Una chapa de unos 10 a 30 mm de ancho se sujeta entre dos mordazas y se dobla 90º alternativamente a uno y otro lado hasta que aparezca la primera fisura o se produzca la rotura. –

Ensayo de embutición

. Este ensayo se emplea para conocer el comportamiento del material cuando se somete a un proceso de embutición profunda. Consiste en estampar una bola o cilindro con un extremo esférico sobre una chapa sujeta por todos sus lados. El desplazamiento máximo de la bola hasta que se produce la primera fisura es una medida de la aptitud del material frente al proceso de embutición.

Ensayos tecnológicos en alambres

:

Ensayo de flexión alternativa

. Se utiliza para determinar el comportamiento de un alambre bajo esfuerzos plásticos de flexión. El alambre se sujeta entre dos mordazas y se dobla 90º alternativamente en uno y otro sentido sobre unos cilindros, con el fin de obtener una flexión uniforme. La prueba termina cuando se produce la rotura del alambre o se alcanza un número de ciclos determinado.

Según la naturaleza del ensayo

:

Ensayos químicos

: permiten conocer la composición, tanto cualitativa como cuantitativa, del material la naturaleza del enlace químico o la estabilidad del material en presencia de líquidos o gases corrosivos.

Ensayos metalográficos

: consiste en analizar la estructura interna del material mediante un microscopio. Ensayos físicos: se cuantifican, por ejemplo, la densidad, el punto de fusión, el punto de ebullición, la conductividad eléctrica o térmica, etc.

Ensayos mecánicos, mediante los que se determina la resistencia del material cuando se somete a distintos esfuerzos. Entre estos ensayos se encuentran los de tracción, dureza, choque, fatiga o diversos ensayos tecnológicos.

Según la utilidad de la pieza después de ser sometida al ensayo

:

Ensayos destructivos

: se produce la rotura o un daño sustancial en la estructura del material. Son ensayos destructivos, por ejemplo, los ensayos mecánicos de tracción o de dureza; los ensayos físicos, telas como la determinación de los puntos de fusión o de ebullición, o el ensayo químico frente a la corrosión.

Ensayos no destructivos

: se analizan las grietas o defectos internos de una determinada pieza sin tener en cuenta las propiedades del material de que está compuesta y sin dañar su estructura. Como métodos más utilizados de ensayos no destructivos se pueden citar los siguientes:

Ensayos macroscópicos, utilizando líquidos penetrantes, para localizar poros, grietas superficiales, etc. análisis por rayos X o por ultrasonidos.

Ensayos ópticos, mediante el microscopio metalográfico, para suministrar información acerca de grietas, poros, tamaño y forma de grano, corrosión, etc.

Ensayos magnéticos, utilizados para detectar defectos de continuidad, así como su estado superficial.

Ensayos eléctricos, basados en la variación de la resistencia eléctrica como consecuencia de grietas, poros, impurezas, etc. Se utilizan frecuentemente para la detección de defectos en las vías de ferrocarril.

Ensayos con ultrasonidos de 105 a 107 kHz de frecuencia. Detectan defectos de continuidad en los materiales, así como la profundidad a que se encuentran. Ensayos con rayos X e Y. Se obtienen

radiografía y gammagrafías de las piezas ensayadas, que ponen de manifiesto cualquier irregularidad. Los rayos X se emplean para espesores de hasta 10 cm, y los rayos Y de hasta 25 cm.

Según la velocidad de aplicación de las fuerzas

:

Ensayos estáticos

: la velocidad de aplicación de las fuerzas al material no influye en el resultado del ensayo. En algunos de ellos, como en el de tracción la velocidad de aplicación de la fuerza se mantiene por debajo de un cierto límite para que el ensayo sea estático.

Ensayos dinámicos

: la velocidad de aplicación de las fuerzas juega un papel decisivo en el ensayo.

Ensayo de tracción

: consistes en someter una pieza de forma cilíndrica o prismática de dimensiones normalizadas, que se conoce con el nombre de probeta, a una fuerza normal de tracción que crece con el tiempo de una forma lenta y continua, para que no influya en el ensayo, el cual finaliza, por lo general, con la rotura de la probeta. Los datos obtenidos se pueden utilizar para comparar distintos materiales entre sí y para saber si una pieza de un cierto material podrá soportar unas determinadas condiciones de carga. Existen dos zonas: –

Zona elástica

: la deformación experimentada por la probeta no es permanente, es decir, si se detiene el ensayo la probeta recuperará su longitud inicial.

Zona plástica

: los alargamientos son permanentes, de manera que si el ensayo se detiene, la probeta recuperara la deformación elástica, persistiendo al final una deformación plástica. Dentro de la zona elástica se distinguen dos partes diferentes:

Zona proporcional

: existe una relación de proporcionalidad entre la tensión y la deformación experimentada por la probeta.

Zona no proporcional

: las deformaciones no son permanentes; si se detiene el ensayo y se deja de aplicar fuerza a la probeta, esta recobra su longitud inicial, peor no existe una relación de proporcionalidad entre la tensión y la deformación. Dentro de la zona plástica se distinguen también dos zonas:

Zona de deformación plástico uniforme

: la curva se hace más tendida, de tal forma que no es necesario un incremento de carga elevado para conseguir grandes alargamientos. La fuerza máxima dividida entra la sección inicial de la probeta determina la resistencia a la tracción, punto en el que finaliza la zona plástica de deformación uniforme. Zona de deformación plástica localizada: la deformación se localiza en una determinada zona de la probeta, la tensión disminuye y la probeta termina por romper en esa zona.

Resultados del ensayo

: Entre los datos que se obtienen, los más significativos son:

Límite de proporcionalidad

: es la tensión a partir de la cual las deformaciones dejan de ser proporcionales a las tensiones.

Límite de elsaticidad

: es la tensión de la cual las deforaciones en la probeta dejan de ser reversibles. Su valor es muy próximo al límite de proporcionalidad y, por general, no suele hacerse distinción entre uno y otro.

Ensayos de dureza a la penetración

: En estos ensayos se mide la resistencia que ofrece un material a ser penetrado por una pieza de otro material diferente, llamada penetrador, el cual se empuja con una fuerza controlada y durante un tiempo fijo contra la superficie del material cuya dureza se quiere determianr. La velocidad de aplicación de la carga debe ser lenta para que no ejerza influencia en la medida. Este es, a grandes rasgos, el fundamento de los ensayos Brinell, Vickers y Rockwell, en los que se utilizan distintos tipos de penetradores.