PROPIEDADES MECANICAS

PRUEBA DE DUREZA

Se define como dureza a la resistencia de un material a ser deformado plásticamente, de igual forma se puede decir que es la resistencia de un material a ser penetrado.

La dureza de un material depende de diferentes factores físicos, existen distintos métodos para calcularla y cada uno ellos utiliza distintos parámetros en consideración.

A) PRUEBA DE PENETRACIÓNEs la mas utilizada hoy en día, básicamente todas las pruebas de dureza realizada a los metales es por este método, la prueba consiste en penetrar la probeta por medio depenetradores estándar y bajo la acción de una carga conocida.

B) PRUEBA DE REBOTEPara esta prueba, la dureza se

determina de acuerdo a la altura que alcanza una bola de acero endurecida después de ser lanzada desde una cierta altura y rebotar sobre la probeta que se analiza.

En este caso lo que se analiza es la capacidad de absorber energía por el material a la hora de ser impactado.

C) PRUEBA DE RAYADO

En este caso la dureza del material, es determinada de acuerdo a una comparación realizada en base a una serie de materiales estándar, que van desde polvos o talcos, considerados como los materiales mas suaves, hasta el diamante considerado el mas duro.

Las dos pruebas de

penetración masutilizadas y reconocidas mundialmente son: Brinell y Rockwell., aunque cabe mencionar que también existe la prueba tipo Vickers y la prueba Knoop (microhardness)

PRUEBA DE BRINELL

En la prueba de dureza Brinell, una bola de acero endurecida es forzada a penetrar el material bajo la acción de una carga conocida, utilizando formulas o tablas y de acuerdo a la penetración y al diámetro de la misma, es calculado un cierto valor empírico llamado Número de dureza Brinell ( BHN).

Se comprime una bola de acero templada, de diámetro (D) 2,5; 5 ó 10mm, contra el material a ensayar con una fuerza P. Después de liberar la carga se mide el diámetro (d) de la huella con un dispositivo amplificador óptico. La dureza Brinell es un valor a dimensional resultante de:

DONDE :P: carga aplicada en N (kgf)D: diámetro del balín en mm.d: diámetro medio de la huella en mm.• 1 kgf es igual a 9.80665 N.

Cargas y diámetro de esferas usadas para el ensayo de dureza de Brinell.

En algunos materiales, la penetración provoca una deformación en la huella, la cual puede llegar a dar una información falsa a la hora de medir el diámetro.

PRUEBA DE ROCKWELL Para los materiales duros se

emplea como elemento de penetración un cono de diamante de ángulo 120º, y para los semiduros y blandos una bolita de acero de 1/16”, deduciéndose la fuerza Rockwell de la profundidad conseguida en la penetración.

El numero de dureza ROCKWELL: es un número obtenido por la profundidad de la huella;el cual proviene cuando se aumenta la carga sobre un penetrador desde una carga fija menor hasta una mayor, retornando después a la carga menor.Los números de dureza Rockwell se expresan siempre con un símbolo de escala, que indica elpenetrador y la carga utilizada.

EJEMPLO: 60 HRC indica un valor de dureza Rockwell 60 medido en la escala C.

PRUEBA DE VICKERS

La prueba de dureza Vickers utiliza como penetrador una punta de diamante en forma de pirámide, y al igual que en el la pruebe Brinell se utilizan formulas y tablas para calcular un valor empírico llamado número de dureza Vickers (VHN)

Existen tres tipos de ensayo de dureza Vickers caracterizados por diferentes intervalos de fuerzas de ensayo.

Él numero de dureza Vickers es seguido por las siglas HV con un primer sufijo convencional y un segundo sufijo que indica el tiempo de aplicación de la carga, cuando este ultimo difiere del tiempo normal, el cual es de 10 a 15 segundos.

Las pruebas de dureza Vickers se efectúan con cargas desde 1.96 N hasta 980.7 N. En la practica, él numero de dureza Vickers se mantiene constante para cargas usadas de 49 N o mayores. Para cargas menores él numero de dureza varia dependiendo de la carga aplicada.

ESFUERZO A TENSIÓN:Este se define como la relación de la máxima carga soportada durante la prueba de tensión entre el área de la sección transversal original. Si seguimos el comportamiento que tiene la probeta durante la prueba, observaremos que al llegar a la carga de cedencia la probeta sufre una reducción de área en su sección transversal ocasionando lo que llamamos cuello de botella y la carga que la probeta resiste comienza a decrecer hasta llegar a la ruptura

Módulo Elástico:El módulo elástico ó módulo de Young, se determina la rigidez de un material, la cual se define como la capacidad de resistencia a la deformación, esto nos indica la capacidad que tiene el material a ser deformado elásticamente. Este valor se obtiene a partir de la gráfica Carga VS Elongación, al dividir un incremento del esfuerzo entre un incremento de elongación pertenecientes a la zona elástica, las unidades de este valor son PSI en el sistema ingles y Páscalesen el sistema métrico.

Módulo Elástico:

Módulo Elástico:

Módulo Elástico:

Un hilo metálico sometido a un esfuerzo de tracción sufre una deformación que consiste en el aumento de longitud y en una contracción de su sección.

Durante la primera parte de la curva, el esfuerzo es proporcional a la deformación unitaria, estamos en la región elástica. Cuando se disminuye el esfuerzo, el material vuelve a su longitud inicial.

El esfuerzo no es proporcional a la deformación unitaria (curva de color rojo), sin embargo, la sustancia es elástica en el sentido que si se suprime la fuerza sobre el material, el caucho recupera su longitud inicial. Al disminuir el esfuerzo la curva de retorno (en color azul) no es recorrida en sentido contrario

PRUEBA DE IMPACTO

El objetivo principal de la prueba de impacto es observar el comportamiento de un material al ser impactado por un objeto en un punto específico.

Se define como Tenacidad la cantidad de energía que puede absorber un material antes de fracturarse.

PRUEBA DE IMPACTO

. Por otro lado, la Energía es la capacidad para realizar un trabajo debido a una fuerza que recorre una cierta distancia, de ahí el origen de la siguiente ecuación:

W = F * DDondeW = Trabajo (Newtons por Metro o Libras por Pies).F = Fuerza (Newtons o Libras).D = Distancia (Metros o Pies).

PRUEBA DE IMPACTO

E = W * hDondeE = Energía absorbida (Newtons por Metro o Libras por Pies).W = Peso del objeto (Newtons o Libras).h = Altura desde la que se deja caer el objeto (M o Ft).

Sin embargo este tipo de prueba no cumple con ninguna norma de estandarización, es por esto que existen dos tipos de pruebas estandarizadas

PRUEBA DE IMPACTO

1) Prueba de Impacto Charpy2) Prueba de Impacto Izod.

Estas pruebas de impacto consisten en golpear una probeta con un péndulo que escolocado a un cierto ángulo del punto de impacto.

Charpy Izod

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