ENSAYOS DE MATERIALES

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Xavier Miguélez Parra
hace 10 años
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1 ENSAYOS DE MATERIALES

2 Qué son los ensayos de materiales? Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades de un material. Existen distintos ensayos, que nos darán las diferientes propiedades y características del material. Existen diversas clasificaciónes de los ensayos de Materiales como: a. En función del deterioro del material (Destructivos y END) b. En función de la finalidad del ensayo (Técnicos y Científicos) c. En función de la propiedad a determinar: Ensayos Químicos Ensayos Físicos Ensayos Mecánicos Ensayos Tecnológico

Existen diversas clasificaciónes de los ensayos de Materiales como: a. En función del deterioro del material (Destructivos y END) b.

3 ENSAYOS MECÁNICOS: Ensayos de Dureza Ensayo de Trácción Ensayo de Tensiones Múltiples 3

4 Ensayo de Dureza DEFINICIÓN La dureza es la resistencia que ofrece un material a la deformación plástica. Presenta valor empírico, su valor es función del método utilizado. Existen distintos tipos de durezas: a. Dureza como resistencia al rayado b. Dureza Estática c. Dureza Dinámica Dureza Shore Dureza Pendular Dureza Brinel Dureza Vickers Dureza Rockwell Dureza Minerológica Dureza Martens 4

Existen distintos tipos de durezas: a. Dureza como resistencia al rayado b. Dureza Estática c.

5 Ensayo de Tracción DEFINICIÓN Es el ensayo mecánico más completo Estudia el comportamiento de los materiales sometidos a esfuerzos de tracción progresivamente crecientes hasta llegar a la rotura (Ensayo destructivo) CONCEPTOS PREVIOS Esfuerzo nominal o tensión normal unitaris (σ), σ = F/S 0 (donde F S 0 ) ( N/m 2 ) Elongación o deformación longitudinal (ε) ε = l-l 0 / l 0 Contracción transversal (ε d ). ε d = (S-S 0 )/S 0 Coeficiente de Poisson: μ = ε d /ε Deformación Elástica: no permanente. Deformación plástica: permanente. 5

unitaris (σ), σ = F/S 0 (donde F S 0 ) ( N/m 2 ) Elongación o deformación longitudinal (ε) ε = l-l 0 / l 0 Contracción transversal (ε

6 Ensayo de Tracción Ensayo de tracción: Curva Ingenieril Probeta normalizada Ley de Semejanza lo / So =5,65 d 0 l0 6

7 Ensayo de Tracción Ensayo de tracción: Magnitudes características Zona Elástica o de Proporcionalidad Módulo de Elasticidad o de Young: cte de proporcionalidad que relaciona tensiones y deformaciones. σ = E. ε Módulo de Elasticidad transversal o de cizalladura: τ = G. Γ Límite de proporcionalidad (σ p ). Tensión para la cual la tensión deja de ser proporcional a la deformación. Límite elástico real (σ e *). Tensión que origina una deformación permanente en el material del 0.003%. 7

ε Módulo de Elasticidad transversal o de cizalladura: τ = G. Γ Límite de proporcionalidad (σ p ).

8 Ensayo de Tracción Zona de Deformación Permanente Límite de fluencia (máxima y mínima) (σ f ). Tensiones máxima y mínima en la zona de fluencia. Límite elástico convencional.(σ e ) Yield strength. Tensión que al actuar durante 10 segundos induce en el material una deformación permanente del 0.2%. Zona de Estricción y Rotura Resistencia a la tracción (σ R ). Carga máxima soportada dividida por la sección transversal inicial. Alargamiento de Rotura (Ductilidad): Es una medida del grado de la deformación que puede ser soportada hasta la fractura. δ(%) Estricción de rotura (Ψ, %) Ψ=So-Su/So Tenacidad: Capacidad de un material de absorber energía en su deformación y rotura. Área bajo la curva σ/ε. 8

$Alargamiento de Rotura (Ductilidad): Es una medida del grado de la deformación que puede ser soportada hasta la fractura.$

9 Ensayo de Tracción Diagrama Real: Abcisas, σ =F/Si Ordenadas ln li/ l 0 9

10 Ensayo de Tracción Materiales metálicos Podemos encontrarnos diferentes comportamientos dependiendo de: Naturaleza del material Presencia de impurezas Estado de tratamiento térmico

11 Ensayo de Tracción Módulo elástico (E) Materiales metálicos Valores comprendidos entre dan/mm 2 para el Magnesio y dan/mm 2 para el Wolframio. Disminuye al aumentar la temperatura

12 Ensayo de Tracción Límite elástico Resistencia mecánica Alargamiento Materiales metálicos Comprendidos entre 3.5 dan/mm 2 (aluminio de baja resistencia) y 140 dan/mm 2 (aceros de alta resistencia). Comprendidas entre 5 dan/mm 2 (aluminio de baja resistencia) y 300 dan/mm 2 (aceros de alta resistencia). Alargamientos máximos entorno al 40%. Influencia de la temperatura

5 dan/mm 2 (aluminio de baja resistencia) y 140 dan/mm 2 (aceros de alta resistencia).

13 Ensayo de Tracción Materiales plásticos Pueden responder a cualquiera de los comportamientos siguientes Módulo elástico de 7 MPa a MPa Resistencia mecánica Máximos de 100 MPa Alargamiento hasta del 1000%. Más sensibles al efecto de la temperatura Ej. Comportamiento del Metacrilato

Resistencia mecánica Máximos de 100 MPa Alargamiento hasta del 1000%.

14 Ensayo de Tensiones Múltiples. RESILIENCIA Comportamiento de los materiales a tensiones que actúan en varias direcciones y esfuerzos de choque Originan roturas frágiles 14

15 Ensayo de Tensiones Múltiples. RESILIENCIA Factores determinantes : Temperatura y Velocidad de aplicación de la carga Tipos de Ensayos: Ensayos de Flexión con entalla a.ensayo de tracción por choque b.ensayo Charpy c. Ensayo Izod 15

16 Ensayo de Tensiones Múltiples. RESILIENCIA Resiliencia: Energía absorbida en la rotura (φ = ζ/s) Trabajo realizado en la rotura Superficie de rotura Cuanto más frágil sea el material y menor su tenacidad, menos resiliencia presentará. Materiales muy dúctiles y tenaces absorben grandes cantidades de energía de choque. Este comportamiento es muy dependiente de la temperatura y la composición química del material

Superficie de rotura Cuanto más frágil sea el material y menor su tenacidad, menos resiliencia

17 BIBLIOGRAFÍA CIENCIA DE MATERIALES Teoría-Ensayos-Tratamientos P.Coca Rebollero, J. Rosique Jiménez 17

18 Deformación plástica en materiales metálicos La deformación será elástica o plástica en función de la magnitud de la componente tangencial de las tensiones originadas por efecto de la carga exterior Ley de Schmid cos cos cos cos 2sen cos max Def. max F A x 1 A A 0 1 sen cos sen Plástica c A 1 1 F cos A sen 2 1 e 2 A0 cos sen 2 max F cos cos A 2 c 90 º 0 sen 2 2 º 45 e 18

la carga exterior Ley de Schmid cos cos cos cos 2sen cos max Def.

19 Deformación plástica en materiales metálicos 19

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