Ensayo destructivos y no destructivos

Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016ÍNDICE GENERAL ABSTRACT-----------------------------------------------------------------------------------------7 1. OBJETIVOS -------------------------------------------------------------------------------8 2. INTRODUCCIÓN ------------------------------------------------------------------------9 3. MARCO TEÓRICO --------------------------------------------------------------------10 3.1. Ensayos Destructivos ---------------------------------------------------------------10 3.2. Ensayos no destructivos ------------------------------------------------------------11 4. INGENIERÍA DEL PROYECTO -----------------------------------------------------12 4.1. Capítulo I – “Ensayos de necesidad” --------------------------------------------12 4.1.1. Definición -------------------------------------------------------------------12 4.1.2. Clasificación ----------------------------------------------------------------13 4.1.3. Propiedades de los materiales --------------------------------------------13 4.1.4. Tipos de Ensayos Mecánicos ---------------------------------------------13 4.1.5. Comentario -----------------------------------------------------------------13 4.2. Capítulo II – “Ensayo de tracción – calculando la tensión” ------------------14 4.2.1. Definición -------------------------------------------------------------------14 4.2.2. Esfuerzo y deformación ---------------------------------------------------15 4.2.3. Comentario -----------------------------------------------------------------15 4.3. Capítulo III – “Ensayo de tracción – propiedades mecánicas evaluadas” ---16 4.3.1. Definición -------------------------------------------------------------------16 4.3.2. Límite de proporcionalidad -----------------------------------------------16 4.3.3. Límite de elasticidad o límite elástico -----------------------------------16 4.3.4. Punto de fluencia -----------------------------------------------------------16 4.3.5. Esfuerzo máximo ----------------------------------------------------------17 4.3.6. Esfuerzo de rotura ---------------------------------------------------------17 4.3.7. Comentario -----------------------------------------------------------------17 4.4. Capítulo IV – “Ensayo de tracción – procedimientos normalizados” -------18 4.4.1. Definición -------------------------------------------------------------------18 4.4.2. Pruebas de fiabilidad ------------------------------------------------------18 4.4.3. Normas técnicas orientadas -----------------------------------------------18 4.4.4. Equipamiento ---------------------------------------------------------------19 4.4.5. Procedimiento --------------------------------------------------------------19 4.4.6. Comentario -----------------------------------------------------------------19 4.5. Capítulo V – “Ensayo de tracción – análisis de los resultados” --------------20 1 Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4.5.1. Conceptos básicos ---------------------------------------------------------20 4.5.2. Determinación de las propiedades mecánicas de las probetas ensayadas -------------------------------------------------------------------20 4.5.3. Comentario -----------------------------------------------------------------21 4.6. Capítulo VI – “Ensayo de Comprensión” ---------------------------------------22 4.6.1. Definición -------------------------------------------------------------------22 4.6.2. Probeta para comprensión de metales -----------------------------------22 4.6.3. Comentario -----------------------------------------------------------------23 4.7. Capítulo VII – “Ensayo de Cizallamiento” --------------------------------------24 4.7.1. Definición -------------------------------------------------------------------24 4.7.2. El esfuerzo constante ------------------------------------------------------25 4.7.3. Módulo de elasticidad transversal ---------------------------------------26 4.7.4. Tipos de cizalladura -------------------------------------------------------26 4.7.5. Comentario -----------------------------------------------------------------26 4.8. Capítulo VIII – “Ensayo de plegado y tensión” --------------------------------27 4.8.1. Ensayo de plegado ---------------------------------------------------------27 4.8.1.1. Definición --------------------------------------------------------------27 4.8.1.2. Plegado simple ---------------------------------------------------------27 4.8.1.3. Plegado doble ----------------------------------------------------------27 4.8.1.4. Plegado alternativo ----------------------------------------------------27 4.8.1.5. Plegado de aplastamiento de tubo -----------------------------------28 4.8.2. Ensayo de flexión ----------------------------------------------------------28 4.8.2.1. Definición --------------------------------------------------------------28 4.8.3. Comentario -----------------------------------------------------------------28 4.9. Capítulo IX – “Ensayo de embutimiento” ---------------------------------------29 4.9.1. Definición -------------------------------------------------------------------29 4.9.2. Comentario -----------------------------------------------------------------30 4.10. Capítulo X – “Ensayo de torsión” --------------------------------------------31 4.10.1. Torsión ----------------------------------------------------------------------31 4.10.2. Definición -------------------------------------------------------------------31 4.10.3. Esfuerzo constante y deformación angular -----------------------------31 4.10.4. Máquina de torsión y flexión ---------------------------------------------32 4.10.5. Comentario -----------------------------------------------------------------32 2 Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4.11. Capítulo XI – “Ensayo de dureza Brinell” ----------------------------------33 4.11.1. Definición -------------------------------------------------------------------33 4.11.2. Procedimiento para la toma de dureza ----------------------------------34 4.11.3. Comentario -----------------------------------------------------------------35 4.12. Capítulo XII – “Ensayo de dureza Rockwell” ------------------------------36 4.12.1. Definición -------------------------------------------------------------------36 4.12.2. Procedimiento para la toma de dureza ----------------------------------37 4.12.3. Comentario -----------------------------------------------------------------37 4.13. Capítulo XIII – “Ensayo de dureza Vickers” -------------------------------38 4.13.1. Definición ------------------------------------------------------------------38 4.13.2. Procedimiento para la toma de dureza ----------------------------------39 4.13.3. Comentario -----------------------------------------------------------------39 4.14. Capítulo XIV – “Ensayo de fluencia” ---------------------------------------40 4.14.1. Definición -------------------------------------------------------------------40 4.14.2. Procedimiento para la toma de dureza ----------------------------------41 4.14.3. Comentario -----------------------------------------------------------------41 4.15. Capítulo XV – “Ensayo de fatiga” -------------------------------------------42 4.15.1. Definición -------------------------------------------------------------------42 4.15.2. Tipos de tensiones engendrados a la pieza -----------------------------42 4.15.3. Tipo de trabajo característico del conjunto de piezas -----------------42 4.15.4. Comentario -----------------------------------------------------------------44 4.16. Capítulo XVI – “Ensayo de Impacto” ---------------------------------------45 4.16.1. Definición -------------------------------------------------------------------45 4.16.2. Comentario -----------------------------------------------------------------46 4.17. Capítulo XVII – “Ensayo de impacto a bajas temperaturas” -------------47 4.17.1. Definición -------------------------------------------------------------------47 4.17.2. Fragilidad de temperatura -------------------------------------------------47 4.17.3. Deformación en frío -------------------------------------------------------48 4.17.4. Comentario -----------------------------------------------------------------48 4.18. Capítulo XVIII – “Ensayos Visuales” ---------------------------------------49 4.18.1. Definición -------------------------------------------------------------------49 4.18.2. Inspección Visual Directa ------------------------------------------------49 4.18.3. Inspección Visual Indirecta -----------------------------------------------50 4.18.4. Comentario------------------------------------------------------------------50 4.19. Capítulo XIX – “Ensayo de Líquidos Penetrantes” ------------------------51 4.19.1. Definición -------------------------------------------------------------------51 4.19.2. Procedimiento del ensayo -------------------------------------------------50 4.19.3. Comentario -----------------------------------------------------------------53 4.20. Capítulo XX – “Ensayo de partículas magnéticas” ------------------------54 4.20.1. Definición -------------------------------------------------------------------54 4.20.2. Partículas magnéticas ------------------------------------------------------54 4.20.3. Comentario -----------------------------------------------------------------55 4.21. Capítulo XXI – “Ensayo de ultrasonido” ------------------------------------56 4.21.1. Definición -------------------------------------------------------------------56 4.21.2. Tipos de ondas -------------------------------------------------------------56 4.21.3. Comentario -----------------------------------------------------------------56 4.22. Capítulo XXII – “Realización del ensayo de ultrasonido” ----------------57 3 23. DOCUMENTOS ADJUNTOS -------------------------------------------------------107 9. REFERENCIAS WEB ----------------------------------------------------------------115 ÍNDICE DE FIGURAS Figura N°1 -----------------------------------------------------------------------------------------10 Figura N°2 -----------------------------------------------------------------------------------------12 Figura N°3 -----------------------------------------------------------------------------------------14 Figura N°4 -----------------------------------------------------------------------------------------17 Figura N°5 -----------------------------------------------------------------------------------------18 Figura N°6 -----------------------------------------------------------------------------------------20 Figura N°7 -----------------------------------------------------------------------------------------21 Figura N°8 -----------------------------------------------------------------------------------------22 Figura N°9 -----------------------------------------------------------------------------------------22 Figura N°10 ---------------------------------------------------------------------------------------23 Figura N°11 ---------------------------------------------------------------------------------------23 Figura N°12 ---------------------------------------------------------------------------------------24 Figura N°13----------------------------------------------------------------------------------------25 Figura N°14----------------------------------------------------------------------------------------26 Figura N°15----------------------------------------------------------------------------------------27 Figura N°16----------------------------------------------------------------------------------------27 Figura N°17----------------------------------------------------------------------------------------29 Figura N°18----------------------------------------------------------------------------------------30 Figura N°19----------------------------------------------------------------------------------------31 Figura N°20----------------------------------------------------------------------------------------31 Figura N°21----------------------------------------------------------------------------------------34 Figura N°22----------------------------------------------------------------------------------------34 Figura N°23----------------------------------------------------------------------------------------36 Figura N°24----------------------------------------------------------------------------------------36 4 . Comentario -----------------------------------------------------------------57 4.24. Capítulo XXIV – “Ensayo de rayos X” --------------------------------------60 4.2.23. Capítulo XXIII – “Radiografía Industrial” ----------------------------------58 4. EJERCICIOS Y CUESTIONARIOS -------------------------------------------------64 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ----------------------------------------------114 11.3.1.24. RECOMENDACIONES --------------------------------------------------------------106 8.23. GLOSARIO ----------------------------------------------------------------------------112 10.1. Definición -------------------------------------------------------------------58 4.25.22.24. Capítulo XXV – “Ensayo de rayos Gamma” -------------------------------62 4.1. Tipos de radiación ---------------------------------------------------------58 4.23.24.24. Comentario -----------------------------------------------------------------63 5.2.3.22.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4.25. Técnicas de ensayo --------------------------------------------------------57 4. Comentario -----------------------------------------------------------------59 4. Definición -------------------------------------------------------------------62 4.4. Comentario -----------------------------------------------------------------61 4. Definición -------------------------------------------------------------------60 4. Variables que afectan la cantidad de rayos X --------------------------60 4.2.25. CONCLUSIONES ---------------------------------------------------------------------105 7.1. Nitidez de imagen ----------------------------------------------------------60 4.2. Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Figura N°25----------------------------------------------------------------------------------------38 Figura N°26----------------------------------------------------------------------------------------39 Figura N°27----------------------------------------------------------------------------------------41 Figura N°28----------------------------------------------------------------------------------------42 Figura N°29----------------------------------------------------------------------------------------43 Figura N°30----------------------------------------------------------------------------------------46 Figura N°31----------------------------------------------------------------------------------------48 Figura N°32----------------------------------------------------------------------------------------52 Figura N°33----------------------------------------------------------------------------------------53 Figura N°34----------------------------------------------------------------------------------------55 Figura N°35----------------------------------------------------------------------------------------57 Figura N°36----------------------------------------------------------------------------------------57 Figura N°37----------------------------------------------------------------------------------------59 Figura N°38----------------------------------------------------------------------------------------61 Figura N°39----------------------------------------------------------------------------------------61 5 . Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ÍNDICE DE TABLAS Tabla N° 1 -----------------------------------------------------------------------------------------21 6 . La variabilidad del proceso en estas condiciones se considera muy baja. es decir. está igual de bien o. pieza por pieza. Así. igual de mal. el resto de la producción. Por lo tanto.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ABSTRACT RESUMEN Las pruebas de ensayos destructivos y no destructivos generalmente son utilizadas para calificar el material sobre la base de estándares predefinidos por diseño de especificaciones particulares de calidad. aun así. la importancia de su desempeño y las responsabilidades de la empresa por el desempeño del producto. se infiere que. se deja el control del proceso a las técnicas estadísticas y con un retardo en la orden de corrección. if the results are successful. procedimiento y ejemplos. Thus. Process variability in these conditions is considered very low. deberá existir una justificación basada en tres factores: el desempeño del producto. it follows that. that is. mientras no se cambie nada. Las pruebas destructivas se distinguen por un muestreo y el sacrificio del producto para valorar el nivel de calidad del proceso desarrollado en él. On the other hand. para validar la producción. En el presente trabajo se describirán cada una de las pruebas destructivas y no destructivas de las cuales se disponen en la actualidad expresando su definición. las pruebas no destructivas se distinguen por calificar el sistema sin destruirlo. while nothing is changed. As for these destructive testing takes into account the type of fault locating and the advantages and disadvantages that we provide each. método. Destructive tests are distinguished by sampling and sacrifice of the product to assess the level of quality process developed in it. in most cases the test is performed on a representative sample to validate production. For a non-destructive testing. Por otro lado. is a way of testing materials and structures without causing any damage to the part to inspect and yet. procedure and examples. Therefore. Para un ensayo no destructivo. there must be a justification based on three factors: product performance. just as bad. process control and statistical techniques to delay in a correction command is left. piece by piece. the importance of their performance and responsibilities of the company for product performance. In this paper we describe each of the destructive and nondestructive tests of which have now expressing definition. es una forma de ensayo de materiales y estructuras sin causar ningún daño a la pieza a inspeccionar y. Pues para estos ensayos destructivos se toma en cuenta el tipo de defectos a localizar y las ventajas y desventajas que nos brindan cada una de ellas. they are those who seek to measure the ability of a material to withstand efforts of different kind. 7 . en su defecto. en la mayoría de los casos el ensayo se hace sobre una muestra representativa. failing that. si los resultados son exitosos. the rest of the production. ABSTRACT Destructive testing and nondestructive testing are generally used to describe the material based on predefined design of particular quality specifications standards. son aquellos que pretenden medir la capacidad de un material para soportar esfuerzos de diferente tipo. non-destructive testing are distinguished for rating the system without destroying it. it is just as well or. method. a través de diversos ensayos aplicados sobre distintas probetas. para entender de manera eficaz el correcto uso de diferentes métodos y materiales.  A través de la práctica de cada uno de los ensayos.  Conocer la diferencia y el objetivo de los diferentes ensayos. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Con este trabajo. OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Conocer a fondo cada uno de los puntos. 8 . quiero llegar a comprender de manera resumida cada uno de los ensayos que practicaremos en todo el semestre de estudio. conocer las propiedades de diversos materiales. para poder iniciar con base a cada uno de los temas desarrollados en mi monografía. y ponerlos en práctica de manera adecuada en el salón de prácticas.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 1. Realizar una prueba debe presentar un objeto ya fabricados o un material que será procesado industrialmente a situaciones que simulan los esfuerzos que sufren en condiciones reales de uso. INTRODUCCIÓN Cuando observamos en la vida diaria situaciones en la que personas que nos rodean realizan sus actividades normales. Y es por eso que loss productos que utilizamos a diario tienen que ser fabricados con las características necesarias para apoyar estos esfuerzos ejercidos sobre ellos.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 2. se podrá observar que esos simples actos representan esquemáticamente algunos tipos de esfuerzos que afectan a ciertos materiales. 9 . también amas de casa realizando sus deberes del hogar como es algo rutinario. Pero. para poder llevar a cabo pruebas sometidas a distintos materiales para observar si en verdad cumplen con las cualidades para someterle a diversos esfuerzos que muchas veces. como por ejemplo niños jugando en un parque de juegos (columpios). ¿cómo podemos determinar si todos los objetos o materiales cumplen con dichas características? Pues es ahí donde empleamos estos ensayos destructivos y no destructivos. 3. Las probetas se usan una vez y se descartan. etc.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 3. es ahí donde aplicaremos las diferentes pruebas para ver cuán duro pueden resultar. Y se pueden aplicar ensayos destructivos como también no destructivos. Una probeta es una porción del material a ensayar con una forma y unas dimensiones determinadas que se encuentran normalizadas. las probetas deben ser maquinadas y modificadas para adecuarse a estándares antes de la prueba en sí. MARCO TEÓRICO Las pruebas de ensayo son exámenes o comprobación de una o más propiedades o características de un material. incluso si no la destruyen. Los ensayos destructivos son:  Ensayos de tracción  Ensayo de comprensión  Ensayo de cizallamiento  Ensayo de doblado y flexión  Ensayo de embutimiento  Ensayo de torsión  Ensayo de dureza Brinell  Ensayo de dureza Rockwell  Ensayo de dureza Vickers  Ensayo de fluencia  Ensayo de fatiga  Ensayo de impacto 3. Es decir. estos ensayos destructivos y no destructivos permiten medir la capacidad de un material para soportar esfuerzos de diferente tipo. estos son aquellos en las que se someten a diversos objetos fabricados con materiales de diferentes compuestos y así poder observar las cualidades que tienen con respecto a diferentes esfuerzos ejercidos sobre ellos. Se intenta de esta manera simular las condiciones a las que va a estar expuesto un material cuando entre en funcionamiento o en servicio. producto. Ensayos destructivos: Los ensayos destructivos son aquellos que dejan una marca en la prueba. o en inglés NDT de non destructive testing) a cualquier tipo de prueba practicada a 10 . las cuales sufren cambios irreversibles como producto de la prueba. la cual nos servirá para una sola aplicación. cuánto resisten después de emplear diversas fuerzas. En muchos casos. Pues se emplea una probeta en. En palabras más sencillas.1. conjunto de observaciones que sirven para formar un juicio sobre dichas características o propiedades. El uso de un material depende de ciertas características que varios ensayos destructivos han demostrado.2 Ensayos destructivos: Se denomina ensayo no destructivo (también llamado END. com/read/001009872d663248b0d08 4. mecánico o químico de la pieza para verificar si cumple con las reglas de aplicación que correspondan. Los Ensayos no destructivos son:  Ensayos visuales  Ensayo de líquidos penetrantes  Ensayo de partículas magnéticas  Ensayo de ultrasonido  Ensayo de radiografía industrial  Ensayo de rayos X  Ensayo de rayos gama “Ensayos destructivos y no destructivos”. se realizan con el fin de determinar el estado geométrico. En ocasiones. Sin embargo. MIGUEL CASTELLENOS. los ensayos no destructivos buscan únicamente verificar la homogeneidad y continuidad del material analizado. por lo que se complementan con los datos provenientes de los ensayos destructivos. Disponible en: http://es. los ensayos no destructivos proveen datos menos exactos acerca del estado de la variable a medir que los ensayos destructivos.métodos para verificar y observar las características de diversos materiales. INGENIERÍA DEL PROYECTO 4. Tecnología de materiales [en línea] pág. ya que no implican la destrucción de la misma.“ENSAYOS DE NECESIDAD” 11 . Los ensayos no destructivos implican un daño imperceptible o nulo. En general. mecánicas o dimensionales. CAPÍTULO I . suelen ser más baratos para el propietario de la pieza a examinar.calameo. Se denomina así a toda prueba que se realice sobre un material sin afectarlo metalúrgicamente no mecánicamente. químicas.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 un material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas. 2.1. Según la utilidad de la pieza después de ser sometida al ensayo.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4.Según la naturaleza del ensayo. mediante el cual se determina la resistencia del material cuando se somete a diferentes esfuerzos como: Figura N° 1: “Tipos de esfuerzos” Fuente: Elaboración personal Comentario: Existen diversos tipos de esfuerzos. 12 .1..Según la velocidad de aplicación de las fuerzas.1. Se intenta de esta manera simular las condiciones a las que va a estar expuesto un material cuando entre en funcionamiento o en servicio. Propiedades de los materiales: Son aquellas características que determinan la idoneidad de los materiales para un determinado uso. . conjunto de observaciones. 4. etc.1.2. . 4. y estos dependen de la estructura a la cual se aplicará el esfuerzo. .Según la rigurosidad del ensayo.3. que sirven para formar un juicio sobre dichas características o propiedades. Ensayos mecánicos: Son procedimientos con base en normas técnicas.1. producto. Es evidente que los productos son fabricados con características necesarias para soportar tipos de esfuerzos y esto podemos saber realizando ensayos mecánicos. Definición: El ensayo es un examen o comprobación de una o más propiedades o características de un material. Clasificación: . 5(parámetro 13 . dilatación térmica. elasticidad. 4.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016  Físicas químicas: conductividad. resiliencia.  Mecánicas: dureza. realizando ensayos mecánicos. se pudo reconocer el tipo de esfuerzo aplicado para cada material y así mismo su nombre.1. oxidación.Ensayos no destructivos  Ensayos destructivos: Se produce una rotura o un daño sustancial en la estructura del material. fragilidad.  Ensayo no destructivo: Se analizan las grietas o defectos internos de una determinada pieza sin dañar su estructura. Y. 4.  Tecnológicas: maleabilidad. Los clasificaremos en dos grupos: .2. corrosión. Comentario: Con esta práctica. por lo tanto. tenacidad.1.Ensayos destructivos . ductilidad. plasticidad.1. 4. maquinabilidad. fatiga. resistencia.4. Definición: Este ensayo permite obtener información sobre la capacidad de un material para soportar la acción de cargas estáticas o de cargas que varían lentamente a temperaturas homologas inferiores a 0. soldabilidad. Tipos de ensayos mecánicos: Existen varios criterios para clasificar para clasificar los ensayos mecánicos. magnetismo.5. CAPÍTULO II . para reconocer dichas propiedades se realizará un ensayo específico. templabilidad. pues para eso aprendimos las propiedades y características de un material.“ENSAYOS DE TRACCIÓN – CALCULANDO LA TENSIÓN” 4.2. Para poder determinar cualquiera de las propiedades es necesario realizar un ensayo específico. según el esquema que se muestra a continuación. con una longitud inicial Lo. Figura N° 2: “Máquina de Ensayo de Tracción” Fuente: http://html.2.com/000536940. la tensión viene dada por: 14 . probablemente este es el más popular entre los ensayos que permiten caracterizar el comportamiento mecánico de un material metálico. Esfuerzo y deformación: El ensayo de tracción es uno de los más importantes para determinar propiedades mecánicas de los materiales. Una de las mordazas de la máquina está unida al cabezal móvil y se desplaza respecto a la otra con velocidad constante durante la realización del ensayo.2.mater-tracción. que se ha amarrado entre las mordazas de una máquina. en donde la probeta es alargada por el movimiento de la cabeza y las demás partes indican la carga aplicada y la elongación. Las máquinas de ensayo disponen de sistemas de medida.  TENSIÓN: Es la fuerza aplicada a la probeta por unidad de sección. indicando las partes. células de carga y extensómetros. El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilíndrica o prismática de dimensiones normalizadas a un esfuerzo de tracción continuo.jpg Comentario: Representación de la máquina empleada en la realización de un “Ensayo de Tracción”. Como los componentes metálicos se proyectan en la mayoría de las ocasiones para trabajar en estas condiciones. 4.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 adimensional que se define como el cociente entre las temperaturas de ensayo y de fusión). es decir si la sección inicial es so. El ensayo se realiza alargando una probeta de geometría normalizada. que permiten registrar la fuerza aplicada y la deformación producida mientras las mordazas se están separando. 3. como también del alargamiento de estos. Comentario: Este ensayo permite determinar aspectos importantes de la resistencia. límite de ruptura Figura N° 3: “Diagrama de tensión . 4.3. CAPÍTULO III . límite de elasticidad.deformación.deformación” 15 .3.2. y estos sirven para el cálculo de piezas sometidas a esfuerzos. Definición: Este ensayo permite interpretar el diagrama de tensión. límite de resistencia.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 T=  F So DEFORMACIÓN O ALARGAMIENTO UNITARIO: Es el cociente entre el alargamiento experimentado y su longitud inicial. este se aplicará sabiendo cuales son las propiedades determinadas: límite de proporcionalidad. Lf −Lo A= Lo 4.“ENSAYOS DE TRACCIÓN – PROPIEDADES MECÁNICAS EVALUADAS” 4.1. 4. puede disminuir mientras dura la fluencia. aleaciones y otros metales y materiales diversos. 4. el fenómeno de la fluencia es característico del acero al carbono. 4.3.3.5.3.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Fuente: http://html. Esfuerzo máximo: Es la máxima ordenada en la curva esfuerzo-deformación. Límite de elasticidad o limite elástico: Es la tensión más allá del cual el material no recupera totalmente su forma original al ser descargado.7. 4. La estricción determina la ductilidad del material. de donde se deduce la tan conocida relación de proporcionalidad entre la tensión y la deformación enunciada en el año 1678 por Robert Hooke. Sin embargo. Comentario: 16 . más allá la deformación deja de ser proporcional a la tensión. pero de acuerdo al ensayo ejercido llega un momento de fracturación. más dúctil ser el material.6.2. 4.com/000536940.jpg Comentario: Representación de la gráfica de tensión – deformación.3. mientras que hay otros tipos de aceros. sino que queda con una deformación residual llamada deformación permanente. para observar hasta qué punto un objeto de mantiene en su estado inicial. Cabe resaltar que. Esfuerzo de Rotura: Verdadero esfuerzo generado en un material durante la rotura.4. incluso.3. Límite de proporcionalidad: Se observa que va desde el origen O hasta el punto llamado límite de proporcionalidad.mater-tracción-tensión-deformación. cuanto mayor sea el porcentaje de estricción. Punto de fluencia: Es aquel donde en el aparece un considerable alargamiento o fluencia del material sin el correspondiente aumento de carga que. 4. en los que no manifiesta.3. es un segmento de recta rectilíneo.3. También sabremos o que dicen algunas de estas normas que forman especificaciones sobre los cuerpos de prueba.“ENSAYOS DE TRACCIÓN – PROCEDIMIENTOS NORMALIZADOS” 4. 4. Definición: Las normalizaciones de los ensayos cada vez se han hecho más importantes independientemente del origen del material. En este ensayo nos da normalizaciones direccionadas al ensayo de tracción. Las pruebas que se hacen en el propio material es muy importante debido a que se intenta simular las condiciones reales de funcionamiento en la práctica.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Este ensayo permite reconocer las propiedades mecánicas de un material mediante el comportamiento y la guía con la gráfica de “tensión – deformación”. 4.4. esto no cambiara. se mostrará cuáles son las principales entidades internacionales y nacionales que producen y divulgan estas normas técnicas más utilizados por los laboratorios de ensayos. Pruebas de fiabilidad: 17 . Los ensayos a los que fue sometido son los mismos en cualquier parte del mundo.4.4. CAPÍTULO IV .2.1. Organización Internacional de Estandarización COPANT.S. requieren que las estructuras de la fase de un diseño tengan introducción de un factor multiplicativo llamada coeficiente de seguridad.T.N.. los resultados de ensayos. Los resultados varían depende del formato de cada cuerpo de prueba y de los métodos de ensayos escogidos.N. sino también la exactitud del valor teórico acerca de la existencia y el cálculo de las tensiones a través de la estructura de hipótesis. se le llama así a esta máquina porque se presta a la realización de diversos tipos de ensayos.-Asociación Brasileña de Normas Técnicas B.4.B.. Analizaremos cuidadosamente la siguiente ilustración. Por lo tanto. Aquí tenemos las normas técnicas más utilizadas por los laboratorios de ensayos provenientes de las siguientes instituciones A.S. no sólo de la determinación de propiedades materiales. 4.. es necesario recurrir a confección de cuerpos de prueba. Equipamiento: En general el ensayo de tracción es realizado en la maquina universal.I.4.N.I.Comité Europeo de Normalización I.S. que tiene en cuenta la incertidumbre..4.Normas Industriales de Alemania A. cuando no son suficientemente representativos los comportamientos en servicio.O.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Para poder determinar las propiedades de los materiales.N.. independientemente de las estructuras serán utilizados.Instituto Nacional Americano de Estándares D.3. Normas técnicas orientadas: Cuando se trata de realizar ensayos mecánicos. Figura N° 4: “Máquina universal” 18 . las normas más utilizadas son las referentes a la especificación de materiales y de los métodos de ensayo.Instituto Británico de Estándares E.-Comisión Panamericana de Normas Técnicas 4. 4.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Fuente: http://html. • Fluencia discontinua: Oscilación o fluctuación observada al principio de la zona de deformación plástica. UYS: Primera tensión máxima asociada a la fluencia discontinua. expresada en porcentaje. es decir.5. • Límite superior de fluencia.4. En este caso se trata de probetas cilíndricas de diámetro 9 mm. y calcular la medida.5. de acuerdo también al seguimiento de las normas aplicadas. CAPÍTULO V . G: Longitud original de la porción de probeta cuya deformación o cambio de longitud se va a medir. para trazar las divisiones en la longitud útil. Conceptos Básicos: Serán de aplicación una serie de definiciones que se indican a continuación: • Longitud entre puntos o longitud calibrada.  Después se debe medir el diámetro del cuerpo de prueba en dos puntos. debido a la fluencia localizada. Un cuerpo de 50 mm de longitud de la prueba. el cuerpo de prueba estará pronto para ser fijado a la maquina universal de ensayos mecánicos. En algunos materiales puede no aparecer. Procedimiento:  Antes de comenzar el ensayo se procede a tomar una serie de medidas de la probeta a fin de garantizar la validez de ésta como objeto de ensayo. Figura N° 5: “Puntos característicos de una curva de ensayo de tracción” 19 . utilizando un micrómetro. las marcas deben ser de 5 en 5 mm.4. Se debe golpear la probeta.1. LYS: mínima tensión registrada durante la fluencia discontinua. no comprimir la parte útil. ignorando efectos transitorios.6.mater-maqui$-univer!. YPE: Se obtiene de la curva tensión – deformación y se define como la diferencia.jpg Comentario: Esta representación muestra los componentes básicos de una maquina universal de ensayos. 4.5. 4. obtendremos unos resultados favorables.  Por último. entre la deformación que presenta el primer punto de pendiente cero y la deformación correspondiente al punto de transición entre fluencia discontinua y el endurecimiento uniforme.“ENSAYOS DE TRACCIÓN – ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS” 4. • Límite inferior de fluencia.com/09339.  Así preparado. Comentario: Con las medidas mecánicas y las propiedades de los materiales. • Elongación en el punto de fluencia. Tensión máxima de tracción que ha soportado la probeta durante el ensayo.Es la relación entre la tensión realizada y la deformación adquirida en el tramo lineal de la curva tensión-deformación (región elástica).2.Es la máxima tensión que el material es capaz de mantener sin desviación de la ley de Hooke. usualmente milímetros..  Alargamiento (∆l) y deformación (ε).5. Determinación de las propiedades mecánicas de las probetas ensayadas: La evaluación del ensayo se realiza a partir de las curvas tensióndeformación.com/09339.Se calcula a partir de la fuerza de tracción soportada por la probeta dividida por su sección transversal..Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Fuente: http://html.  Resistencia a la tracción (σmax). 4.jpg Comentario: Esta representación muestra los puntos característicos de una curva de ensayo de tracción. Módulo de elasticidad y deformación o alargamiento (en %).  Límite elástico (σy).  Tensión de tracción a rotura (σR).mater-maqui$-univer!.∆l es el incremento en longitud producido por la tensión de tracción y se expresa en unidades de longitud. Veamos lo más característico:  Tensión de tracción (σ). La deformación se define como ∆l/l0. en donde l0 es la longitud original antes de aplicar la carga y no tiene unidades. es decir es una medida de su resistencia a la deformación elástica. la deformación se 20 . Se expresa en fuerza por unidad de área. A veces.. generalmente MPa. Sus unidades son MPa o N/mm2 .  Modulo de elasticidad o Módulo de Young.. Se calcula mediante la tangente a la recta en el tramo lineal. e indica los conceptos básicos para el análisis de resultados. Los parámetros más importantes son tensiones (en N/mm2 o en MPa)..Tensión de tracción soportada por la probeta en el momento de su rotura.. CAPÍTULO VI .Deformación a la rotura (εR): Generalmente se da la deformación en el límite Como calcular el estiramiento o alongamiento Este es medido de forma directa por medio de un aparato llamado extensómetro. La resistencia en compresión de todos los materiales siempre es mayor o igual que en tracción. en cuanto sea a cualquier pieza. aunque puede realizarse sobre cualquier material. En la mayoría de los casos se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros).Deformación a la tensión máxima (εmax) . También podemos utilizar las siguiente formula: L −LO A= F LO 4.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 expresa como porcentaje. Figura N° 6: “Máquina Universal y probetas normalizadas” Fuente: http://html.6. 4.3.6. Definición: Es un ensayo técnico para determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. Se suele usar en materiales frágiles. Es así que obtenemos mayor seguridad al adquirir el producto final.com/09339.mater-ensayocomprensión. Comentario: Con todos los conceptos ya aprendidos e interpretados.1.“ENSAYOS DE COMPRENSIÓN” 4. entonces varía.jpg 21 .Deformación en el límite elástico (εy) . que esta acoplado al cuerpo de prueba.5. sabemos que para cada cuerpo de prueba se observan distintos datos iniciales después de la interacción con la fuerza de tracción. Se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresión en una máquina universal. Generalmente se calculan tres tipos de deformaciones: . la forma de la probeta tiene gran influencia. un estado de tensión compuesta que aumenta la resistencia del material.jpg Comentario: Esta representación muestra la prueba de comprensión con un material maleable que muestra abarramiento debido a la fuerza de fricción de la superficie de contacto entre platinas y probeta. la influencia de estas tensiones va disminuyendo hacia la sección media de la probeta. Figura N° 7: “Aplicación del axial a una probeta” Fuente: http://html.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Comentario: Esta representación muestra las probetas sometidas a una máquina universal para luego aplicarle el ensayo de comprensión. En la compresión.com/0933455. las que se limitan.6. deformación y el módulo elasticidad” 22 . Por lo que se mostrará en breve en la siguiente tabla: Tabla N° 1: “Fórmulas para el cálculo de la tensión. razón por la cual se obtiene mejores condiciones de compresión simple cuando están se presenta con forma prismáticas o cilíndricas de mayores alturas. la deformación y el módulo elasticidad son similares a los que ya han demostrado en clases anteriores a la tensión de tracción. las fórmulas para el cálculo de la tensión.2. El rozamiento con los platos de la maquina hace aparecer. 4. por lo que todos ellos son de dimensiones normalizadas. para evitar el efecto del flexionamiento lateral debido al pandeo.mater-ensayocomprensión. Probetas para comprensión de metales: En los ensayos de compresión. como dijimos. Normalizadas que se someten a compresión en una máquina universal. Con ello se secciona la muestra a dos cortes. se requiere de fórmulas que tienen relación con el ensayo de tracción. De esta forma se evitan prácticamente cargas de flexión que pudieran adulterar el resultado. 4. Comentario: Con este ensayo observaremos que una pieza es tan resistible a la comprensión y para calcular los movimientos empleados en esta. Estas son similares a las de la prueba de tracción.7. En el ensayo de cizallamiento se generan fuerzas transversales en una pieza de material.“ENSAYO DE CIZALLAMIENTO” 4. estas son transversales. 4. Definición: Un ensayo de cizallamiento se lleva a cabo por lo general en los materiales que están hechos de metal o materiales compuestos. El dispositivo de cizallamiento de este experimento se compone de ambas mordazas de cizalla templadas para alojamiento de la muestra y del cubrejunta de tracción con la cuchilla tundidora templada. Figura N° 8: “Fuerzas transversales en una pieza” Fuente: “Diapositivas de clase” Comentario: Esta representación muestra las fuerzas que se han generado en una pieza de material. CAPÍTULO VII .1. Figura N° 9: “Máquina Universal de cizallamiento” 23 . La cuchilla tundidora ataca sin juego entre las dos mordazas de cizalla.3.7. deformación y el módulo de elasticidad.6.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Fuente: Elaboración personal Comentario: Esta tabla nos muestra las diversas fórmulas para poder calcular la tensión. 2. G En un primer periodo hay una deformación dentro del periodo de proporcionalidad. espárragos. Ensayo de tipo tecnológico consistente en someter un material a esfuerzos crecientes y progresivos hasta llegar a la rotura. El esfuerzo Cortante(τ): τ= F [kp /mm2 ] So Figura N° 10: “Probeta y el esfuerzo cortante” A´.7.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Fuente: http://html. C´. 4.mater-ensayocizallamiento. Se realiza sobre materiales que van a estar sometidos a fuerzas de corte (chavetas.3.jpg Comentario: Esta representación muestra la máquina en donde se realiza dicho ensayo. lengüetas. y D´ = Sección de cizalladura F = Esfuerzo de corte Fuente: “Diapositivas de clase” Comentario: En la industria del ensayo. B´. Figura N° 11: “Primer periodo – deformación dentro del periodo de proporcionalidad” 24 . 4. Módulo de elasticidad Transversal. pero en este caso observamos una probeta rectangular y las fuerzas ejercidas sobre esta para determinar el esfuerzo cortante durante el ensayo. tornillos.com/09339. mayormente se emplea probetas cilíndricas.7. pernos). 25 .5. Tipos de cizalladura: 4. Fuente: “Diapositivas de clase” Comentario: Muestra la fórmula para el módulo de elasticidad transversal. depende del material.7.4. Comentario: Este ensayo lo someteremos a materiales que estén hechos de metal o materiales compuestos.7. Figura N° 12: “Módulo de elasticidad transversal” tan ( α )= BC 1F ≈ α =¿>α = ∆X G S0 G = Módulo de elasticidad transversal.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 BC = desplazamiento producido Fuente: “Diapositivas de clase” Comentario: Muestra el primer desplazamiento producido dentro del ensayo. 4. en donde se generarán fuerzas transversales en la pieza. Plegado Simple: Se realiza este ensayo apoyando las probetas sobre 2 puntos fijos.4. Plegado Doble: Se realiza generalmente con láminas de 200x200 mm. Plegado Alternativo: Las probetas no llegan a plegarse.8.ensayo-de-plegado/09657. hasta que la probeta se doble el ángulo deseado. Se emplea para láminas.8.1. Después se examina en los dobles la aparición de grietas. 4. Figura N° 13: “Ensayo de plegado” Fuente: http://www.1. generalmente rodillos. Si es posible.8.jpg Comentario: Se observa la forma de realización del ensayo de plegado.2.8. además de especificar el plegado en que aparecen las grietas se especifica el ángulo. CAPÍTULO VIII – “ENSAYO DE PLEGADO Y FLEXIÓN” 4. Ensayo de plegado 4. Se anota el número de alternancias (ciclos completos) que ha resistido. y observar la aparición de grietas.8.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4. y ejerciendo una presión mediante un mandril curvo u otro rodillo.1.1.1. doble o alternativo. 4.8.3. Se aplica este ensayo a pletinas delgadas y alambres. tubos y alambres.1. 26 . a las que se somete a dos plegados sucesivos en dos direcciones perpendiculares. Definición: Ensayo de tipo tecnológico consistente en someter el material a un plegado simple. sino a doblarse 90o a un lado y a otro. 4. Se realiza igual sobre piezas cilíndricas.8. En cambio.ensayo-de-flexión/29598712. 3 Aplastamiento Total: Carga que es necesario aplicar a un tubo para llegar al aplastamiento total. en el de flexión este vendría a ser un complemente al ensayo de tracción.5.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4. 2 Aplastamiento debido a un alternador.8.8. 4.2.1.1. Nos interesa saber la sección final (Tubos con cables). tubos y alambres. Definición: Este ensayo es complementario del ensayo de tracción.2. Plegado de Aplastamiento de Tubos: Consiste en someter un tubo (generalmente de 500mm) a un ensayo de compresión: 1 Se mete el tubo a determinadas cargas y se observa la aparición de grietas.jpg Comentario: Vemos cómo se realiza el ensayo de flexión en un material de prueba. Ensayo de Flexión 4. Se hacen en piezas y materiales que van a e estar sometidas a flexión. No se hace siempre.8.3. observar grietas en donde se emplean láminas. a un esfuerzo aplicado en el centro o dos iguales aplicados a la misma distancia de los apoyos. Consistente en someter las probetas. Comentario: Con estos ensayos podemos ver que con el de plegado. apoyadas libremente por los extremos. siendo d el diámetro de la probeta. 4. 27 . Figura N° 14: “Ensayo de Flexión” Fuente: http://www. El ensayo se realiza colocando dos rodillos con la separación L=20d. cuadradas que rectangulares. El estirado de la lámina metálica se realiza generalmente en una prensa vertical. CAPÍTULO 9 – “ENSAYO DE EMBUTIMIENTO” 4. Se practican 3 modalidades: .Embutición profunda por vasito 28 .9. Para realizar el ensayo se usa generalmente la máquina Erichsen. Figura N° 16: “Máquina Erichsen” Fuente: “Diapositivas de clase” Comentario: Se observa la máquina en donde se realiza el ensayo de embutimiento. El punzón estira el metal al interior de una cavidad abierta en el dado o matriz.1.Embutición simple .Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4. En esta operación el metal se estira a lo largo de las paredes laterales y se hace tomar un espesor exacto. que mide el avance de una cabeza desde que toca la chapa hasta que se rompe ésta chapa. es un proceso de estirado que consiste en conformar una pieza de metal a una forma hueca aplicando fuerza con un punzón a la porción central del metal.9. Figura N° 15: “Ensayo de embutimiento y factores de operación” Fuente: “Diapositivas de clase” Comentario: En esta imagen observamos los diferentes factores de operación que resultan luego de emplear el ensayo en la pieza de material. Definición: El embutido es un proceso tecnológico de fabricación de piezas en forma de recipiente. ya que se estirará y se aplicará la fuerza de punzón.9. CAPÍTULO X – “ENSAYO DE TORSIÓN” 4.2. vamos a poder fabricar piezas en forma de recipiente.10. Comentario: Con el ensayo de embutimiento.Embutición con ensanchamiento del agujereo Las chapas deben tener como mínimo una superficie de 70x70 mm Entre las ventajas de este método podemos destacar las siguientes: Las piezas elaboradas quedan pulidas y sin marcas. En dependencia de las piezas a fabricar se intercambian las matrices. Torsión: Es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento destructivo o prisma =dimensión predomina sobre otras dos. 4. Sustituye piezas elaboradas por fundición y mecanizado 4.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 .2.10. 4.1. Definición: 29 .10. Esfuerzo Cortante y deformación angular: Si una probeta cilíndrica de longitud L es sometida a un torque T.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 En sí consiste en el desplazamiento circular de una determinada sección transversal de un elemento cuando se aplica sobre éste un momento de torsor o una fuerza que produce un momento de torsor alrededor del eje. en una sección transversal cualquiera. La torsión se puede medir observando la deformación que produce en un objeto a un par determinado. el valor de esfuerzo es: τ= T Wp Donde W p es el módulo resistente a la torsión: W p= 1 I R polar I polar = 1 π d4 32 30 . La deformación plástica alcanzable.3. con este tipo de ensayos es mucho mayor que en el de tracción o en los de compresión. el ángulo de torsión está dado por la siguiente ecuación: φ= TL GTP G= Módulo de corte del material de la probeta Figura N° 17: “Distribución de esfuerzos cortantes” Fuente: “Libro de Ciencias en Ingenierías de Materiales” Comentario: En esta figura se indica la distribución de esfuerzos cortantes. 4. de una probeta cilíndrica sometida a torsión. En este caso.10. 10.11. 4. contra la superficie del material a ensayar y se mide el diámetro de la impresión resultante luego de remover la carga.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Los resultados del ensayo de torsión resultan útiles para el cálculo de elementos de máquina sometidos a torsión tales como ejes de transmisión. Definición: La dureza Brinell se define a una escala de medición de la dureza de un material por medio de un método de ensayo por indentación por el cual. Máquina de torsión y Flexión: MT 3005 es una máquina combinada para pruebas de torsión y flexión.4. con el uso de una máquina calibrada. 4.10.1. tornillos. resortes de torsión y cigüeñales. Figura N° 18: “Máquina de Torsión y Flexión” Fuente: “Libro de Ciencia e Ingeniería de Materiales” Comentario: Esta es la máquina en donde se realiza la prueba de torsión y de flexión.11. Este 31 . 4. bajo condiciones específicas.5. CAPÍTULO XI – DUREZA BRINELL 4. se fuerza una bola endurecida. Comentario: Con este ensayo de torsión podemos observar el desplazamiento circular de una determinada sección transversal de un elemento cuando se aplica sobre éste un momento de torsor o una fuerza que produce un momento de torsor alrededor del eje. Su tamaño reducido y poco peso facilita el desplazamiento. las medidas y las huellas al momento de realizar un ensayo de dureza Brinell. el dureza Brinell. de baja dureza y muestras delgadas. El valor de la dureza HB se expresa sin unidades. metal duro. 32 . diámetro de la huella. Figura N° 20: “Aparato para la dureza Brinell” Fuente: “Guía – Ensayo de dureza Brinell” Comentario: Observamos en la foto. es decir. aparato empleado para el ensayo de Para el ensayo de como penetrador o una bola de material con una Se mide el dureza Brinell se emplea una bola de acero templada. Figura N° 19: “Huella de indentación” Fuente: “Guía – Ensayo de dureza Brinell” Comentario: Observamos en la foto. La Dureza Brinell se calcula como relación entre la fuerza aplicada y la superficie de la huella. Se aplica al fuerza de ensayo prefijada.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ensayo se utiliza en materiales blandos. con ayuda de un microscopio. de la imprenta dejada.  Coloque el patrón de prueba sobre el soporte.  El valor medio de los diámetros (d) y los otros valores se sustituyen en la fórmula de trabajo para obtener el valor de la dureza Brinell. en direcciones mutuamente perpendiculares. el cual es elevado girando una manivela de regulación hasta que la muestra toque el penetrador de bola ligeramente y siga girando la manivela hasta la posición estándar prefijada por el durómetro.  En las mismas condiciones se realizan varias indentaciones más.11. 2. 33 . 4. Partiendo del grado de carga y del diámetro de bola utilizado se puede calcular la fuerza del ensayo. El tiempo de penetración depende del material que se va a ensayar.25 Los valores de dureza son comparables solamente si se determinan con los mismos grados de carga y los mismos tiempos de penetración. 5.) sobre la probeta con la carga accionada.  Medir las diagonales de la indentación.7*D.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 El diámetro D de los penetradores está normalizado y es de: 10. El ensayo de dureza Brinell se aplica a materiales de acero no endurecidos y a metales no férreos.5 o 1 mm. seleccione el diámetro de la bola de acero conveniente y el peso de carga de prueba. Procedimiento para la toma de dureza:  De acuerdo a la dureza aproximada del material a ensayar o patrón de prueba. La fuerza de ensayo debe elegirse de forma que se obtenga un diámetro de huella d= 0. Para poder ajustar exactamente la fuerza del ensayo y que los resultados sean comparables se han normalizado algunos grados de carga: 30 10 5 2.2.  Coloque el indentador de bola y seleccione la carga en el durómetro.  Luego de retirada la carga se miden dos diámetros.  Levante la palanca de carga y retire la bola de la probeta bajando la plataforma con la manivela.2*D a 0.  Accione la carga usando la palanca de carga de durómetro.5 1. La bola se mantiene algún tiempo(30s. La indentación está hecha sobre la superficie de la pieza de prueba. 3. 4.11.12. calculando a través de fórmulas porque se sabe que la Dureza Brinell es de lectura indirecta. CAPÍTULO XII – “ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL” 4. Comentario: Con el ensayo de Dureza Brinell conoceremos las principales características de los equipos de medición de dureza Brinell. Definición: 34 .1. y también así con este aparato poder realizar los procedimientos que se enumeraron y medir adecuadamente la dureza de materiales.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4.12. en dos operaciones. la resistencia de un material a ser penetrado. Figura N° 21: “Huellas de indentación” Fiuente: “Guía de ensayos – Dureza Rockwell” Comentario: En la foto. Figura N° 22: “Aparato para la dureza Rockwell” Fuente: “Guía de ensayos – Dureza Rockwell” Comentario: En la foto. bajo condiciones específicas contra la superficie del material ensayado. La evaluación del resultado se consigue directamente midiendo la profundidad de la huella. 35 . podemos observar el aparato en el cual se realizan las indentaciones para la dureza Rockwell. o una bola de acero endurecido (penetrador de acero o de carburo de tungsteno).Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 La dureza Rockwell es un método para determinar la dureza. Este valor de dureza se puede leer directamente en la escala indicadora. y se mide la profundidad permanente de la impresión bajo condiciones de carga específicas. observamos la forma de indentación al momento de realizar el ensayo Rockwell. es decir. con el uso de una máquina calibrada. se fuerza un indentador cónico esferoidal de diamante (penetrador de diamante). Este es un método de ensayo de dureza por indentación por el cual. 5 veces el diámetro de la huella. hasta donde llegue. se conocerá las principales características de los equipos de medición de dureza Rockwell y con el 36 .12.  Asegúrese que la palanca esté en posición de avance (lo más próximo a usted).  Ahora.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4. Si se hace esto bruscamente.12.  Gire la manivela hacia la izquierda para retirar el indentador de la probeta bajando la plataforma base del durómetro a su posición inicial. 100.  Lea y tome el número de dureza indicado en la pantalla de acuerdo al tipo de escala escogida para el ensayo.  Seleccione el contrapeso (60 . 4.  La dureza será el promedio de un número de medidad realizadas.  Seleccionar el indentador apropiado e insértelo en la base de la varilla pulsadora.  Coloque la probeta sobre la plataforma o yunque base del durómetro teniendo en cuenta que la separación del borde de la probeta y de una huella al borde de la otra debe ser mayor a 2. 150 kg) de acuerdo a la escala correspondiente. Procedimiento para la toma de dureza:  Se selecciona el tipo de ensayo según la tabla de escalas de dureza Rockwell. hacia usted.3.2. debido a la percusión.  Haga girar lentamente los radios de la rueda en el sentido de las manecillas del reloj hasta hacer contacto el indentador con la muestra a ensayar. siga girando la rueda hasta que la línea “SET” de la escala del cuadrante esté en línea y debajo de la aguja grande.  Luego vuelva a tirar suavemente la palanca.  Suelte la palanca de disparo suavemente hacia atrás que producirá caer la carga hacia la muestra.  Espere a que el durómetro aplique las cargas y realice la medición aproximadamente 10 a 15 segundos. se obtendrá una lectura falsa. Comentario: Con el ensayo de Dureza Rockwell. CAPÍTULO 13 – “ENSAYO DE DUREZA VICKERS” 4.1. Sus cargas van de 5 a 125 kilopondios (de cinco en cinco).15 mm y no se lee directamente en la máquina. Se emplean láminas delgadas hasta de 0. Figura N°23: “Dureza Vickers” Fuente: “Guía de ensayos – Dureza Vickers” Comentario:_En la foto vemos el tipo de indentador. sino se aplican fórmulas para poder determinar la dureza. Definición: La dureza Vickers.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 procedimiento dado se pasará a medir de una forma adecuada la dureza de materiales por el sistema de este ensayo. Figura N°24: “Fórmula Vickers” 37 . 4. Es especialmente adecuado para materiales de acero endurecidos. En este ensayo se oprime contra la superficie de la pieza la punta de una pirámide tetragonal de diamante. Su penetrador es una pirámide de diamante con un ángulo base de 136°.13. es decir.13. la resistencia de un material a ser penetrado. también conocido con el ensayo universal es un método para medir la dureza de los materiales. pequeñas profundidades de cimentación y piezas delgadas. Se designa como dureza Vickers HV a la relación entre la fuerza y la superficie de la huella. y la huella que deja para poder obtener las medidas para la aplicación de la fórmula. obtenida con una pirámide de diamante que abarque en el vértice un ángulo de 136º. Procedimiento para la toma de dureza:  Primero se presiona el indentador contra una probeta. y estàn normalizadas. 38 . ya que se sabe que es de lectura indirecta. Las fuerzas de ensayo estàn comprendidas entre 49N y 980N. Para calcular la superficie de la huella se aumentan óptimamente sus diagonales y se miden con una precisión de +.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Fuente: “Guía de ensayos – Dureza Vickers” Comentario:_En la foto vemos la fórmula para determinar la dureza Vickers.  Observamos y medimos diagonales de la impresión cuadrada. se conocerá las principales características de los equipos de medición de dureza Vickers y con el procedimiento dado se pasará a medir de una forma adecuada la dureza de materiales por el sistema de este ensayo Vickers. bajo cargas más ligeras que las utilizadas en el ensayo Brinell. 4.0. Comentario: Con el ensayo de Dureza Vickers.  Realizar toma de la dureza.  Aplicar fórmulas y realizar cálculos.2.002 mm.3.13. Las fuerzas de ensayo preferidas son: 49N 98N 196N 294N 490N 980N 4.13.  Se halla el promedio. DL. comportamiento viscoelástico. incluida la ambiente.14. y eso se podrá ver gracias al ensayo de fluencia en donde entran a tallar otros dos factores como el tiempo y la temperatura. que considera el objetivo de correlacionar deformaciones. las dimensiones de la pieza vuelven a la original. con control de la temperatura de ensayo. y además los tiempos transcurridos. Será que eso significa que un producto construido para soportar un esfuerzo estático a base de su límite elástico va a durar para siempre?. deben registrarse las deformaciones. una máquina de ensayos de tracción provista de un horno. Si el esfuerzo aliviado en esta etapa. la respuesta es no!. contenedor de la probeta. en mayor o menor grado. te. en correspondencia con las deformaciones sufridas.14. t. Se define que un material trabaja a fluencia. Como en el ensayo de tracción. El ensayo de fluencia se realiza habitualmente según el procedimiento. DL. Definición: Basado en los anteriores ensayos en donde veíamos que todo cuerpo sometido a un esfuerzo mecánico sobre una deformación elástica.Ensayo de Fluencia” 39 . y tiempos. T. F. que se comenta a continuación. aún para cargas aplicadas constantes. en consecuencia. constantes (CREEP). Figura N°25: “Máquina de fluencia” Fuente: “Mecánica . cuando experimenta alargamientos crecientes en función del tiempo. Es el siguiente. y temperatura. El comportamiento viscoelástico es característico de materiales plásticos a temperatura. Los ensayos de fluencia se realizan para analizar las características resistentes de los materiales en las condiciones que muestran un comportamiento viscoelástico. para una carga.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4. antes de presentar deformación plástica o ruptura. medidas sobre la probeta. El equipo de ensayo es.1. que verificamos que siempre una cantidad de esfuerzo que no produce deformación permanente. y también materiales metálicos en ciertos rangos de temperaturas. CAPÍTULO XIV – “ENSAYO DE FLUENCIA” 4. O será. 14. Procedimiento para la toma de dureza:   Marcar la longitud de la probeta con dos granetazos separados l0 mm. Montar la probeta en las mordazas de la prensa y en el interior del horno de calentamiento. CAPÍTULO V – “ENSAYO DE FATIGA” 4.  Repetir el ensayo para otras combinaciones de las variables Te y Fi. 3.15.14. Y a tráves de fórmulas dadas.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Comentario: En la foto observamos la máquina para la realización del ensayo de fluencia.3. Definición: 40 . y mantener la carga hasta la fractura.2. en donde se observa la escala en la que un cuerpo puede resistir a este ensayo. analizarlo y poder interpretar el tema de manera correcta. hasta llegar a fracturarse.  Efectuar la elevación de temperatura hasta alcanzar la temperatura de ensayo. Comentario: Con el ensayo de fluencia nos servirá para analizar las características resistentes de los materiales en las condiciones que muestran un comportamiento viscoelástico. 4.  Elevar la carga de la prensa hasta el nivel requerido. 4.15. Fi. DL. en el que se obtiene respuesta de fluencia en el material.1. Te y t. Figura N°26: “Gráfica de fluencia” Fuente: Elaboración personal Comentario: Observamos la gráfica de fluencia. Te.  Registrar para cada ensayo la sucesión de los valores de las variables Fi. 4. Tipo de trabajo característico del conjunto de piezas: o Torsión o Tracción o Flexión plan o Flexión rotativa La prueba de fatiga universal por la facilidad de la máquina de ensayo que es la que se utiliza para flexiones rotativas.15. irregularidades.3. podrían desencadenar un proceso que culmine con la rotura prematura de la pieza por fatiga. micro fisuras que se llegaran a extender sobre toda la pieza.15. velocidad angular. Tipos de tensiones engendradas en la pieza: o Axiales originadas por tracción o compresión o Axiales originadas por flexiones o Cortantes causadas por torsión 4.2.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 En este capítulo hablaremos sobre un ensayo conocido como la prueba de fatiga y se define que un material trabaja a fatiga cuando soporta cargas que varían cíclicamente con el tiempo porque sabemos que cada material que usamos tiene cierto tiempo de vida útil y para ello se utiliza esta prueba de resistencia a la fatiga nos ayuda a especificar los límites de tensión y mejorar esta resistencia a la fatiga. Cuando se encuentra en condiciones normales sufren esfuerzo bajo el limite proporcional y a diferentes ensayos como estáticos tracción fluencia se aproxima a: DF / dt = 0 En fatiga: DF / dt  Entre los parámetros fundamentales que califican el comportamiento característico ante la fatiga de los materiales están: -La cinética de la carga aplicada en el tiempo. contador de vuelta en la probeta. 41 . Como ya dijimos anteriormente la resistencia de algún material se reduce cuando actúan fuerza cíclica así que al transcurrir cierto número de ciclo generara una rotura de la pieza. nos permite encontrar los parámetros de cargas aplicadas. el número de ciclos dependen de la carga. presencia de orificios. como cambios de sección. En la resistencia a fatiga de los materiales. la siguiente fase es la del crecimiento de la grieta. geometrías con esquinas entrantes. Hemos hablado que a la fatiga se da por tensiones cíclicas y la más común se caracteriza por una función sinusoidal. donde los valores de tensión se representan en el eje de ordenadas y el número de ciclos en el eje de abscisas. En general. 42 . la falla se da en piezas generalmente fibrosas que por fatiga comienza por la aparición de bandas de deslizamiento que. No obstante. provoca la aparición de pequeñas fisuras que se dan preferentemente en granos del material próximos a la superficie. un diseño que favorezca la aparición de zonas de concentración de tensiones. etc. Así. Una vez iniciado el proceso. que son puntos que presentan algún tipo de irregularidad o discontinuidad. van a permitir un desarrollo más rápido de la grieta. El tipo de geometría de la pieza también influirá en la velocidad de propagación de la grieta.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Figura N°27: “Máquina para la prueba de fatiga” Fuente: “Prueba de fatiga – CIM” Comentario: Observamos la máquina para realizar el ensayo de fluencia. pequeñas grietas. discontinuidades superficiales.. etc. la cual va aumentando progresivamente su tamaño hasta que el área de la sección neta de trabajo de la pieza es tan pequeña que se produce la rotura repentina de la pieza. también puede iniciarse el proceso en pequeños defectos o concentradores de tensión. la tensión alterna debido a cargas cíclicas actuando a alto número de ciclos antes que se produzca el fallo (con pequeña deformación plástica en la rotura). es uno de los parámetros principales que interviene en el proceso. como inclusiones. conforme aumenta el número de ciclos. Comentario: El ensayo de fatiga se realiza para determinar la resistencia de algún material actúan fuerzas cíclicas.16. esto dependerá de lo que está hecho el material y si es fibroso aparecerán fisuras.15.4. 4.16. CAPÍTULO XVI – “ENSAYO DE IMPACTO” 4.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Figura N°28: “Parámetros para la prueba de fatiga” Fuente: “Ensayo de Fatiga – CIM” Comentario: En esta foto observamos los parámetros para el ensayo de fatiga. σmín = tensión mínima σmáx = tensión máxima σa = amplitud de la tensión σm = tensión media o promedio σr = rango o recorrido de la tensión 4.1. Definición: 43 . Las entalladuras que tenemos en este caso son: Con entalladuras de forma de “v” que se usa para probetas de materiales fibrosos. algunos materiales frágiles. Figura N°29: “Ensayo de impacto” Fuente: CIM – Ensayo de impacto Comentario:Observamos muestras al momento de la realización del ensayo de impacto. de este modo. lo que debería romperlo. además. La entalladura en forma de ojo de cerradura se efectúa en materiales sintéticos como platicos o acrílicos Ya vinos péndulo charpy y ahora vamos con el IZOD en donde la probeta se coloca en posición vertical siendo asegurada por la mesa de apoyo de tal modo que la entalladura quede en el plano de las mordazas así en extremo de martillo golpea al material a 22 mm de las mismas pudiendo realizar más de un ensayo en la misma probeta. El procedimiento Charpy tiene una amplia gama de aplicaciones y es el más adecuado para el ensayo de materiales que presentan rotura.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Las pruebas o ensayo de impacto se llevan a cabo para determinar el comportamiento de algún material a velocidades de deformación alta. Con entalladuras en forma de “U” se utilizan en materiales considerados de mayor dureza. Es bien mejor conocido como el material resiste una carga dinámica en una situación de prueba. dúctiles. el método Charpy ofrece ventajas en los ensayos a baja temperatura.los materiales frágiles se les diferencia porque se rompen sin necesidad de 44 . ya que los apoyos de la probeta se encuentran más alejados de la entalladura y evitan. los péndulos de impacto clásicos determinan la energía absorbida en el impacto por una probeta midiendo la altura de elevación del martillo del péndulo tras el impacto que se caracteriza por someter el cuerpo a prueba a una fuerza abrupta y repentina. Para esto tenemos dos tipos de materiales los de fractura frágil que tienen aspecto cristalino y los de fractura dúctil de aspecto fibroso . una rápida transmisión de calor a las partes críticas de la probeta y algunas fabricantes de automóviles se emplea. 2. hablamos además de su tenacidad y la trasferencia. el tamaño y forma de las muestra . absorción y disipación de energía.16.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 alguna deformación plástica por lo que no se pueden utilizar para maquinas si queremos utilizar para parte de maquinaria debemos tener materiales que tengan la capacidad de absorber energía y disiparla sin que se pueda romper alguno de los motivos de los materiales frágiles es la velocidad que usamos al aplicar carga .cabe resaltar que con esta prueba no nos muestra el valor de dureza del material con el que trabajemos .alguna grieta en el material temperaturas bajas .17. Comentario: En este ensayo observamos la fragilidad de los materiales cuando son sometidos a algunos impactos a altas velocidades. 4.17. que es responsable de que los metales soporten grandes esfuerzos sin romperse.1. 4.lo que medimos es la energía un valor que solo sirve para comparar resultados y llegar a alguna conclusión sobre el ensayo y sus resultados por eso en los cálculo de proyectos. CAPÍTULO XVII – “ENSAYO DE IMPACTO A BAJAS TEMPERATURAS” 4. La diferencia entre la prueba Charpy e Izod es que en la primera es golpeado en la cara opuesta a la de categoría y el segunda es golpeado en el mismo lado del material además de las dimensiones. Definición: Como sabemos el compartimiento mecánico de los metales es la ductilidad y la resistencia mecánica. La temperatura influye mucho en la resistencia de los materiales a los golpes o choque cosa diferente con lo que 45 . Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ocurre con la resistencia de tracción en donde esta característica no se ve afectada La resistencia mecánica. pues lo que indica en el eje horizontal es la temperatura y los que se encuentran en el eje vertical la energía absorbida y la curva que se desarrolle mostrará el tipo de fractura que sufrirá. La ductilidad de un acero de bajo carbón en función de la temperatura por debajo de la temperatura ambiente. La transición se debe a una competencia entre mecanismos dúctil y frágil.17. Figura N°30: “Impacto a bajas temperaturas” 46 . En general la resistencia disminuye y la ductilidad se incrementa al aumentar la temperatura de prueba. nitrógeno.2. se observa una región de muy baja ductilidad.3. tamaño de grano y método de prueba. 4. Deformación en frío: La deformación en frío se produce cuando el material endurece progresivamente a medida que aumenta la deformación plástica. etc. que es responsable de que los metales soporten grandes esfuerzos sin romperse. Podemos representar gráficamente la temperatura de transición. Temperatura de transición: La transición dúctil frágil de aceros férricos muestra aspectos muy importantes que no son completamente conocidos. Ambas propiedades son fuertemente dependientes de la temperatura a la cual se realiza la prueba. De 150 a 300°C la ductilidad cae por la “fragilidad en azul” de las dislocaciones por átomos de carbón. Se sabe que los metales de estructura cristalina como níquel no se observa temperatura de transición lo que quiere decir que su fragilidad no tiene nada que ver con la temperatura de transición por ello estos se trabajan a temperaturas bajas. se observa una estructura celular diferente que generalmente tiene muy alta densidad de dislocaciones enmarañadas. Por encima de un cierto rango de temperaturas son dúctiles y frágiles a temperaturas inferiores.17. y mecánica de fractura ha mostrado ser la herramienta eficaz para su tratamiento. El rango de trabajo en frío está limitado entre las temperaturas de transición dúctil-frágil y de recristianización..17. 4. Fragilidad a baja temperatura: Los metales con estructura cúbica centrada en el cuerpo y hexagonal compacta presentan casi siempre una transición abrupta en su comportamiento mecánico.4. esto implica que no se presentan fenómenos de recuperación ni recristianización. la temperatura de transición es lo que ocurre en un cambio de composición del material que usamos. 4. debido a la transición dúctil-frágil que se presenta de -250 a -150°C dependiendo de la composición. Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Fuente: http://www.CIM-impacto-temperat45ura-baja/.da36.jpg Comentario: Observamos la gráfica del impacto a bajas temperaturas, y la esacala en que se mueve tal ensayo. 4.17.5. Comentario: Según lo que hemos podido observar es que la temperatura influye en gran medida con los dos ensayos de impacto y saber si un material es frágildúctil y existen factores que aumenten esta temperatura haciéndolas más frágiles. 4.18. CAPÍTULO XVIII – “ENSAYO VISUALES” 4.18.1. Definición: 47 Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 La inspección visual es la técnica más antigua de los Ensayos No Destructivos, y también la que más se usa por su versatilidad y su bajo costo. En ella se emplea como instrumento principal, el ojo humano, el cual es complementado frecuentemente con instrumentos de magnificación, iluminación y medición. Esta técnica es, y ha sido siempre un complemento para todos los demás Ensayos No Destructivos, ya que menudo la evaluación final se hace por medio de una inspección visual. No se requiere de un gran entrenamiento para realizar una inspección visual correcta ya que solo es necesario nuestro sentido de la vista, pero los resultados dependerán en buena parte de la experiencia del inspector, y de los conocimientos que éste tenga respecto a la operación, los materiales y demás aspectos influyentes en los mecanismos de falla que el objeto pueda presentar. Aunque no es regla general, algunas normas como las ASME y las AWS, exigen una calificación y certificación del personal que realiza la prueba de Inspección Visual, en donde se tienen muy en cuenta las horas de experiencia del individuo a certificar y la agudeza visual (corregida o natural) que éste pueda certificar. Según los instrumentos que se utilicen como ayuda a la visión, y la distancia (o el acceso) que se tenga entre el inspector y el objeto de estudio, la Inspección Visual se puede dividir en dos grupos: • • Inspección Visual Directa Inspección Visual Remota 4.18.2. Inspección Visual Directa: En la directa, la inspección se hace a una distancia corta del objeto, aprovechando al máximo la capacidad visual natural del inspector. Se usan lentes de aumento, microscopios, lámparas o linternas, y con frecuencia se emplean instrumentos de medición como calibradores, micrómetros y galgas para medir y clasificar las condiciones encontradas. La inspección visual remota se utiliza en aquellos casos en que no se tiene acceso directo a los componentes a inspeccionar, o en aquellos componentes en los cuales, por su diseño, es muy difícil ganar acceso a sus cavidades internas. 4.18.3. Inspección Visual Indirecta: Este tipo de inspección es muy usada en la industria para verificar el estado interno de los motores recíprocos, las turbinas estacionarias, compresores, 48 Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 tuberías de calderas, intercambiadores de calor, soldaduras internas, tanques y válvulas entre otros. En la industria aeronáutica la inspección visual remota es muy usada para la inspección interna de los motores a reacción. Mediante esta inspección se puede diagnosticar el estado de las cámaras de combustión, las etapas de compresión y las etapas de turbina, sin realizar grandes destapes o desensambles. Se utilizan baroscopios rígidos o flexibles, videoscópios y fibroscópios (fibra óptica), con los cuales, mediante una sonda adaptada a una cámara digital, se puede llegar a la mayoría de las cavidades internas y lugares inaccesibles para el inspector. En el mercado se pueden encontrar equipos con sondas de diferentes diámetros y diferentes longitudes, según la aplicación, y con grabación de video y fotografía digital, lo cual permite guardar un registro de cada inspección realizada. Figura N°31: “Ensayo visual” Fuente: CIM – Ensayo Visuales Comentario: Observamos a un trabajador en la industria realizando una inspección visual directa. 4.18.4. Comentario: Al momento de nosotros examinar cualquier material que tengamos a disposición en el laboratorio, siempre debemos de tener en cuenta que algunos de ellos por el mal manejo del mismo puedan hacernos daño, por eso siempre debemos de llevar nuestros equipos de protección personal puestos, esto nos hará tener una mayor seguridad a la hora de la visualización del material que tenemos a cargo. 4.19. CAPÍTULO XIX – “ENSAYO DE LÍQUIDOS PENETRANTES” 4.19.1. Definición: Este ensayo también es de tipo no destructivo. La simplicidad del método y la rapidez con la cual se obtiene el resultado del análisis lo convierte en un método muy eficaz a la hora de determinar el estado de aquellos elementos 49 Son muchos los fabricantes que suministran estos kits y suelen incluir tres botes a presión o espray. formando a todo el personal mecánico y dejándola a su alcance para que de forma habitual la utilicen en aquellas tareas que así lo requieran. rápida y limpia. Estos kits permitan la realización del ensayo de forma simple. Los pasos a seguir son los siguientes:  Limpieza inicial: Consiste en efectuar una esmerada limpieza de la zona a ensayar con el objetivo de eliminar toda suciedad y contaminación que pueda impedir la entrada del líquido penetrante 50 . el lector podrá usar su buscador para acceder a esta información. poros y. El primero de ellos contiene un producto limpiador adecuado y compatible con el líquido penetrante que estará incluido en el segundo bote y. un tercer espray conteniendo el producto revelador. independientemente de su geometría o material. Ejes de equipos rotativos. grietas. Puede efectuarse por tanto sobre metales. No obstante lo ideal y lo más habitual es utilizar alguno de los kits ya preparados que suelen estar a nuestra disposición en el mercado.19. En la siguiente imagen puede apreciarse el kit que habitualmente usamos en nuestra fábrica. entre otros.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 de máquina sometidos a inspección. El análisis no destructivo de los elementos de máquinas por el método de los Líquidos Penetrantes trata principalmente de poner de manifiesto todas aquellas discontinuidades superficiales sobre cuerpos no porosos. pone a nuestra disposición en su catálogo los dedicados a realizar ensayos por líquidos penetrantes. rotores de ventilador y piezas obtenidas por soldadura son algunos de los ejemplos de elementos de máquinas habituales en una fábrica de papel que podemos someter a ensayo cuando se nos presenten dudas sobre su estado real. Esta técnica está basada en la capacidad que determinados líquidos poseen para penetrar por capilaridad en las discontinuidades superficiales de los sólidos y permanecer en ellas. La tensión superficial del líquido en contacto con el material sólido produce ese efecto de capilaridad que permite al fluido penetrar por esas discontinuidades aún en contra de otros efectos como puedan ser la gravedad o el movimiento del líquido por vasos comunicantes. por último. en general.2. Procedimiento del ensayo: El proceso a seguir para llevar a cabo el ensayo por líquidos penetrantes es muy sencillo. plásticos. Para este tema se puede encontrar mucha información al respecto sobre qué líquidos son los más adecuados a la hora de efectuar el ensayo. 4. impulsores de bombas. todas aquellas discontinuidades abiertas a la superficie. Se trata de un producto del fabricante CRC que. elementos de transmisión. Es por esto por lo que debe tratarse esta técnica de análisis como una herramienta de uso cotidiano. vidrio o materiales cerámicos con el fin de evidenciar fisuras. el penetrante Crick 120 puede eliminarse fácilmente con agua. contaminantes orgánicos. Indicaciones falsas debido a acumulaciones inesperadas del líquido penetrante. en finas capas y procurando hacerlo lo más uniformemente posible. Según la técnica de limpieza empleada será necesario esperar más o menos tiempo para que la zona quede perfectamente seca. En concreto.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 en las distintas discontinuidades de la superficie de la pieza. aceites y. evitando excesos que puedan enmascarar las fisuras más sutiles. una vez pulverizado sobre la superficie y tras un cierto tiempo de espera para que el elemento base se evapore. Se emplearán disolventes para eliminar grasas. limpieza pobre. Por su parte las sustancias químicas o decapantes se emplearán en la eliminación de óxidos y herrumbres pero tienen el inconveniente que pueden dejar residuos ácidos y básicos que deben ser eliminados igualmente con agua. etc. Podemos encontrar varias posibilidades: Indicaciones reales causadas por defectos no deseados como fisuras. poros. en general.  Análisis del resultado: Transcurrido el tiempo de revelado será necesario proceder al examen del resultado obtenido.  Aplicación del líquido penetrante: Deberá aplicarse ahora el líquido penetrante. Dejar secar entre 7 y 10 min. grietas. etc. Los vapores desengrasantes como el tricloroetileno son también muy efectivos a la hora de eliminar la suciedad. Las instrucciones del fabricante nos informarán de la mejor forma para hacerlo. El revelador debe aplicarse de la forma más fina y uniforme posible. nos permitirá obtener una fina capa del producto revelador seco en forma de polvo sobre la superficie. Podrán emplearse también técnicas de limpieza por medios mecánicos e incluso por ultrasonidos. huellas o manchas con los dedos. Este producto consiste habitualmente en una suspensión acuosa o con base de alcohol que. El tiempo de secado no será inferior a 10 min ni superior a 20 min. Poner cuidado en eliminar únicamente el exceso superficial y dejar secar totalmente la zona limpia.  Aplicar el revelador: Una vez eliminado el exceso de penetrante habrá que aplicar el producto revelador. Dentro de las primeras se podrán encontrar igualmente Indicaciones 51 . cubriendo por completo el área a ensayar. Los detergentes pueden ser usados para eliminar los contaminantes de tipo inorgánico. descuidos.  Eliminación del exceso de penetrante: Ahora hay que eliminar el exceso de penetrante usando trapos o paños que no dejen rastro de fibras sobre la superficie. 20. encontrando en la actualidad.1. El acondicionamiento previo de la superficie. aun siendo no deseadas.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 no relevantes causadas por una geometría imperfecta de la pieza. Comentario: Para esta experiencia se tiene que tener muy en cuenta los pasos a seguir. CAPÍTULO XX – “ENSAYO DE PARTÍCULAS MAGNÉTICAS” 4. 4. desde una prelimpieza que se le debe hacer al material a analizar hasta las post limpieza que se deben hacer a las tintas penetrantes. 4. defectos o discontinuidades que. Definición: El ensayo de Partículas Magnéticas es uno de los más antiguos que se conoce.20. al igual 52 . son perfectamente aceptables por no sobrepasar los límites establecidos y las Indicaciones relevantes que muestran discontinuidades lo suficientemente importantes como para que tras su evaluación decidamos rechazar la pieza analizada. Mediante este ensayo se puede lograr la detección de defectos superficiales y subsuperficiales. ya que se utiliza fundamentalmente el flujo magnético dentro de la pieza.3. Es aplicable únicamente para inspección de materiales con propiedades ferromagnéticas. para la detección de discontinuidades.19. una gran variedad de aplicaciones en las diferentes industrias. Se utilizan los diferentes tipos de corrientes (alterna. entre otros. un yugo electromagnético. los defectos a buscar y las condiciones físicas del objeto de inspección.20. Húmedas  Fluorescentes  Visibles (varios colores) Figura N°33: “Partículas magnéticas húmedas” 53 . Este proceso varía según los materiales que se usen. aplicar las partículas magnéticas (polvo fino de limaduras de hierro) y evaluar las indicaciones producidas por la agrupación de las partículas en ciertos puntos. según las necesidades de cada inspección.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 que en las Tintas Penetrantes. semirectificada. 4. directa.). es muy importante.2. Para la magnetización se puede utilizar un banco estacionario. etc. El uso de imanes permanentes ha ido desapareciendo. La aplicación del ensayo de Partículas Magnéticas consiste básicamente en magnetizar la pieza a inspeccionar. electrodos o un equipo portátil de bobina flexible. ya que en éstos no es posible controlar la fuerza del campo y son muy difíciles de manipular. aunque no tan exigente y riguroso. Partículas magnéticas: Secas  Visibles (varios colores)  Fluorescentes Figura N°32: “Partículas magnéticas secas” Fuente: CIM – Ensayo de partículas magnéticas Comentario: Observamos en la foto las partículas magnéticas que existen para la realización del ensayo. 1. • Las ondas tienen la característica de transportar energía sin necesidad de mover materia. 4. Los métodos de magnetización y los materiales se combinan de diferentes maneras según los resultados deseados en cada prueba y la geometría del objeto a inspeccionar. Ejemplo: Cuerda de violín. 4. Comentario: Debemos tener en cuenta que este tipo solo es aplicable para materiales con propiedades ferromagnéticas ya que su uso se basa fundamentalmente en el flujo magnético dentro de una pieza.3. por su efectividad y fácil aplicación. 4. CAPÍTULO XXI – “ENSAYO DE ULTRASONIDO” 4.2.21.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Fuente: CIM – Ensayo de Partículas Magnéticas Comentario: Observamos un ejemplo de partículas secas para el ensayo. Tipos de ondas: 4.21. POR SU NATURALEZA:  Ondas Mecánicas: necesitan de un emisor para propagarse. 54 .2. Definición: • El ultrasonido es una prueba de ensayo no destructiva.21.1. • Es uno de los ensayos no destructivos más utilizados en la rama de la industria.21.20. cuyo objetivo principal es encontrar discontinuidades en todo el volumen del material emitiendo ondas las cuales viajan a través del material analizado. etc. significa que está deteriorado. ondas de radio. en este caso. etc. 4. es rápido y muy común en prácticas de laboratorios. La velocidad de propagación del sonido depende del medio y del tipo de onda emitido (transversal o longitudinal). si solo recibe una pequeña parte de la señal. emisor y receptor.2. se utilizará la técnica de doble cristal.  Técnica por pulso-eco: generalmente se usa los transductores de tipo manual. La manera más común de realizar la prueba del ultrasonido es mediante el uso de cristales piezoeléctricos como el sulfato de litio.  Longitudinales: las partículas vibran de manera paralela a la propagación de la onda.21. Técnicas de ensayo: El ensayo de ultrasonido tiene asignada 4 técnicas que son:  Técnica de transparencia: en esta técnica. las ondas de ultrasonido deben de ser aplicadas para que el cristal pueda recibir los ecos de retorno en un intervalo de pulsaciones.1. Ejemplos: La luz. 4. la técnica pulso-eco no es eficiente.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016  Ondas electromagnéticas: no necesitan de un emisor para propagarse.22. La unidad de medida de las ondas es el heartz (Hz) = 1ciclo/segundo. por su facilidad de manejo y operación.3.2. POR EL SENTIDO DE VIBRACIÓN:  Transversales: En una onda transversal. el material no posee ningún tipo de daño.22. mientras que. 55 . aparte de que la probeta no recibe alteración alguna. las partículas vibran de manera perpendicular a la propagación de la onda. por lo cual. quarzo. 4.  Técnica doble cristal: para practicar en materiales con poca espesura. Comentario: Este ensayo es muy útil para determinar materiales defectuosos. CAPITULO XXII – “REALIZACIÓN DEL ENSAYO DE ULTRASONIDO” 4. Es posible hacer una medición precisa cuando el material no emite ninguna respuesta durante la llegada de un eco. televisión.21. cuando el receptor recibe la señal y la capta al 100%. sin embargo. El equipo llevado a cabo para este tipo de ensayo se denomina osciloscopio. Debemos utilizar cabezas angulares que envían impulsos en ciertos ángulos con la superficie del material. es uno de los ensayos destructivos más peligrosos debido al alto nivel de radiación utilizado.2. tales como.2. Los resultados se obtienen en una placa radiográfica. Comentario: La técnica más eficiente para este ensayo es la de transparencia.22. 4. mostrándolas en una pantalla. se observa en si el interior del material. el cual recibe las señales eléctricas emitidas por el transductor y las procesa electrónicamente. 60. 35 °. por ejemplo. el cual. 45.23.1.23.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016    Técnica con transductores angulares: en este caso. entre otros. se utiliza los transductores angulares. ya que. 4. detecta discontinuidades en un determinado material a través de los rayos x. (como en aplicaciones médicas). 4. 70. Figura N°34: “Equipo de ultrasonido” Fuente: http://www. a diferencia de los anteriores ensayos. Cuando chocan 56 . la cual es como una foto pero con tonalidades negativas. Una gran ventaja de este ensayo es que se puede detectar rápidamente donde existen obstrucciones o deformaciones del material. y gracias a esto se puede determinar en qué lugares existen fallas (debido al cambio de tonalidades). para así sacar los resultados. Definición: La radiografía industrial es un tipo de ensayo no destructivo. los cuales permiten el perfecto acoplamiento y detección de las discontinuidades.23. ya que nos indica a primera instancia si la probeta es defectuosa o no. Estos electrones salen a gran velocidad hacia el ánodo. Tipos de radiación:  Rayos X: Los rayos X se generan cuando se acelera a través de una fuente externa electrones de energía a partir de un cátodo. 80 etc. rayos gamma.jpg Comentario: Observamos el aparato que permite la realización del equipo de ultasonido. CAPÍTULO XXIII – “RADRIOGRAFÍA INDUSTRIAL” 4.ul-tra-so-ni-do-en-sa34-yos//$r4y8. Sin embargo. es decir. el núcleo emite espontáneamente partículas y radiación electromagnética. Los rayos gamma tienen alto nivel de radiación.  Rayos Gamma: Como hemos visto. en otras palabras. Para observar los resultados. Estos elementos son llamadas isótopos. los electrones penetran la electrósfera del ánodo de metal.AgBr). causando inestabilidad. se colocan penetrometros hacia la cara de la pieza de metal frente a la fuente de radiación. un aparato para observar la fuerte radiación que se penetra en el cuerpo. Para controlar la sensibilidad radiográfica. control de contraste. nada más de un tubo de rayos catódicos modificado.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 con el ánodo. por lo cual se utiliza para este tipo de ensayo. o la densidad de la imagen. con gran liberación calor y ondas electromagnéticas (los rayos X) Un dispositivo que se utiliza para generar tubo de rayos X es un Coolidge. el núcleo atómico se compone de partículas llamadas protones y neutrones. La calidad de la radiografía requiere claridad y la imagen de definición. La sensibilidad radiográfica también tiene que ser controlada y debe ser ajustada a los requisitos de inspección. Muchos de los isótopos de los elementos encontrados en la naturaleza son radiactivos.jpg Comentario: Observamos en la foto. se necesita de una película de rayos-X. Los elementos químicos se definen por el número de protones presentes en el núcleo del átomo. La única diferencia es que está cubierta en ambos lados con una emulsión de sales de plata (bromuro de Plata . Figura N°35: “Penetrómetro” Fuente: http://”!#24y4t197y2ensayosefydCIm. 57 . la cual es similar a las películas ordinarias. se pueden encontrar los mismos átomos de elementos químicos con diferentes cantidades de neutrones en su núcleo. debe conocer la influencia de la distancia y la posición entre elementos: fuente de radiación.24.1. Para evitar este problema. Definición: La radiografía es en realidad una sombra de la pieza de trabajo causada por su posicionamiento en la trayectoria de radiación gamma o X.24. debido a la formación de una penumbra en la radiografía. En este caso. Distorsión de la imagen: 58 . ya que aumenta la distancia entre la pieza y la película. Ampliación de imágenes: La parte de la imagen en la película se hace mayor que el juego en sí. Nitidez de la imagen: Entre se tenga dimensiones más grandes de la fuente de emisión. los cuales.23. por lo tanto.2.32jpg Comentario: Observamos las ondas de radiación. Comentario: Esta práctica es muy útil para la detección de irregularidades en los materiales.4.3.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Figura N°36: “Ondas de radiación” Fuente: http://radi5%2cion”#%%%wedg/. los hace eficientes para este tipo de prueba. puede utilizar los mismos principios geométricos aplicados las sombras producidas por la luz. 4. lo que resulta en una imagen irreal. 4. aplicando los rayos gamma y los rayos x.24.24. CAPÍTULO XXIV – “ENSAYO DE RAYOS X” 4. 4.3. debe utilizar una fuente del menor tamaño posible.24. Para entender lo que es y. 4. mejores resultados en rayos X. 4. menor es la nitidez de la imagen. de juego y de la película. por la característica de ser muy radioactivos. Cada máquina tiene su curva de específico. Por lo tanto. el juego y la película. mayor será la temperatura del filamento. 2 Diferencia de potencial: Mientras mayor sea la diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo. se hace uso de las curvas de exposición proporcionado por el fabricante del equipo.6. 4. 59 . Comentario: Los rayos x designan una radiación electromagnética.24. capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir las películas fotográficas.5. Cuanto más larga sea. invisible para el ojo humano. 4. causando mayor impacto en el ánodo generando así rayos x. Figura N°37: “Emisión de rayos X” Fuente: CIM – Rayos X Comentario: Observamos la emisión de rayos X dentro de un material o probeta de prueba. Una vez establecidos estos dos factores. y por lo tanto mayor la cantidad de electrones emitidos. el tiempo de exposición es otro parámetro que influye en la conciencia de la película. Variables que afectan la cantidad de rayos X: 1 Intensidad de corriente: mientras la intensidad de corriente sea mayor. la imagen resulta distorsionada. mayor será la velocidad de los electrones. es importante para determinar el tiempo de exposición. Para eliminar esta distorsión se debe colocar la fuente de emisión de manera perpendicular en relación a la base y la película. La exposición o la cantidad de radiación recibida es directamente proporcional miliamperios y la tensión aplicada al tubo de Coolidge. más conciencia.24.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Si hay una inclinación entre la fuente. Para determinar el tiempo de exposición. allí se debe tener un dosímetro personal que nos ayude a comprobar y controlar la exposición de radiación a la que están expuesto. los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa o beta.25. Debido a las altas energías que poseen. Los rayos X y gamma modifican genéticamente las células y las daña pudiendo generar quemaduras en la piel. producida generalmente por elementos radiactivos o procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. la protección radiológica se lleva a cabo de acuerdo con otros dos factores: el blindaje y 60 . En el tiempo de exposición.1.la cantidad máxima permitida es establecido por las normas internacionales para la protección radiológica. CAPÍTULO XXV – “ENSAYO DE RAYOS GAMMA” 4. En el ensayo de rayos X.Tipo de radiación electromagnética. Este tipo de radiación de tal magnitud también es producida en fenómenos astrofísicos de gran violencia.25. como ya sabemos estos se clasifican en ensayo de dureza superficial. ensayos dinámicos. se puede observar que no produce nada es esta la más peligrosa expuesta a que menor sea la longitud de la ondita más dañina para la salud Pero primero hay que saber ¿Qué son los rayos gamma?. Lo que miden la actividad de la fuente es el becquerel (desintegración en segundos). métodos radiactivos y será justamente este último que trataremos para ser más concretos los ensayos de rayos gamma. y por tanto formada por fotones.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 4. Definición: Este ensayo es considerado cono ensayo no destructivo lo que quiere decir que los métodos para evaluar no afectan sus características y propiedades física. cambia del código genético y hasta el cáncer . las fuentes de radiación están confinados en lugares adecuados. en los que la pieza será expuesta a la radiación debe limitarse y blindado con placas de plomo (transporte marítimo). Lo importante es tener protección personal los materiales de alto número atómico y alta densidad protegen mejor contra los rayos gamma. para garantizar niveles aceptables de radiación en el medio ambiente. Figura N°39: “Escala de energía – temperatura” 61 . Figura N°38: “Vida de algunos materiales” Fuente: Elaboración personal Comentario: Observamos en la foto a algunos materiales que fueron sometidos por rayos Gamma y el promedio de vida que les queda. Los materiales para protegerse de los rayos gamma son caracterizados con el espesor necesario para reducir la intensidad de los rayos gamma a la y el ambiente cerrado o equipos fijos.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 la distancia de la fuente. con el fin de mantener niveles aceptables de radiación en el medio ambiente. A mayor energía de los mismos el espesor de la protección debe ser mayor.  química  mecánica d) La forma como los materiales reaccionan a los esfuerzos externos se llama una propiedad……  química  mecánica Ejercicio 2 Marque con una X la respuesta correcta: 62 . Comentario: Después de lo visto sabemos que los rayos gamma se encargaran de detectar y medir variaciones de intensidad cuando son absorbida por el material y se realiza por medio de detectores de radiación y además de esto debemos tener en cuenta que usar la protección debida evitara que dañemos nuestra salud. en base al ensayo de Rayos Gamma.cambio de la composición química del material  Implica  No implica b) La resistencia mecánica es una propiedad…………….25.escala-energía-CIM231%/234. 4.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Fuente: http://www.  Física  Química c) La resistencia a la corrosión es una propiedad………….jpg Comentario: Observamos un gráfica de la energía absorbida en función de la temperatura. 5.2.. EJERCICIOS Y CUESTIONARIOS Cuestionario – I Ejercicio 1 Complete las frases con la alternativa correcta a) La propiedad física…………. Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 El esfuerzo cuando el material vuelve a su forma original.. Relacione correctamente los ejemplos con los ensayos Ensayo 1 destructivo Ensayo no 2 destructivo Ensayo por 2 ultra-sonido Ensayo visual Ensayo de tracción Ensayo por lima Ensayo de Dureza 2 1 1 1 63 . decimos que esta es una propiedad mecánica llamada……. ( ) Resistencia mecánica ( x ) elasticidad ( ) Plasticidad Ejercicio 3 Usted que estudia los ensayos estos pueden ser: destructivos y no destructivos. Ejercicio 3 Calcule la deformación sufrida por un cuerpo de 15cm. 1. Ejercicio 2 Cuando se realiza el ensayo de tracción. Marca con una X la correcta. a cuanto . Exprese la respuesta de una forma porcentual. ( X ) el alongamiento del cuerpo ensayado. ( ) elástico y plástico.0666 ×100=6. a) b) c) d) ( ) plástico y elástico. pueden ocurrir dos deformaciones.II Ejercicio 1 Marca con una X la(s) respuesta(s) que complete(n) la frase correctamente: El ensayo de tracción tiene por finalidad(es) determinar: a) b) c) d) ( X ) el límite de resistencia de tracción. A= Lf −Lo Lo A= 16−15 =0.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario . que después de un ensayo de tracción paso a presentar 16 cm de longitud. ( ) plástico y normal.66 15 Ejercicio 4 2 Sabiendo que la tensión de un cuerpo es igual a 12N/ mm 2 corresponde esta tensión en kg f/ mm ? 2 Rpta. ( ) el diámetro del material ensayado. siguiendo la secuencia en la que los fenómenos se producen en el material.224kgf/ mm 64 . ( ) la impresión causada por un penetrador. ( X ) plástico y regular. 0 MPa 65 que está bajo . 56. sufrida por un cuerpo con 35 mm influencia de una fuerza de 200kgf? Rpta.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 5 2 Que tensión. en MPa. A( ) B (X) C( ) D( ) Ejercicio 4 66 . que representa el límite de elasticidad b) El punto B.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – III Ejercicio 1 Analice el diagrama de tensión-deformación de un cuerpo que prueba lo que indique: a) El punto A. que representa el límite de resistencia. Después responda ¿Cuál de los cuerpos de muestra representa material dúctil? A (X) B( ) Ejercicio 3 Analice el diagrama tensión-deformación por debajo asignándole una letra que represente la región de elasticidad. como se muestra a continuación. Ejercicio 2 Compare las dos regiones de las fracturas de la muestra A y B. Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 La formula a) b) c) d) LR= F max So permite calcular: ( ) el límite de elasticidad ( ) la ruptura (X ) el límite de resistencia ( ) el límite de ruptura Ejercicio 5 Dos materiales (A y B) fueron sometidos a un ensayo de tracción y representan a las siguientes curvas de tensión – deformación: ¿Cuál de los dos materiales representa mayor deformación permanente? A( ) B (X) Cuestionario – IV EJERCICIO 1: Escriba verdadero o falso ( ) la forma del cuerpo a prueba y el método adoptado afectan a los resultados de la prueba de tracción 67 . Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 EJERCICIO 2 revisar el siguiente dibujo y marca X en la letra que identifica la parte útil del cuerpo d la prueba a) ( ) b) ( ) c) ( ) d) ( ) EJERCICIO 3 Marque con una X la alternativa que complete la oración: ABNT segundo. ( )es posible extraer cuerpos de soldados prueba de materiales para ensayos de tracción ( )en probetas de materiales soldados se tensan al mismo tiempo . dos materiales con diferentes propiedades ( )los valores obtenidos en las pruebas de tracción de materiales soldados son válidos sólo para el metal base Cuestionario – V EJERCICIO 1 sabiendo que el número de divisiones (n) de la siguiente logotipo es de 10. representa la longitud final (Lf) 68 . la longitud de la parte útil de las muestras utilizadas en las pruebas tracción debe ser: a) ( ) 5 veces mayor que el diametro b) ( ) 6 veces mayor que el diametro c) ( ) 8 veces mayor que el diametro d) ( ) dos veces el diámetro EJERCICIO 4 marque con una X la única patrañas acerca con soldadura de especímenes de prueba. .Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 EJERCICIO 2 que la propiedad es más importante para determinar la practica: ¿el límite elástico o el punto de ruptura? justifique su respuesta.... a) () pandeo 69 .. en lugar de determinar el límite elástico... podemos utilizar el límite de elasticidad saber cuál es la carga máxima soportada por un cuerpo.. en lugar de determinar el límite elástico. podemos utilizar el límite de elasticidad saber cuál es la carga máxima soportada por un cuerpo. EJERCICIO 3 Límite de Johnson utiliza para determinar: ( ) El límite de resistencia efectiva ( ) El límite elástico aparente ( ) El punto de ruptura ( ) El límite de elasticidad EJERCICIO 4 Scribe V siguiente frase si es verdadero o F si es falsa: ( ) En algunos casos...... b) es el único resultado preciso que se puede obtener en la tracción de prueba Cuestionario – VI Ejercicio 1 garantizar un paralelismo entre las placas de la máquina de pruebas y limitar la longitud de los especímenes en los ensayos de compresión son los cuidados necesarios para evitar ... En algunos casos.. EJERCICIO 5 Completar la frase con una alternativa que hace que sea verdadera: a) es el valor que se utiliza para escalar estructuras.. tales como a) () placas de barras b) () resortes de tuberías c) () muelles y cojinetes d) () tubos y discos Cuestionario – VII Ejercicio 1 En cizalla.... las piezas a cortar paralelamente por .Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 b) () de fricción c) () ruptura d) () la planitud ejercicio 2 la compresión de metales dúctiles no se puede determinar a) () el límite elástico b) () el límite de fluencia c) () Deformación d) () el punto de ruptura ejercicio 3 en las pruebas de compresión de materiales frágiles..desplazamiento. la propiedad mecánica se evalúa: a) límite de proporcionalidad b)) límite elástico c) (límite de resistencia) d) (límite de escoamento ejercicio 4 ensayos de compresión se realizan normalmente en los productos acabados.. mueven una sobre la otra Ejercicio 2 70 . Sabiendo que estas placas deberán resistir una fuerza de cizallamiento de 30. El diámetro del remache y 6 mm y la cizalla y 10.VIII Ejercicio 1 La tensión de flexión actúa en la dirección del eje radial de las muestras a. Angular 71 . Ejercicio 4 Un remache se utiliza para unir dos placas de acero.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 La fuerza que hace que la fuerza de cizallamiento que ocurre se llama corte o cizallamiento. que debe ser el diámetro de cada remache? (La tensión de tracción de material remache y 650 MPa) 5. ¿Cuál es la tensión de cizallamiento sobre el remache? 353.85 MPa Ejercicio 5 Dos placas de acero se van a unir mediante remachado.11 mm Cuestionario .000 N.000 N y el número máximo de remaches que podemos poner en la unión y 3. por lo general están adaptados a la máquina universal de ensayo. Paralela b. Ejercicio 3 Los dispositivos utilizados en el ensayo de corte. d. b. a. La tensión en flexión 20. d. b. Determinar: a. c. La tensión aplicada El tamaño de la muestra La deformación de la muestra El alargamiento de la muestra Ejercicio 5 Una pieza de ensayo de 30 mm de diámetro y 600 mm de longitud se sometió a un ensayo de flexión. (x) La cara de la soldadura de la elongación ( ) El alargamiento espécimen ( ) La longitud de la soldadura ( ) El ángulo de la soldadura Ejercicio 4 En el ensayo de flexión. Módulo de elasticidad 72 . b.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 c. c. d. Perpendicular Ejercicio 2 En el ensayo de flexión puede evaluar cualitativamente: a. Radial d.38 MPa b. ( ) El límite de proporcionalidad ( ) El límite de resistencia al plegado (x) La ductilidad del material de prueba ( ) La tensión máxima en el plegado Ejercicio 3 En el ensayo de doblado de cuerpos soldados es habitual medir: a. que muestra una flecha 2 mm bajo una carga de 360 N. el extensómetro y utilizado para medir la deformación de la muestra. c. Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 20382.165 MPa 73 . c. ( ) la ductilidad de una barra (x) la ductilidad de una placa ( ) dureza de una placa ( ) la resistencia de una placa Ejercicio 2 La incrustación de prueba y aplicado en el proceso: a. ( ) mayor resistencia a la tracción ( ) menor ductilidad ( ) mayor ductilidad (x) menor de ruptura de carga Cuestionario – X 74 . c. c. el único resultado numérico y: a. será mejor para estampar una que presenta: a. d. d. b.IX Ejercicio 1 La prueba de incrustación se diseñó para evaluar: a.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario . c. b. d. ( ) de fundición ( ) forjaría (x) de estampado ( ) de mecanizado Ejercicio 3 En la prueba Erichsen. no ( ) El Erichsen utiliza un anillo de fijación y Olsen. d. no Ejercicio 5 De acuerdo con la prueba de Olsen entre dos placas que dan el mismo vaso medidor. b. b. ( ) El Erichsen tiene en cuenta la carga de rotura y Olsen y regresó (x) El Erichsen no tiene en cuenta la carga de rotura y Olsen. c. d. sí ( ) El Erichsen utiliza un punzón esférico y Olsen. b. (x) la profundidad de la copa ( ) el límite elástico ( ) carga de rotura ( ) de diámetro de la copa Ejercicio 4 La principal diferencia entre los ensayos de Erichsen y Olsen que: a. ( ) fractura idéntica a materiales dúctiles ( ) fractura perpendicular al eje de las muestras (x) que forma la fractura ángulo aproximado de 45° con el eje de la muestra ( ) de fractura en un ángulo diferente de 45° con el eje de las muestras Ejercicio 4 El giro ensayo y se mantiene en un equipo especial para la prueba a. ( ) en las pruebas de máquinas universales ( ) en la prensa hidráulica (x) en un equipo especial para la prueba ( ) en el dispositivo de idéntica a la prueba de tracción Capítulo – XI EJERCICIO 1 75 . c. características: a. b. se aplica a un punto situado a 10 mm desde el centro de su sección transversal. d. b. Tipo: A punto de entrada está el límite elástico.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 1 Un cilindro cuerpo está bajo la acción de una fuerza de torsión de 20 N. Calcular el par que actúa en este cuerpo: 200 Nm Ejercicio 2 En el siguiente diagrama. D en el punto que es el tiempo máximo Ejercicio 3 El material frágil que se rompe en torsión. c. C en el punto que representa el momento de la ruptura. d. B en el punto es el límite de proporcionalidad. 000 – 15 EJERCICIO 3  La relación F/ D2 de un ensayo es igual a 30. c ) ( ) Indicar si el material debe sufrir tratamiento térmico.05 mm de dureza HB de 69. para materiales que presentan dureza HB entre 90 y 145.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016  La prueba de dureza Brinell se indica un método para: a ) ( ) Saber la resistencia de materiales frágiles en el desgaste de penetración.5 – 187.5 / 30 EJERCICIO 5 76 .0 – 3.5 kg/f por 30 segundos. EJERCICIO 4  En un ensayo de dureza Brinell con esfera de 2. a ) ( ) 2. 69 HB 2. d ) (x) Comparar dureza de materiales heterogéneos.000 . EJERCICIO 2  En el ensayo de dureza Brinell se utiliza una esfera de 10 mm de diámetro y aplica una carga de 3.5 – 10 b ) (x) 3. Citar dos ejemplos de materiales a ensayar en estas condiciones.15 c ) (x) 10 – 3. a seguir.5 / 62. el diámetro de la tapa esférica impresa en el material era de 1.000 kg/f por 15 segundos. b ) ( ) Comparar la deformación elástica con la deformación plástica.5 mm y aplicando una carga de 62. Aceros y hierros fundidos. Represente este resultado. el tiempo estándar y la impresión producida por la esfera diámetro de 2.85)(0.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016  Una liga dura de aluminio pasó por el ensayo de dureza Brinell.5 HB = ¿ HB=107 107 HB 2.85) π × 2.85 mm.5× ¿ 2 ×62.5 ) ( 2.5 mm fue de 0.5 )−(0. ¿Cuál es el valor de la dureza Brinell? 2.5 / 15 77 .5− √ ( 2.5 / 62. b) (x) Carga mayor.625 – 31. EJERCICIO 2  En el ensayo de dureza Rockwell. c ) ( ) 15. d ) ( ) Carga mayor. EJERCICIO 3  En el ensayo de dureza Rockwell normal se utiliza las cargas mayores de: a ) (x) 60 – 100 – 150 kg/f.25 – 62. d ) ( ) Cualquier valor de carga. a ) (x) Permite evaluar la dureza de metales endurecidos. b ) ( ) 15 – 30 – 45 kg/f. b ) ( ) Deja grandes marcas de impresión en el material ensayado. d ) ( ) Sirve para materiales heterogéneos. c ) ( ) Pre – carga más carga mayor. menos pre – carga. EJERCICIO 4  Describa las condiciones de ensayo de dureza Rockwell para el material con una dureza estimada de 40HR45N: a ) Tipo de máquina  Rockwell Superficial b ) Tipo de penetrador  Diamante c ) Dimensión del penetrador  Cono de 120° 78 .Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XII EJERCICIO 1  Asigne con un X las ventajas que el método Rockwell presenta en relación con el ensayo Brinell.5 kg/f. c ) (x) Permite la lectura directa del resultado del ensayo en la propia máquina. la profundidad de impresión que sirve como base en la medida de dureza es causada por: a ) ( ) Pre – carga. Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 d ) Carga mayor  45 kg/f e ) Gama de colores. sabiendo que la dureza estimada del material es de 45 HRC P=0.002 x ( 100−45 ) P = 1. donde y leer el resultado  Negro EJERCICIO 5  Calcule la espesura mínima que debe tener una chapa que será ensayada por el método Rockwell.002 x ( 100−HR ) P=0. 87 mm 79 . EJERCICIO 4  En el ensayo de microdureza. defectos de impresión causados por hundimiento del material en el momento de impresión. c ) ( ) Sustitución del penetrador de diamante. porque: a ) ( ) El penetrador y el hecho del material indeformable. pueden ser corregidos por: a) (x) Alteración de la carga del ensayo. d ) ( ) Ajuste del microscopio acoplado en el equipamiento. b ) ( ) El penetrador tiene la forma de pirámide de base cuadrara. Determine las condiciones de ensayo. sabiendo que la dureza estimada del material es 166.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario . c ) ( ) Entre 10 kg/f y 5 kg/f 80 . b ) (x) Entre 10 gf y 1000 gf. EJERCICIO 2  Una chapa debe ser sometida al ensayo Vickers. Vickers utiliza cargas: b ) ( ) Por debajo de 10 gf.6 HV 5: a) Equipamiento  Vickers normal b) Carga aplicada  5 kg/f c) Intervalo de tiempo de aplicación de carga  10 – 15 segundos EJERCICIO 3  En el ensayo Vickers. b ) ( ) Aumento del tiempo en el ensayo.XIII EJERCICIO 1  En el ensayo de dureza Vickers o valor de carga no interfiere en el resultado de dureza. c ) (x) El ángulo entre las caras del penetrador garantiza impresiones proporcionales a Brinell ideal. para un mismo material. 854 (5) 0.162+0.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 EJERCICIO 5  Las diagonales medidas en el ensayo de dureza Vickers.854 F HV = 2 d2 d= 1.163 HV =348. fueron: 0. con carga de 5kg/f aplicada por 10 segundos.1632 d=0.9 349 349 HV5 81 .164 mm. d= d 1+ d 2 1.162 mm y 0. Represente la dureza de ese material.164 HV = 2 0. c) ( ) Bajo carga estática variable. b ) (F) La temperatura no influye en el fenómeno de fluencia. d ) (F) El medidor de deformación mide la temperatura de la muestra. d ) ( ) Las cargas no afectan en el resultado de ensayo. b ) ( ) Las cargas son variables en un mismo ensayo. a ) (V) La fluencia ocurre por debajo del límite elástico del material. b) ( ) La carga es variable y la temperatura constante. en función del tiempo y la temperatura. c ) (V) El ensayo de fluencia es. c ) ( ) Las cargas son aumentadas si un cuerpo de prueba se rompe. EJERCICIO 2  Marque con un X la respuesta correcta: a) ( ) Bajo carga estática constante como una función de la temperatura.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario . 82 . independientemente del tiempo.XIV EJERCICIO 1  Coloca V ó F. EJERCICIO 4  En el ensayo de ruptura por fluencia: a ) (x) Utilizamos cargas mayores para acelerar la fluencia. c) (x) La carga y la temperatura se mantienen constantes. bastante largo. en función de temperatura. d) ( ) La carga y la temperatura varían durante el ensayo. conforme las afirmaciones sean falsas o verdaderas. b) ( ) Bajo carga dinámica. EJERCICIO 3  En el ensayo de fluencia propiamente dicho: a) ( ) La carga se mantiene constante y la temperatura varía. d) (x) Bajo carga estática constante. en general. b ) (x) La deformación es mantenida constante y la carga alterada. c ) ( ) La deformación de la carga son aumentadas. 83 .Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 EJERCICIO 5  En el ensayo de relajación: a ) ( ) La carga se mantiene constante y la temperatura aumentada. d ) ( ) Son usados en cuerpos de pruebas con cargas diferentes. buen acabado superficial d. las discontinuidades de superficie. ( ) Flexión y torsión d. ( ) De tracción y de torsión b. ( x ) A la tracción. ( ) Ambiente libre de agentes corrosivos. tratamientos de endurecimiento superficial c. ( ) Esfuerzos de tracción son negativos y los esfuerzos de compresión son positivos c. ( ) Todos los voltajes son positivos d. compresión. torsión y flexión 84 . b. ( ) Todas las tensiones son negativas Ejercicio 3: Ejemplos de factores que reducen la resistencia a la fatiga: a. ( x ) Tratamientos de superficie. sin formas afiladas. ( ) Tratamiento térmico. ( x) Tensiones cíclicas repetitivas c. ( ) Voltajes igual al límite proporcional Ejercicio 2: En el gráfico tensión inversa: a. ( x ) Esfuerzos de tracción son positivos y los esfuerzos de compresión son negativos b. ( ) Endurecimiento de acero dúctil. ( ) Subraya que exceda el límite de proporcionalidad b.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XV Ejercicio 1: El fallo por fatiga se produce cuando el material está sujeto a: a. Ejercicio 4: El ensayo de fatiga es esfuerzos en base a. ( ) De tracción y compresión c. ( ) Voltajes igual al límite proporcional d. el cuerpo se rompe b. el cuerpo no se rompe c.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 5: En la curva S-N. ( ) Si se alcanza esa tensión. el límite de fatiga indica que: a. ( ) A partir de este límite. la curva está disminuyendo 85 . ( ) Ha alcanzado el número máximo de ciclos que el apoyo material d. ( x ) Mantener indefinidamente que la tensión. la altura la existencia de grietas en la muestra Ejercicio 4: El resultado de la prueba de impacto se evalúa por a. ( ) valor de carga .Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario . lo que sería posible si se pudiera ensayar una pieza entera en condiciones de práctica " a.la aceleración de la gravedad . ( ) un esfuerzo dinámico y cíclico c. ( x ) un esfuerzo dinámico y repentina Ejercicio 3: Los factores que conducen a un comportamiento frágil materiales dúctiles son a. ( ) la temperatura .la velocidad de aplicación de la carga y la resistencia material b. ( ) la energía potencial. ( ) diferencia entre la altura inicial y la altura final del martillo de péndulo b. ( x ) que el resultado de la prueba es una medida relativa de la energía de absorción de la vida a través del cuerpo de evidencia Ejercicio 2: La prueba de impacto se caracteriza por someter el cuerpo se ensayó a a. ( ) un esfuerzo estático y lento b. ( ) que la prueba de impacto no es utilidad práctica d. ( ) velocidad alcanzada por el martillo de péndulo en la aplicación de la carga 86 . ( x ) temperatura la tasa de aplicación de la carga . ( )que el ensayo de impacto no es útil para predecir el comportamiento de metal bajo impacto b.la altura del péndulo del martillo c. ( ) diferencia entre la energía inicial y la final de energía de la muestra d. ( ) que la prueba de impacto sólo sería válida si podían ensayar toda la pieza c. ( ) un esfuerzo repentino estática d. ( x ) diferencia entre la energía inicial y la final de energía del martillo péndulo c. en general . la concentración de tensión d.XVI Marque la respuesta correcta con una X Ejercicio 1: El resultado de la prueba (impacto) es sólo una medida de la energía absorbida y no proporciona información fiable sobre el comportamiento del metal de choque . ( ) la temperatura de ensayo c.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 5: La única diferencia entre la prueba de Charpy y el ensayo Izod es: a. ( x ) en la posición de aplicación de impacto d. ( ) La velocidad de aplicación de la carga b. ( ) el tamaño de la muestra 87 . níquel d. ( x )la temperatura de la muestra se reduce hasta el grado deseado Ejercicio 4: Menciona tres ejemplos de factores que aumentan la temperatura de transición  Presencia de impurezas  Cereales secundarios  Endurecimiento 88 . ( )de hierro .latón c. ( x )la temperatura a la que la fractura vuelve frágil a dúctil y viceversa c. Cuestionario: Marque con una “x” la respuesta correcta Ejercicio 1: La temperatura de transición es: a.XVII Según lo que hemos podido observar es que la temperatura influye en gran medida con los dos ensayos de impacto y saber si un material es frágil-dúctil y existen factores que aumenten esta temperatura haciéndolas más frágiles.zinc. acero suave. ( ) a temperatura ambiente de prueba b. ( )la temperatura de la sala de ensayo se debe bajar c. ( )aluminio. aluminio. ( )acero inoxidable .hierro . de magnesio Ejercicio 3: En el ensayo de impacto a baja temperatura: a. ( )la temperatura de la muestra es de 0 ° C d. ( x )de cobre. ( )se usa una máquina especial para temperaturas bajo cero b. níquel b. ( )la temperatura a la que se rompe el espécimen de dúctil Ejercicio 2: Ejemplos de materiales que no son afectados por la temperatura en la prueba de impacto a.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario . ( )la temperatura a la que la muestra se rompe la fragilidad d. b) ( ) burbuja de aire en el cristal que deja fuga del líquido y la burbuja n "dejar que la fuga. c) ( ) la microscopio. d) (x) el ojo humano.. 89 . c) ( ) tubo de tinta de roer que permiten que el tubo de escape y el producto en el deje la fuga.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XVIII Ejercicio 1 El primer método de ensayo no destructivo aplicado por el hombre era: a) ( ) ensayo visual por tubos copio. c) (x) prueba Visual de metales. Ejercicio 3 La herramienta principal de la prueba visual: a) ( ) con una escala graduada uniformemente. b) ( ) ensayo visual por microscopio. Ejemplo de la discontinuidad y el defecto de forma simultánea: a) (x) burbuja de aire en la taza n "dejar que el fluido de fugas y la burbuja que deje de fugas. d) ( ) El examen de la vista de rayos X Ejercicio 2 .. b) ( ) en una lupa con lente convexa. d) ( ) Iluminación "del aparato de proceso de fabricación" insuficiente y superficie aceitosa. el el aparato.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 4 Otros factores que pueden distorsionar las discontinuidades de prueba visual ": a) ( ) contraste entre la continuidad y el resto de la limpieza de superficies y el acabado superficial. acabado superficial. Ejercicio 5 Para inspirar "la soldadura visual en lugares de difícil acceso se utiliza: a) ( ) microscopio. c) ( ) limpieza de la superficie. 90 . acabado de la superficie y la iluminación ". c) ( ) radar electrónico. d) ( ) lupa. contraste entre la discontinuidad y el resto de la superficie. b) (x) limpieza de la superficie. nivel de iluminación A "el posicionamiento y. b) (x) el espejo. Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XIX Marque con una x la respuesta correcta: Ejercicio 1 La prueba de líquidos penetrantes tuvo su inicio: a) ( ) en las fábricas "en cascos de buques. debemos contrastar con: a) (x) desarrollador b) ( ) otros líquidos penetrantes más fuerte c) ( ) agua con goma d) ( ) líquido incoloro. 91 . d) (x) en las oficinas de "manufacturación” de los Ferrocarriles en cinco partes en el mundo. Ejercicio 2 Enumere de 1 a 5.. Ejercicio 3 Para la discontinuidad de la imagen es visible.UU. para hacer el Ensayo por líquidos penetrantes a) (3) remover el Exceso de líquido penetrante b) (1) prepara la limpieza de la superficie de Ensayo c) (5) revelación d) (2) aplica el líquido penetrante e) (4) limpieza. c) ( ) en las torres altas tienen "los EE. b) ( ) en los puentes en el miedo. Utilizar la prueba de líquidos penetrantes: a) (c) Es la simple y requiere poco tiempo de entrenamiento del operador b) (c) la prueba puede revelar discontinuidades de hasta el orden de 1 mm c) ( ) Puede ensayar penas de cierto tamaño d) ( ) para interpretar los resultados Ejercicio 5 Anote cuatro características que un buen fluido que penetran en el a) Habilidad para penetrar orificios y aberturas muy pequeñas y estrechas. ventajas que expresan.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 4 Marcar con una C propiciáis las correctas. b) De fácil remoción de la superficie. c) Inoloro. d) Habilidad de permanecer en aberturas amplias. 92 . fluorescente. el níquel. níquel. ruta acuosa. aluminio. Ejercicio 2 La prueba detecta discontinuidades magnéticas de partículas de hasta 3 mm de profundidad aproximadamente. zinc. seca. el plomo. AAO. carril rojo. Ejercicio 4 Enumerar del 1-5. Ejercicio 3 La partícula de prueba magnética puede ser clasificada como forma De aplicación de la partícula magnética y como forma de inspección" respectivamente: a) ( ) húmeda. el cobre. d) ( ) de aluminio.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XX Ejercicio 1 Compruebe que la alternativa Todos estos materiales se pueden ensayar por Las partículas magnéticas: a) ( ) AAO. c) (x) el hierro. b) ( ) hierro. visibles y fluorescentes d) ( ) visible. cobre. los pasos ejecución del ensayo de partículas magnéticas: a) (1) inspección piso y limpieza b) (3) aplicación de partículas magnética c) (4) magnetización del piso d) (2) preparación y la limpieza de la superficie 93 . a través de MIDA y seco. estaño. la vía normal de fluorescente b) (x) a través de blanco. fluorescentes y visibles c) ( ) húmeda. cobalto. cobre. níquel. Ejercicio 3 94 . Ejercicio 2 Los sonidos a menudo por encima de 20.000 Hz se llaman ultrasonidos. y en cuanto a las direcciones de la vibración transversales y longitudinales.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 e) (5) des magnetización del piso Ejercicio 5 Complete el siguiente cuadro sobre los métodos y técnicas de magnetismo Cuestionario – XXI Ejercicio 1 Las ondas se clasifican de acuerdo a su naturaleza en mecánicas y electromagnéticas. Alterna. la técnica más recomendada es la de doble cristal. 95 . Ejercicio 4 Para el análisis de diferentes materiales siempre se debe calibrar el instrumento. Ejercicio 6 Los transductores pueden ser clasificados en cuanto al Angulo de emisión/recepción de ultrasonido en normales y angulares.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 La velocidad de propagación de una onda longitudinal es mayor que una onda transversal. Ejercicio 5 Los cristales piezoeléctricos tienden a deformarse cuando son sometidos a corriente. por pulso-eco. pues la velocidad de propagación cambia de un material a otro. en cuanto a la función en monocristal y doble cristal. en los que se desea encontrar discontinuidades cerca de la superficie. por doble cristal y cabeza angular Ejercicio 2 Para probar piezas pequeñas de espesor. por transparencia. Cuestionario – XXII Ejercicio 1 Las técnicas de ensayo ultrasónicas son llamados. d) (f) Lo ideal sería utilizar un bloque V1 hecho de acero. c) () 15 mm. cobre y otros materiales.0 mm.0 mm.0 mm y d = 9. Ejercicio 4 Busque la discontinuidad para la calibración de la escala de 0-100 mm. Cuestionario – XXIII Ejercicio 1 La radiación electromagnética se propaga a la misma velocidad: a) () del sonido.0 mm y d = 39. c) () a = 7. b) () 10 mm. 96 . d) (X) 20 mm.8 mm. aluminio. d) () a = 25.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 3 Por favor. b) (X) de la luz. marque V si la afirmación es cierta o F si es falsa: a) (v) transductores convierten las señales eléctricas emitidas por el dispositivo en ondas ultrasónicas y viceversa. para calibrar el equipo para el análisis de acero.8 mm y d = 7. a) () a = 23. Ejercicio 5 Calcular el factor de escala K para mostrar con 10 divisiones y rango de 0 a 200 mm. c) () de ultrasonido. a) () 2 mm. b) (v) un tipo de osciloscopio se utiliza para medir la intensidad de la señal eléctrica y el tiempo de respuesta de los ecos.8 mm. b) (X) a = 39. c) (f) transductores normales son ideales para el análisis de los cordones de soldadura.9 mm y d = 15. 97 . b) () el acto de realizar un ensayo no destructivo. Ejercicio 2 Los tipos de radiación electromagnética utilizada en radiografía industrial son: a) () ultravioleta y el infrarrojo. d) () los rayos alfa y rayos beta. Ejercicio 4 El ICI se utiliza para: a) () para evaluar la densidad de la película radiográfica. c) (F) en la gammagrafía generalmente usamos isótopos naturales. Ejercicio 3 Podemos decir que la radiografía es: a) (X) una película radiográfica con el resultado impreso del examen. c) () y rango de emisión de radiación X. Ejercicio 5 Tipo V si la afirmación es cierta o F si es falsa: a) (V) la actividad de una fuente es la grandeza que mide la velocidad la desintegración de los núcleos atómicos. b) () las ondas de microondas y radio. c) (X) rayos gamma y rayos X. d) () para mejorar el contraste de la imagen en la película. c) (X) para evaluar la sensibilidad de la imagen obtenida en la radiografía. b) () medir la radiactividad de la fuente. d) () el dispositivo de bombardeo de electrones en el ánodo. b) (V) la emisión de radiación es una actividad que se produce debido inestabilidad energía del isótopo.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 d) () de la ultravioleta. 98 .Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 d) (V) El becquerel es la grandeza que mide desintegraciones nucleares por segundo en un isótopo. Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XXIV Ejercicio 1 Para reducir la parte del problema de ampliar la imagen fotografiada en películas radiográficas. Ejercicio 2 Para evitar la parte de la distorsión de la imagen captación de imagen sobre la película radiográfica.88 mC / kg.4 mC / kg. deberían: a) () utiliza fuentes de radiación de pequeño tamaño.31 mC / kg. c) () 5.43 mC / kg. fuente de radiación: a) () debe ser de tamaño pequeño. c) () debe emitir pequeños niveles de radiación. La aplicación de la ley de la inversa del cuadrado de la distancia. Ejercicio 3 Una fuente de radiación. a) (X) 15. d) () 29. c) (X) poner la pieza a ser radiograda apoyado en la película. 99 . d) () debe ser inclinada con respecto a la pieza de trabajo y la película. indican que la intensidad de la radiación llegar a la parte si la fuente se coloca 70 cm de distancia. b) (X) debe ser perpendicular a la base de la pieza y la película. distancia 50 cm pieza. b) () poner la película lejos de la parte a ser fotografiado. d) () poner la fuente de radiación apoyado en la pieza. b) () 1. emite un haz de rayos X alcanza el juego con intensidad de 30 mC / kg. c) (V) de contraste radiográfico es la diferencia de densidad entre las regiones de una placa de rayos X. Ejercicio 5 Consideremos de nuevo la curva de tiempo de exposición se muestra en el texto y escribir los parámetros para el análisis de una placa de acero de soldadura 5 mm desbridamiento.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 4 Tipo V si el enunciado es verdadero o F si es falsa: a) (F) pantallas intensificadoras aumentan el tiempo de exposición. a) Tipo de película: 3 b) la corriente del tubo: 15 mA c) Tensión 75 kV d) DFF = 700mm e) Tiempo de exposición: 3 minutos 100 . d) (V) cantidad de rayos X emitidos por una fuente se ve afectada por miliamperios equipo seleccionado. b) (F) regiones más claras radiografía tienen una mayor densidad. equipos con capacidad de 100 kV y 15 mA. e) (V) La longitud de onda de los rayos X está influenciada por entre DDP ánodo y el cátodo en el tubo de Coolidge. ( ) energía emitida. ( F ) el efecto de la radiación en el cuerpo humano no es acumulativo c. Ejercicio 3: Véase el Gráfico 1 y decir lo que es la actividad inicial de una fuente de iridio 192 después de 60 días. la fuente. Ejercicio 2 Por favor. el conjunto de la fuente . (V)para el equipo colocado en el interior. el tiempo de exposición . a) ( ) 100 % b) ( )78 % c) ( x )57 % d) ( ) 50 % 101 . la determinación de la ranura de baliza distancia es muy importante. ( ) lejos de la parte a la fuente . (V) gammagrafía en el campo. el tiempo transcurrido. la película b. de blindaje c. el lugar de la exposición. marque V si la afirmación es cierta o F si es falsa a. el juego y la película debe ser blindado de combustible b.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Cuestionario – XXV Ejercicio 1: La protección radiológica se basa en: a. ( x ) distancia de la fuente . el tiempo de reproducción de la exposición de blindaje d. ( F )la fuente de rayos X emite continuamente la radiación mientras que la radiaciónción de rayos gamma cesa cuando la fuente está apagada d. ( ) el enfoque. indicador de posición .000 densidad = 1 mCi a) ( )15 min 20 seg . indicador de posición d) ( )indicador de posición . Son ellas a) ( x )de blindaje . c) ( )22 min 05 seg .Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Ejercicio 4: Los irradiadores gamma se pueden dividir en tres partes básicas. la fuente Ejercicio 5 ¿Cuál es el tiempo de exposición a ensayar una pieza soldada con 30 mm de espesor total? Vea la Figura 2 de esta clase. como la función. d) ( )10 min 10 sec . 102 . manguera. los comandos . la manguera y comandos b) ( )blindaje . Son de aplicación: DFF = 80 cm Fuente: Go 192 con 20. b) ( x )19 min 12 seg . el cable de control c) ( )cápsula radiactiva . nos enseñarán cada uno de los ensayos diferentes y abordarán el tema con conocimientos fuera de estos y servirán de ayuda. Segunda conclusión En la clase de prácticas podremos seguir al pie de la letra. para no causar accidentes o deterioro de materiales. Cuarta conclusión Con esto podemos conocer del todo. 103 . cada una de los materiales y así saber qué buen uso darle a cada uno de ellos. los siguientes ensayos porque ya hemos leído anteriormente cada uno de ellos y esto nos ayudará a comprender mejor. para así no estropear los materiales. tenemos que conocer qué tipo de ensayo emplearemos en los materiales.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 6. CONCLUSIONES Primera conclusión Concluimos que en todo el curso de CIM. RECOMENDACIONES Primera recomendación Para llevar a cabo cada una de estas. 7. Tercera conclusión Saber qué ensayo emplear para el distinto material que queremos poner a prueba. Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 Segunda recomendación Volver a repasar cada guía de práctica para así no tener memoria frágil y olvidarnos de cómo se realiza cada una de las pruebas. Tercera recomendación Tener cuidado en el empleo de ensayos, porque bien podemos malograr los equipos como también arruinar los materiales. Cuarta recomendación Lo mejor sería leer y poner en práctica con mucho cuidado y con el respaldo de las EPP y entonces alimentarnos de conocimiento acerca de las propiedades de cada una de las probetas hechas de distintos materiales. 8. DOCUMENTOS ADJUNTOS ANEXO 1 Chart de chispa (IDENTIFICACIÓN DE ACEROS – PRUEBA DE CHISPAS) ANEXO 2 ELEMENTOS DE ALEACIÓN EN LOS ACEROS 104 Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ALUMINIO BORO Empleado en pequeñas cantidades, actúa como un desoxidante para el acero fundido y produce un Acero de Grano Fino. Aumenta la templabilidad (la profundidad a la cual un acero puede ser endurecido). CROMO Aumenta la profundidad del endurecimiento y mejora la resistencia al desgaste y corrosión. COBRE Mejora significativamente la resistencia a la corrosión atmosférica. MANGANESO Elemento básico en todos los aceros comerciales. Actúa como un desoxidante y también neutraliza los efectos nocivos del azufre, facilitando la laminación, moldeo y otras operaciones de trabajo en caliente. Aumenta también la penetración de temple y contribuye a su resistencia y dureza. MOLIBDENO Mediante el aumento de la penetración de temple, mejora las propiedades del tratameinto térmico. Aumenta también la dureza y resistencia a altas temperaturas. NIQUEL Mejora las propiedades del tratamiento térmico reduciendo la temperatura de endurecimiento y distorsión al ser templado. Al emplearse conjuntamente con el Cromo, aumenta la dureza y la resistencia al desgaste. SILICIO Se emplea como desoxidante y actúa como endurecedor en el acero de aleación. AZUFRE Normalmente es una impureza y se mantiene a un bajo nivel. Sin embargo, alguna veces se agrega intencionalmente en grandes cantidades (0,06 a 0,30%) para aumentar la maquinabilidad (habilidad para ser trabajado mediante cortes) de los aceros de aleación y al carbono. TITANIO Se emplea como un desoxidante y para inhibir el crecimiento granular. Aumenta también la resistencia a altas temperaturas. TUNGSTENO Se emplea en muchos aceros de aleación para herramientas, impartiéndoles una gran resistencia al desgaste y dureza a altas temperaturas. VANADIO Imparte dureza y ayuda en la formación de granos de tamaño fino. Aumenta la resistencia a los impactos (resistencia a las fracturas por impacto) y también la resistencia a la fatiga. ANEXO 3 105 Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ESCALAS DE DUREZA 106 Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 ANEXO 4 ESCALA ROCKWELL ANEXO 5 RANGOS DE USO SUGERIDO – ROCKWELL 107 . GLOSARIO  Absorción de humedad: Absorción por parte de un material del capor de agua contenido en el aire.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 9. Debe 108 . que se traduce en un ligero aumento de peso. Se indica como porcentaje de la diferencia entre la longitud de ruptura y la longitud inicial. más que por su ruptura. también. Se denomina igualmente "endurecedor" o catalizador. deslizándose una en relación a otra. que corresponde a una adquisición de agua por inmersión en la misma. Cizalladura: Esfuerzo resultante de fuerzas aplicadas y provocada por dos partes contiguas. Alabeo: Defecto habitualmente caracterizado por la deformación de las fibras. Agente catalítico o reactivo que provoca la polimerización por adición cuando se añade a una resina. el plano de contacto está formado por una resina únicamente. desgina la fuerza y los movimientos de las películas elementales unas en relación con las otras. en dirección paralela a su plano de contacto. Acelerador: Aditivo que reduce el tiempo de gelificación y de polimerización de los plástivos termoendurecibles.  Cizalladura interlaminar: fuerza de cizalladura que produce un desplazamiento entre dos capas a lo largo de su plano de contacto. al disminuir la tensión superficial del líquido. Agente de secado superficial: Producto (a menudo una cera parafínica) que favorece el endurecimiento de la superfície de las resinas de poliéster en contacto con el aire.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016           distinguirse de la absorción de agua. En una cizalladura interlaminar. Activador: El término "activador" se aplica igualmente a los aceleradores utilizados en las pinturas de poliuretano de dos componentes que se pueden utilizar para pintar las piezas de PRV. En los líquidos. como los gel coats y las resinas de poliéster. promotor o activador. En una cizalladura cruzada. 109 . Alargamiento: Aumento de la longitud de una resina de poliéster o de una pieza sometida a una tracción. Denominado. Agente humectante: Agente tensioactivo que favorece la humectación. Si hay que continuar una estratificación sobre una pieza ya curada. la presencia de este agente puede reducir la adherencia y requerir un lijado antes de preseguir con la estratificación. Agrietamiento por calor: Aparición de grietas en ciertas resinas termoestables o termoplásticas debido a la exposición a temperaturas demasiado elevadas o variaciones cíclicas y amplias de temperatura. Acetona: En el marco de la producción de piezas de PRV. este disolvente sirve principalmente para eliminar las manchas de resina aún no endurecida de los equipos y las ropas del personal. el plano de contacto está formado por resina y fibras de vidrio. LÍQUIDO MUY INFLAMABLE. la relación ideal es de 40/60. 10. 40 de refuerzo por 60 de resina.  Coeficiente de dilatación térmica: variación dimensional de una materia en respuesta a un cambio de temperatura unitario dado.  Conductividad térmica : capacidad de transmitir calor. volátiles a temperatura ambiente o a la temperatura de proceso.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016  Cobalto: se utiliza como acelerador en los poliésteres catalizados en frío por hidroperóxidos de tipo metileilcetona. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 110 . expresada habitualmente como porcentaje de la masa del material compuesto (composite) por la relación refuerzo/matriz.  Cohesión: propiedad de una sustancia que le permite adherirse a ella misma.  Contenido en vidrio: cantidad de refuerzo contenida en un material compuesto (composite). las emisiones de cov se miden en miligramos por m3.  Compuestos orgánicos volátiles (cov/voc): compuestos a base de carbono. designa igualmente la fuerza que mantiene unidas las particulas de un cuerpo. la emisión de estos compuestos es objeto de reglamentaciones específicas. es decir. com/ensayos-destructivos. Teodósio. Rio de Janeiro.wikipedia. São Paulo.Ciencia e Ingeniería de Materiales – Ingeniería Industrial UCSM 2016 SENATI ZONAL AREQUIPA – PUNO. 1995. Rio de Janeiro. São Paulo. 1. Tecnologia Mecânica. ABM. 1990. Bernd Shlossorsch “Metalotecnia Fundamental”. SENAI/DN. SENAI/SP DMD. Sérgio Augusto de. McGraw Hill. V. Fundamentos teóricos e práticos. 17. 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