Conceptos Esenciales en Ensayos de Propiedades Mecánicas

Ensayo de Tracción

Consiste en someter una muestra de material, de dimensiones controladas, a una carga uniaxial de tracción hasta la rotura, permitiendo cuantificar la resistencia de un material. A partir de los valores de esfuerzo y alargamiento se calculan los valores de tensión y deformación.

Resistencia a la Tracción

La resistencia a la tracción es la tensión en el máximo del diagrama tensión-deformación.

Fluencia en Caliente

Deformación permanente y dependiente del tiempo de los materiales sometidos a temperaturas elevadas y tensiones mecánicas estáticas.

• Primera Etapa: Aumenta la resistencia a fluencia o endurecimiento por deformación.
• Segunda Etapa: Velocidad constante. Ocurre un balance entre el endurecimiento por deformación y el recocido contra acritud.
• Etapa Final: Aceleración de la velocidad de fluencia y rotura final debido a cambios microestructurales y metalúrgicos (separación de bordes de grano, fisuras).

Fatiga

Las estructuras son sometidas a tensiones dinámicas y fluctuantes. La fractura ocurre después de un largo periodo de tensiones o deformaciones cíclicas. La rotura aparece con aspecto frágil, con iniciación y propagación de grieta.

• Límite de Fatiga: Tensión por debajo de la cual no hay rotura.
• Resistencia a Fatiga: Tensión que produce rotura después de un número de ciclos.
• Vida a Fatiga: Número de ciclos que produce rotura bajo cierta tensión.

La superficie de fractura se caracteriza por marcas de playa (a simple vista) y estrías (mediante microscopio).

Ensayo de Resiliencia

Mide la tenacidad de un material, definida como la capacidad de absorción de energía antes de aparecer la fractura súbita.

Se realiza a temperaturas bajas, velocidades elevadas y diferentes entallas.

Tipos de Fractura en Ensayo de Resiliencia

Se observan dos tipos de fractura:

• Los de apariencia brillante, cristalina, de baja resiliencia, denominados de fractura frágil.
• Los de apariencia fibrosa, gris, de alta resiliencia, denominados de fractura dúctil.

Ensayo de Dureza

• Ensayo Brinell: Utiliza una esfera. Se aplica la carga y se mantiene.
• Ensayo Vickers: Utiliza una pirámide de base cuadrada. Se mide la huella (generalmente 3 veces).
• Ensayo Rockwell: Utiliza un cono (para materiales duros) o una esfera de acero. Se mide la diferencia de altura.

Conceptos relacionados: Impureza intersticial, dislocación y vacante.