Fundamentos y Aplicaciones de los Ensayos de Materiales en Ingeniería y Control de Calidad
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Introducción a la Caracterización de Materiales
La evaluación de las propiedades de los materiales es fundamental en el diseño y la fabricación. Los métodos de prueba se dividen en dos grandes categorías: destructivos y no destructivos.
Ensayos No Destructivos (END)
Un Ensayo No Destructivo (END) es cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales.
Inspección por Líquidos Penetrantes
La inspección por líquidos penetrantes es un tipo de ensayo no destructivo que se utiliza para detectar e identificar discontinuidades presentes en la superficie de los materiales examinados, las cuales pueden dar lugar a futuros fallos.
Inspección por Partículas Magnéticas
La inspección por partículas magnéticas es un tipo de ensayo no destructivo que permite detectar discontinuidades superficiales y subsuperficiales en materiales ferromagnéticos.
Ensayos Mecánicos Destructivos
Ensayo de Resiliencia (Impacto)
El ensayo de Resiliencia nos arrojará información directa sobre la capacidad de un material para romperse sin apenas deformaciones, cuando esté sometido a una carga de impacto (lo que se conoce como tenacidad del material).
Ensayo de Tracción
El ensayo de tracción se realiza aplicando a una probeta un esfuerzo progresivamente creciente hasta conseguir su rotura, debiendo producirse esta en su parte central.
Ensayos de Dureza
Un ensayo de dureza consiste en presionar un objeto (penetrador) con unas medidas y una carga concretos sobre la superficie del material a evaluar. La dureza se determina al medir la profundidad de penetración del penetrador o bien midiendo el tamaño de la impresión dejada por este.
Métodos Específicos de Dureza
Ensayo de Dureza Vickers
El ensayo de dureza Vickers, llamado el ensayo universal, es un método para medir la dureza de los materiales, es decir, la resistencia de un material al ser penetrado. Sus características principales son:
- Cargas: Van de 5 a 125 kilopondios (kp).
- Penetrador: Es una pirámide de diamante con un ángulo base de 136°.
Ensayo de Dureza Brinell
En el ensayo de dureza Brinell, la máquina presiona una bola de carburo de tungsteno sobre la muestra, y a continuación se mide ópticamente el diámetro de la impresión.
Ensayo de Dureza Rockwell
El ensayo de dureza Rockwell suele usarse como "ensayo rápido" en los talleres de fabricación o en los laboratorios, principalmente con materiales metálicos. Debido a las cargas relativamente altas que se emplean, la aplicación del ensayo de dureza Rockwell suele estar limitada a geometrías de muestras de mayor tamaño.
Parámetros Fundamentales en Ensayos de Dureza
Los parámetros clave que definen un ensayo de dureza son:
- Dureza
- Diámetro de la bola (si aplica)
- Fuerza (carga)
- Tiempo (duración de la aplicación de la carga)