Métodos Fundamentales de Ensayos de Materiales: Dureza, Tracción e Impacto
Clasificación y Tipos de Ensayos de Materiales
Los ensayos de materiales se clasifican según diversos criterios:
- Según la rigurosidad: Científicos, tecnológicos.
- Según la naturaleza: Químicos, metalográficos, físicos, mecánicos.
- Según la utilidad de la pieza tras el ensayo: Destructivos y no destructivos.
- Según la velocidad de las fuerzas aplicadas: Estáticos, dinámicos.
Ensayo de Tracción
Consiste en someter una pieza, denominada probeta, a una fuerza que crece de forma lenta y continua, finalizando con la rotura de la probeta.
Ensayo de Dureza
Los ensayos de dureza se dividen principalmente en dos categorías:
Ensayos de Dureza al Rayado
- Escala de Mohs: Se compara el material con diez minerales, siendo el más bajo el yeso y el más alto el diamante.
- Dureza Martens: Un cono raya el material; la dureza es el inverso de la anchura de la raya.
Ensayos de Dureza a la Penetración
- Ensayo Brinell: Consiste en que una bola cilíndrica aplaste el material, permitiendo observar el diámetro de su huella.
Inconvenientes del Ensayo Brinell:
- No se realiza en superficies cilíndricas.
- Se cometen errores en la medida del diámetro.
- Solo aplicable en materiales de dureza no muy alta.
Ventajas frente a Brinell:
- No es necesario sustituir el penetrador al variar la carga.
- Utilizable en superficies curvas.
- El valor de dureza es independiente del valor de la carga.
- Realizable sobre materiales duros.
Ensayos de Resistencia al Impacto
La Tenacidad es la capacidad de un material para almacenar energía en forma de deformación plástica antes de romperse.
- Ensayo de Tracción por Choque (Se suele representar mediante una gráfica).
- Ensayo de Flexión por Choque (Ensayo Charpy): Consiste en golpear con un péndulo un material por el lado opuesto a una muesca de unos 2 mm.
Ensayos de Fatiga
Se aplican tanto en elementos sin defectos (como bielas y ejes) como en estructuras con defectos (como puentes y barcos).
Ensayos Tecnológicos Específicos
Estos ensayos se adaptan a la forma del material:
- En barras: Flexión y plegado, recalcado, maleabilidad, mandrilado.
- En chapas: Flexión alternativa, embutición.
- En tubos: Ensanchamiento o abocardado, aplastamiento, estanqueidad, recanteado.
- En alambres: Flexión alternativa, retorcido (360º).
Ensayos No Destructivos (END)
Estos métodos detectan las imperfecciones existentes en determinadas piezas sin dejar huella en ellas. Los métodos más utilizados son:
- Ensayos macroscópicos
- Ensayos ópticos
- Ensayos magnéticos
- Ensayos eléctricos
- Ensayos con ultrasonidos
- Ensayos con rayos X y gamma