¡Descarga Propiedades Mecánicas de Materiales: Normas ASTM y Ensayos (Tracción, Dureza e Impacto) y más Apuntes en PDF de Química Aplicada solo en Docsity!
Nombre : María Gerardina Portillo Zertuche No. De Control : 22100003 Nombre de la Materia: Propiedad de los Materiales Nombre del profesor : Sonia Olena Guerrero Torres Unidad : 3 Actividad :5: Resumen de Ensayos Fecha : Abril 6, 2022 Bibliografía : *Donald R; Wendelin J. (2017). Ciencia e ingeniería de materiales. Séptima Edición, CENGAGE Learning, por Cengage Learning Editores, S.A. de C.V., una Compañía de Cengage Learning, Inc. Corporativo Santa Fe *Newell James. (2011). Ciencia de materiales. Aplicaciones en Ingeniería, Primera Edición, Alfaomega Grupo Editor, S.A. de C.V., México.
REPORTE DE ENSAYOS
Medir las propiedades mecánicas es esencial para medir la adaptabilidad de un material específico, para una función específica y dentro de circunstancias específicas. Sin embargo, cuando las propiedades son medidas por diferentes investigadores en diferentes laboratorios, existe una gran posibilidad de inconsistencias tanto en las técnicas y en los resultados. Po ello, para reducir este problema, se establecieron normas para llevar a cabo los ensayos, medir los datos y reportar los resultados. A estas normas se les conoce como Normas ASTM; éstas, son lineamientos publicados por la American Society for Testing and Materials que proporcionan los procedimientos detallados para los ensayos a fin de asegurar que los realizados en diferentes laboratorios y por diferentes investigadores, sean correctos y directamente comparables. Existen muchos tipos de ensayos (pruebas/experimentos) por enlistar pero en este reporte nos enfocaremos solo de tres tipos de ensayos: de tensión o tracción, de dureza e impacto y las propiedades que se obtienen a partir de cada uno de ellos.
- ENSAYO DE TRACCIÓN: También llamado ensayo de tensión, es el método utilizado para determinar la resistencia a la tracción (tensión), la resistencia a la ruptura y la resistencia a la conformación de una muestra. *Método:
Ni los valores del límite elástico ni del proporcional pueden determinarse con precisión y se encuentran muy cercanos entre ellos; es por eso que los valores medidos dependen de la sensibilidad del equipo que se utilice. Por lo tanto, se definen a un valor de deformación compensado (por lo general, pero no siempre, de 0.002 o 0.2%); se traza una línea que comienza con el valor de deformación compensado y se traza una línea paralela a la parte lineal de la curva de esfuerzo-deformación ingenieriles. El valor del esfuerzo que corresponde a la intersección de esta línea y la curva de esfuerzo-deformación ingenieriles se define como la resistencia a la fluencia y se define el fenómeno del punto de fluencia, que es la transición de la deformación elástica al flujo plástico. b) Resistencia a la tensión: Es el esfuerzo que se obtiene en la fuerza aplicada más alta es la resistencia a la tensión, la cual es el esfuerzo máximo en la curva de esfuerzo-deformación ingenieriles. Este valor también se conoce como resistencia máxima a la tracción.
En muchos materiales dúctiles, la deformación no permanece uniforme. En algún punto, una región se deforma más que las otras y ocurre un gran decrecimiento local en el área de la sección transversal. A esta región deformada de manera local se le llama “cuello”. A este fenómeno se le conoce como estricción (rebajo). Debido a que el área de la sección transversal se empequeñece en este punto, se requiere una fuerza menor para continuar su deformación y el esfuerzo ingenieriles, calculado a partir del área original disminuye. La resistencia a la tensión es el esfuerzo al que comienza la estricción en los metales dúctiles. En la prueba de compresión los materiales se abultarán; por lo tanto, la estricción sólo se observa en una prueba de tensión. c) Propiedades elásticas: El módulo de elasticidad, o módulo de Young (E), es la pendiente de la curva de esfuerzo-deformación unitaria en la región elástica. A esta relación entre el esfuerzo y la deformación en la región elástica se le conoce como ley de Hooke. El módulo se relaciona estrechamente con las energías de unión de los átomos. Una pendiente pronunciada en la gráfica fuerza-distancia en el espaciado de equilibrio indica que se requieren grandes fuerzas para separar los átomos y provocar que el material se estire de manera elástica. Por lo tanto, el material tiene un módulo de elasticidad alto.
e) Ductilidad: La ductilidad es la capacidad de un material para deformarse de manera permanente sin romperse cuando se aplica una fuerza. Existen dos medidas comunes de la ductilidad. El porcentaje de elongación cuantifica la deformación plástica permanente en la falla (es decir, no se incluye la deformación elástica que se recupera después de la fractura) midiendo la distancia entre las marcas calibradas en el espécimen antes y después de la prueba. Un segundo método es medir el cambio porcentual del área de la sección transversal en el punto de fractura antes y después de la prueba. La reducción porcentual del área describe la cantidad de adelgazamiento que experimenta el espécimen durante la prueba. f) Efecto de la temperatura: Las propiedades mecánicas de los materiales dependen de la temperatura La resistencia a la fluencia, la resistencia a la tensión y el módulo de elasticidad disminuyen a temperaturas más altas, mientras que, por lo general, la ductilidad aumenta.
- ENSAYO DE DUREZA: La dureza es la resistencia de la superficie de un material a la penetración por un objeto duro y se relaciona con la resistencia al desgaste de los materiales. Los materiales duros corroen a los materiales más débiles y duran más. A pesar de que existen docenas de técnicas para medir la dureza, la más común es el ensayo Brinell.
*Método del Ensayo Brinell: Una esfera de carburo de tungsteno de 10 mm de diámetro se empuja hacia la superficie del material de ensayo utilizando una fuerza controlada. El tamaño de la hendidura se usa para determinar la dureza del material. *Propiedades que se descubren: a) Dureza Brinell: El ensayo Brinell es rápido, fácil, confiablemente exacto y por mucho el más utilizado. También no es destructivo ya que el material no se rompe durante el ensayo. El hoyuelo resultante se parece a la marca que se queda en la puerta de un automóvil cuando un carrito de supermercado la golpea. El ensayo de dureza Rockwell es una variante del ensayo Brinell en donde el cono de diamante o la bola acero se utilizan en vez de una esfera de carburo de tungsteno. La medición se centra en cómo la profundidad de la impresión cambia con las diferentes fuerzas, pero el principio de operación se mantiene igual. b) Dureza Moh: Los científicos en materiales por lo general convierten los valores Brinell a un punto en la escala de dureza Moh , (una escala cualitativa no lineal que se utiliza para evaluar la resistencia de la superficie de un
*Propiedades que se obtienen: a) Tenacidad: Se refiere a la resistencia del material a un golpe y se mide a través de un ensayo de impacto. En un ensayo de impacto Charpy se asegura un martillo a un péndulo a cierta altura inicial (h0). Una muestra mellada de ensayo, se asegura por donde pasará el martillo en la parte inferior del arco del péndulo. Al inicio del ensayo, se suelta el martillo y su energía potencial almacenada se transforma en energía cinética. En la base del arco, el martillo golpea la muestra utilizando parte de la energía cinética en el proceso. Posteriormente, el martillo se eleva hacia el otro lado del arco hasta detenerse a una cierta altura final (hf). Haciendo a un lado la fricción, si el martillo no encuentra resistencia en su camino, las alturas inicial y final serán las mismas. b) Energía de impacto: Es la cantidad de pérdida de energía mientras que la muestra de ensayo se destruye durante el ensayo de impacto; la energía de impacto de la muestra es la misma que la pérdida en la energía potencial entre los estados inicial y final.
