Ensayos Destructivos

TABLA DE CONTENIDO


1. ENSAYO EN UNIFORMIDAD EN LA SOLDADURA.
1.1. ENSAYO DE ROTURA SOBRE PIEZAS CON ENTALLAS.
1.2. ENSAYO DE PLEGADO LIBRE.
1.3. ENSAYO DE PLEGADO GUIADO.
2. ENSAYO DE TRACCION.
2.1. ALARGAMIENTO Y ELOGACION.
2.2. DUREZA.
2.3. VALORES DE IMPACTO.
3. ENSAYO DE CHISPA.
4. ENSAYO DE ROTURA.
5. ENSAYO DE COMPRESION.
6. ENSAYO DE CORTE O DE CORTADURA.
7. ENSAYO DE PLEGADO.
8. ENSAYO DE DOBLEZ.
9. ENSAYO DE FLEXION AL CHOQUE EN PIEZA ENTALLADA.
10. ENSAYO DE CHAPAS.
11. ENSAYO DE EMBUTICION SEGÚN ERICHSEN.
12. ENSAYO DE DOBLADO DE UNO A OTRO LADO.
13. ENSAYO DE FATIGA.
14. ENSAYO DE DUREZA.
14.1. ENSAYO DE DUREZA SEGÚN BRINELL.
14.2. ENSAYO DE DUREZA SEGÚN VICKERS.
14.3. ENSAYO DE DUREZA DEGUN ROCKELL.
14.3.1. ENSAYO SEGÚN HRC.
14.3.2. ENSAYO SEGÚN HRB
ENSAYO DE UNIFORMIDAD EN LA SOLDADURA


La uniformidad y ductilidad de una soldadura pueden determinarse rompiendo una probeta adecuada y examinando las superficies de rotura. Las probetas suelen romperse mediante plegado sobre piezas entalladas, plegado libre o plegado guiado.

Ensayo de rotura sobre piezas con entallas

Se emplea una probeta que se pone sobre unos soportes, y se somete a una carga creciente hasta romperla. El examen de la superficie de rotura permite detectar defectos tales como sopladuras, inclusiones de escoria, faltas de fusión, faltas de penetración o aumentos en el tamaño del grano.
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Puede realizarse un examen métalográfico de las superficies de rotura, previendo ataque con un reactivo adecuado

Ensayo de plegado libre

Este ensayo se emplea para determinar la ductilidad de la soldadura. Se corta una probeta y se mecaniza hasta eliminar el sobre espesor del cordón. Esta operación debe realizarse de forma que las huellas de mecanizado queden perpendiculares a la dirección del cordón como estas rugosidades quedan en la dirección de la soldadura. Puede ser el origen de roturas y falsear los resultados del ensayo. Una vez mecanizada la probeta se trazan dos rectas de la dirección del cordón y contenidas en la dirección de soldadura. La distancia entre estos trazos, que nos servirá de base para determinar el alargamiento, debe ser de unos 3mm que la anchura del cordón.

El plegado debe realizarse de forma que la cara del cordón, sobre la que van los trazos mencionados anterior mente, quede hacia la parte convexa, la iniciación del plegado puede hacerse a golpes utilizando un dispositivo adecuado, una vez conseguida una cierta flexión se completa el plegado en un tornillo de banco, el ensayo se interrumpe cuando se observa la aparición de grietas. Entonces se suelta la probeta y se determina la distancia final entre los trazos realizados previamente, midiendo con una regla flexible sobre la parte convexa

EL ENSAYO DE PLEGADO GUIADO

Para este proyecto se requieren dos probetas una recibe el nombre de probeta de cara y se utiliza para comprobar la calidad de la fusión; es decir para ver si la soldadura esta libre de defectos tales como porosidades, inclusiones, falta de fusión etc. La segunda llamada probeta de raíz se emplea para comprobar la calidad de la penetración. Para realizar el plegado de cara se sitúa la probeta correspondiente sobre el útil de doblar, de forma que la parte ancha del cordón quede hacia abajo, y se aplica presión hasta la probeta tome la forma de una “U”.

ENSAYOS DE TRACCION

Se prepara una placa de prueba especialmente si es para calificar un proceso, es posible que se someta a un ensayo de resistencia a la tracción, lo cual implica que la muestra de la placa soldada se preparara como se indica, nótese que la parte central de la pieza se ha hecho mas estrecha, lo que provoca que la rotura en alguna parte de esa sección. Las mediciones se hacen de una manera muy cuidadosa, si quiere calcular con presión las fibras entre pulgada cuadrada para estirar la pieza metálica. La muestra preparada se coloca en las mordazas de la maquina de ensayo de tracción dichas mordazas aplican la fuerza que se necesita para estirar la muestra; generalmente mediante potencia hidráulica. La fuerza aumenta hasta alcanzar el punto de cedencia
Del metal. Los cálculos están relacionados con el equipo que se utilizo y la medida transversal de la muestra

Curva Fuerza-Deformación de un Acero.




ALARGAMIENTO O ENLOGACION

La elogacion es otro de los factores que se pueden determinar con la ayuda de una maquina de tracción. La elogacion es el aumento en longitud que experimenta la muestra medido como porcentaje, se le estira hasta que se romperse mide en tres dos puntos marcados sobre una muestra, las marcas se colocan con una separación de por lo menos una pulgada. Una vez que el metal se ha roto, las piezas se vuelven a juntar mide la distancia entre las dos marcas. El incremento de la distancia se utiliza para calcular la elongación o alargamiento

Porcentaje de elogacion
( Incrementó de la longitud
_____________________
Longitud inicial)
Ejemplos: si las marcas estaban una o dos pulgadas antes de estirar la muestra y después de romperla es de un cuarto de pulgada mas separada.

La dureza es la resistencia que presenta el metal al ser penetrado. La muestra se presiona con una fuerza preestablecida y con ayuda de un instrumento penetrador de diamante o de un metal duro. Las dos maquinas que se utilizan común mente son los probadores de dureza o durometro de brinal y de rockwell, el equipo que se usa en los dos durometros es distinto resultan son parecidos el probador de rockwell emplea como indentador una esfera de acero endurecido de un cuarto de pulgada de diámetro para los mas blandos, y un diámetro cónico para los metales mas duros. El probador de dureza de brinell emplea una esfera de acero endurecido de 1/8 de pulgada de diámetro para todos los metales.

VALORES DE IMPACTO

El ensayo de charpy y el procedimiento de izod se aplican para determinar la resistencia al impacto que tiene un metal. En ambas pruebas se hace una ranura en la muestra su forma y posición varían. El método de charpy se sostienen los dos extremos de la muestra mientras que el método de izod se sostiene solo uno de ellos, en las pruebas se usa la energía potencial de un péndulo este se eleva a cierta distancia y posteriormente se suelta para que choquen contra la muestra.



Ensayo de chispa

la prueba se puede deducir por el color y la forma de la chispa producidas por un acero al ser esmerilado, la clase y composición de ese material la prueba no da datos exactos sobre la composición del acero, se puede evitar por ella los errores en lo que respecta a su aplicación y sobre todo a su tratamiento térmico.
la determinación del tipo de acero y la adscripción aun determiminado grupo de acero se facilita notablemente si al poco después, sé esmerila una barra de comparación cuya composición sea exactamente conocida.
FORMA DE LAS CHISPAS
IMÁGENES DE CHISPAS
TIPO DE ACERO
AISI-Standard
Composición en %
Ramillete con espinas, y puntas de lanza color rojo

Acero templado y revenido
4140
0,42 C
1,1 Cr
0,2 Mo
Líneas continuas, algunas espinas, formado por estallidos de Carbono


Acero endurecido

0,21 C
1,3 Mn
1,2 Cr
Líneas continuas, más espinas se formaron por estallidos de Carbono

Acero al carbono para herramientas
1045
0,45 C
0,3 Si
0,7 Mn
Muchos estallidos de Carbono que empiezan al pie del haz, muchos ramos

Acero al carbono para herramientas
W1
1,05 C
0,2 Si
0,2 Mn
Antes de los estallidos de Carbono se incrementa la luz en el flujo primario. Muchos ramos pequeños

Acero aleado con Mn-Si
S4
0,60 C
1,0 Si
1,1 Mn
0,3 Cr
Flujo de líneas amarilla, aclarando en el centro, formando espinas en los extremos

Acero para herramientas aleado Mn
02
0,90 C
2,0 Mn
0,4 Cr
0,1 V
Pocos estallidos finos de Carbono seguidos por club liso luminoso

Acero para herramientas aleado W
S1
0,60 C
0,6 Si
1,1 Cr
0,2 V
2,0 W
Un flujo delgado y lineal, el cuadro de la chispa vivo, líneas discontinuas en las cabezas

Acero para herramientas aleado Cr-W
O1
1,05 C
1,0 Mn
1,0 Cr
1,2 W
Haz corto
Templado: con pocos
Endurecido: con muchos ramos luminosos

Acero para herramientas aleado con Cr carbono alto, la deburita alta
D2
1,55 C
12,0 Cr
0,7 Mo
1,0 V
El flujo de líneas continuas, alguno los estallidos de carbono, línea coloreada de naranja en la cabeza

Acero para trabajo en caliente, alta aleación
H13
0,40 C
1,0 Si
5,3 Cr
1,4 Mo
1,0 V
El flujo de líneas rojo oscuro con brillo en la punta de la lanza, pocas espinas


Acero de alta velocidad
M2
0,90 C
4,1 Cr
5,0 Mo
1,9 V
6,4 W
Líneas del flujo rojas, punteadas oscuras con brillos en las cabezas de la línea


Acero de alta velocidad
T42
1.23 C
4,1 Cr
3,8 Mo
3,3 V
10,0 W
10,5 Co
Haz corto con espina como los estallidos de carbono

Acero inoxidable
420
0,40 C
13,0 Cr
Flujo continuo, línea sin los estallidos de carbono

Acero inoxidable
304
<0,07 h =" d;" h =" 3"> en caliente de un material se puede realizar con el mismo dispositivo también una prueba de rotura al rojo. De modo análogo se realiza el ensayo de plegado en costuras a tope soldadas por fusión.

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El ensayo de doblez

El primer ensayo al que el soldador debe enfrentarse es de doblez
Libre o de doblez guiado. Este tipo de ensayos consiste en doblar una muestra debidamente preparada. La muestra se puede corta con
Soplete o sierra a lo largo de la soldadura. El doblez se efectúa bajo condiciones controladas. Estas condiciones se controlan según el código que rige el servicio de soldadura.
En estos ensayos se utilizan tres tipos de dobleces: el de cara, el de raíz y el lateral. La cara de la soldadura ya terminada se ubica en el exterior y se dobla lo más posible para deformarla al máximo. El doblez de raíz imprime el mayor esfuerzo en la pasada de raíz y es, probablemente la más importante de todas las pruebas. El doblez lateral imprime el mayor esfuerzo a uno u otro lado de la soldadura. se efectúa principalmente para poner a prueba placas de placas gran espesor ( 1 pulgada o mas ); sin embargo la prueba de doblez lateral también se puede aplicar a planchas delgadas. Normalmente, el ensayo de doblez determina si el soldador es capaz de realizar soldaduras integras. A esto se debe que sea uno de los primeros ensayos a los que se enfrenta el soldador. La soldadura será aceptable cuando:
1. las grietas en las superficie estirada miden menos de un octavo de pulgada de largo o
2. ningún grupo de grietas que tengan una longitud combinada de un octavo de pulgada.
Esta prueba inflexible, pero si el soldador realiza el trabajo con cuidado y la muestra adecuadamente, tendrá resultados positivos.

Además de esmerilar el refuerzo y fresar el refuerzo de soldadura en la superficie de la placa, es necesario redondean las cuatro orillas a lo largo de la muestra cortada. Si no se redondea, se puede formar grietas en alguno de los bordes angulosos con lo que al soldador fallaría.

Ensayo de Doblado (IRAM-IAS U500-103 e IRAM-IAS U500-528)


Ensayos de flexión al choque en pieza entallada

El ensayo de flexión al choque en pieza entallada se verifica la tenacidad del acero y la fundición de acero. La probeta entallada se coloca con sus dos extremos apoyados en dos soportes resistentes de un aparato de percusión de péndulo. El ensayo el martillado pendular golpea sobre la pieza, o se rompe, o bien se introduce entre los soportes. El martillo es frenado tanto mas en su movimiento cuanto más tenaz sea el material de la probeta. Los materiales en martillo oscila el martillo después de el golpe mas ampliamente que con los tenaces.

El dispositivo de medición puede leerse el trabajo de percusión realizado y de aquí calcularse la tenacidad al choque en pieza entallada.
Los aparatos de percusión de péndulo esta dispuestos generalmente de tal forma que puede realizar con ellos diversas clases de ensayos. Con ellos se pueden ensayar en materiales sintéticos en cuanto a su comportamiento frente ala solicitación a tracción por impacto o en los aceros respecto a rotura por choque o percusión.


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Ensayos de chapas

Las chapas se ensayan para juzgar sobre si son apropiadas o no para la embutición y el doblado. Esto se emplea el ensayo de embutición según ERICHSEN y el doblado a uno u otro lado.

Ensayo de embutición según Erichsen

El ensayo de embutición se determina la facilidad de embutición del material de chapas y
Bandas. La probeta de chapa se sujeta el dispositivo de ensayo entre la matriz y el soporte de la chapa. el extremo esférico del pulson se pone en contacto sin golpear la pieza a ensayar se oprime el pulson contra la chapa imprimiéndole una velocidad uniforme de 5 a 20 mm / min. asta que se rompa como medidas de Erichsen de la embutición la penetración del pulson en milímetros en el instante de la rotura de la chapa; se hace la lectura en una escala graduada.

Ensayos de doblado de uno a otro lado

Este ensayo se comprueba la deformabilidad por plegado de chapas, bandas o tiras. la pieza a ensayar se sujeta en su montaje o dispositivos adecuado de aristas redondeadas. Se dobla repetidamente en 90° a cada lado respecto a la vertical. El número de dobladuras
hasta la formación de grietas es el índice, que nos permite juzgar sobre la deformabilidad
del material.
Del mimo modo se pueden ensayar alambres desde 0,3 hasta 9,0 mm de diámetro. La pieza de la palanca de doblado posee para ello un taladro por el que se guía el alambre.

Ensayos de fatiga

Las piezas de maquina que están de un modo permanente expuestas a cargas alternativas, presentan, después de un prolongado uso, muestras de fatiga. Esto puede conducir a roturas por fatiga sin que se haya sobrepasada la tensión admisible basada en los cálculos de resistencia. en el ensayo de fatiga se reproducen las cargas alternativas que se presentan en la pieza en servicio. Un material es resistente a la fatiga cuando soporta un determinado número de esas variaciones de carga.
Los ensayos de fatiga se realizan frecuentemente a la temperatura a que están es expuestas las piezas durante el servicio. Los ensayos pueden extenderse a lo largo de un dilatado espacio de tiempo.



Ensayo de dureza

En la técnica se llama dureza de un material a la resistencia que este opone para la penetración de un cuerpo de ensayo. Existen diversos procedimientos para medir estas resistencias. Se mide BRINELL, VICKERS, ROCKWELL o según el procedimiento de rebote.




Ensayos de dureza según Brinell

El ensayo de brinell se utiliza una esfera de acero que se comprime contra la superficie lisa de la pieza midiéndose el diámetro de la impresión producida por la esfera y su superficie.
El diámetro de la esfera es para espesores inferiores a 3mm, de 1mm o de 2.5mm, para espesores de 3 a 6 mm de 5 mm y para espesores más de 6mm, de 10 mm.
El ensayo de brinell no ensaya nada más que las piezas sin templar. La prueba debe estar plana y tener brillo metálico, como perpendicularmente a la dirección de la presión. El espesor de la pieza a ensayar debe ser menos igual a 8 x la profundidad de penetración de la esfera.
Si el ensayo se realiza en una maquina universal para la medición de durezas el diámetro de la impresión d = d 1+ d 2 /2 podrá medirse muy exactamente en un disco de vidrio mate, sobre el cual aparece fuertemente ampliado. La dureza de brinell HB se deduce de la carga de ensayo F y de la sujeción A de la impresión: HB = (F / A) kp / mm 2.

Ensayos de dureza de vickers
El ensayo de vickers se comprime contra la superficie de la pieza la punta de una pirámide de diamante de cuatro caras laterales. Las caras de la pirámide forman un ángulo de 136°, la carga de ensayos puede estar comprendida entre 1 y 120 kp; en las maquinas ensayadoras de carga de pequeña empieza la carga en 0.02 kp. Las cargas de ensayos preferidas son 10 30 y 60kp
La dureza de vickers HV es; carga empleada F dividida por área A de la impresión permanente de la pirámide de diamante. Para determinar la superficie de la impresión se mide ambas diagonales d 1 y d 2 de la impresión se mide con preescisión de 0.001 mm en la placa de vidrio mate de la maquina de ensayo su valor medido de m se toma como base de calculo.

Ensayos de dureza de rockwell
El ensayo de dureza de rockwell se oprime un cuerpo en dos etapas contra la superficie exterior de la pieza a ensayar. Se mide la profundidad permanente de penetración y de ella se deduce la dureza Rockwell. Se distinguen barios procedimientos con distintos cuerpos para oprimir contra la pieza y también con distintas cargas. Entre estos procedimientos están comprendidos el HRC para aceros templados y el HRB para aceros sin templar, que son los más importantes.
Ensayo de dureza Rockwell (IRAM-IAS U500-105)

Ensayos según HRC
Este ensayo de dureza HRC se aplica en la superficie lisa y plana de la pieza a ensayar un cono de diamante con ángulo de la punta de 120 y se oprime con una carga previa de 10 kp. Entonces se coloca la hoja enumerada de la esfera de medición de la posición inicial 0 o 100 y se aumenta la carga sin golpe en unos 6 seg. En una carga adiciona de 140 kp con la que la carga total será de 150 kp. Cuando el índice del aparato indicador que se mueve hacia la izquierda partiendo de 100 allá alcanzado su posición de reposo se suprime la carga adicional, con lo que la carga indica baja hasta su valor inicial igual 10 kp. Con esto el índice gira hacia la izquierda hasta el valor definitivo. La mayoría de los aparatos permiten la lectura directa de la dureza Rockwell sobre la división de la esfera graduada. Si el aparato no a mas que la profundidad de penetración en mm, se obtendrá la dureza Rockwell poniendo HRC = 100 –e/0.002.