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CIDEAD. 2º Bachillerato. Tecnología Industrial II . Tema 12.- Los ensayos y las propiedades de la materia. Desarrollo del tema: 1. Tipos de ensayos. 2. Ensayos de tracción. Módulo de Young. 3. La dureza de los materiales. Su ensayo. 4. La tenacidad de los materiales. Su medida. 5. Ensayos de fatiga del material 6. Otros ensayos tecnológicos. 7. Ensayos no destructivos. 7. Ejercicios y problemas. 1

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Desarrollo del tema:

1. Tipos de ensayos.

2. Ensayos de tracción. Módulo de Young.

3. La dureza de los materiales. Su ensayo.

4. La tenacidad de los materiales. Su medida.

5. Ensayos de fatiga del material

6. Otros ensayos tecnológicos.

7. Ensayos no destructivos.

7. Ejercicios y problemas.

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1. Tipos de ensayos.

Para la correcta selección de los materiales, que se destinarán a un uso concreto, es necesarioconocer sus características técnicas, de modo que cualquier deformación que se produzca no seaexcesiva y cause la rotura o el fallo prematuro, no previsto de la pieza o el componente.

Entre las propiedades que se deben de tener en cuenta se resaltan:a. La cohesión es la resistencia que ofrecen los átomos a separarse. b. La elasticidad es la capacidad de recuperar la forma primitiva al cesar la carga que los deforma. c.La plasticidad se entiende como la facilidad que posee un material de adquirir deformacionespermanentes. d. La ductilidad y la maleabilidad.

Los ensayos sobre los materiales se realizan con el fin de conocer perfectamente suspropiedades, simulando las condiciones de servicio. Los ensayos se clasifican de acuerdo a lossiguientes parámetros:

1. Según su rigurosidad, pueden ser:

Ensayos científicos. Se obtienen resultados que se refieren a los valores numéricos de ciertasmagnitudes físicas. Estos ensayos permiten obtener valores precisos y reproducibles.Ensayos tecnológicos. Se utilizan para comprobar las propiedades de un determinadomaterial o una determinada pieza.

2. Según la naturaleza del ensayo.

Ensayos químicos . Permiten calcular la composición, tanto cualitativa como cuantitativo.La estructura y los enlaces químicos que lo forman.Ensayos metalúrgicos. Permite establecer la estructura interna del material mediante elmicroscopio o técnicas de difracción.Ensayos físicos . Las propiedades físicas que se calculan son los PF, PE, la densidad, suconductividad térmica y eléctrica, etc.Ensayos mecánicos. Estudia la resistencia del material sometido a determinados esfuerzos.Los esfuerzos aplicados son de tracción, dureza, choque, tenacidad, etc.

3. Según la utilidad de la pieza después de ser sometidas a ensayos.

Ensayos destructivos. Se produce la rotura o un daño sustancial en la estructura del material.Los mecánicos de tracción o de dureza, etc.Ensayos no destructivos. Se analizan las grietas o defectos internos de una determinadapieza sin tener en cuenta las propiedades del material del que está compuesta y sin dañar laestructura.. Como ejemplo son los análisis de difracción de rayos X o por ultrasonidos.

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4. Según la velocidad de aplicación de las fuerzas.

Ensayos estáticos. La velocidad de aplicación de las fuerzas al material no influye en elresultado del ensayo.Ensayos dinámicos. La velocidad de aplicación de las fuerzas interviene de una formadecisiva en la valoración de los ensayos.

2. Ensayos de tracción. Módulo de Young.

Este ensayo tiene por objeto definir la resistencia elástica, la resistencia última y laplasticidad del material cuando se le somete a las fuerzas uniaxiales. Es uno de los más importantespara la determinación de las propiedades mecánicas de cualquier material. Los datos obtenidospermite para comparar diferentes materiales.

El ensayo consiste en someter una probeta del material, en forma cilíndrica o prismática, dedimensiones normalizadas, a una fuerza de tracción de forma lenta y continua hasta su rotura.

Las magnitudes que se miden son la fuerza que se somete a la probeta por unidad de secciónnormal (σ), y la variación de longitud relativa.(ε).

De acuerdo a la ley de Hooke : σ = E . ε

Siendo la tensión, σ = FA

, medido en Pa y

la elongación, ε = l−lolo

Al hacer el ensayo, se pueden apreciar varias zonas:

a. Zona elástica.- La deformación que experimente la probeta, no es permanente, es decir,cuando cesa la fuerza de tracción recobra su longitud inicial lo.

b. Zona plástica.- Los alargamientos son permanentes; en el caso de que el ensayo sesuspenda, la longitud obtenida por la probeta es algo mayor que la inicial. La diferencia delongitud recibe el nombre de histéresis.

Dentro de la zona elástica hay que distinguir:

a. Zona proporcional.- Existe una relación directa entre la tensión y la deformación relativa;la constante de proporcionalidad es el módulo de Young.b. Zona no proporcional.- Las deformaciones no son permanentes, pero no existe relacióndirecta entre la tensión y la deformación relativa.

Dentro de la zona plástica conviene destacar las dos zonas siguientes:

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a. Zona de deformación plástica uniforme.- La curva se tiende y no es necesario unincremento de la tensión para lograr grandes alargamientos. La fuerza máxima, dividida porla sección inicial de la probeta, recibe el nombre de resistencia a la tracción.

Zona de extricción o deformación plástica localizada. La deformación incide en una zonadeterminada de la probeta. La tensión disminuye y la probeta termina por romperse en esazona.

El ensayo de tracción, tiene como objeto definir la resistencia elástica, resistencia última yplasticidad del material cuando se le somete la probeta a fuerzas uniaxiales.

La probeta, que puede ser prismática o cilíndrica con un ensanchamiento en los extremosque se denominan cabezas. En ella se marcan dos puntos de referencia, siendo lo la distancia entreambas marcas.

La parte calibrada debe de estar comprendida entre lo + d/2 y l0 + d, siendo d el diámetro dela sección (en probetas cilíndricas) y entre l0 + 1,5 So y l0 + 2,5 So , siendo S0 la superficiede la sección en una probeta prismática.

Para que los ensayos, con probetas de diferentes dimensiones, sean comparables, debe decumplirse la siguiente relación:

K = lo

So =

l ´ o

S ´ o

La máquina utilizada para los ensayos debe de cumplir los siguientes requisitos:1. Alcanzar la fuerza suficiente para producir la fractura de la probeta.2. Controlar la velocidad del aumento de las fuerzas de ensayo.3. Registrar las fuerzas F que se aplican y los alargamientos (Δ L) que se observa en la

probeta.

El esquema del aparato aparece en la página siguiente.

El procedimiento de ensayo es el siguiente:a. Se elaboran probetas de acero dulce AE245, UNE 36080, de 10 mm. de diámetro y K = 5.65,UNE 36401.b. Se marcan las partes dos partes cilíndricas con un granete, separados por la longitud l0.c. Se monta la probeta en las mordazas de la prensa y aumentar la carga de F con una velocidad vp =10 (mm/min) hasta una carga de 1500 Kg. Después se debe de volver a 0 la carga registrando lasdeformaciones permanentes Δ L .d. Se monta una segunda probeta y volver a ascender las cargas con velocidad vp = 10 (mm/min),hasta alcanzar la carga de 2400 Kg. Y descender hasta 0 registrando las cargas y las deformaciones.e. Se monta una tercera probeta y se vuelve a cargar con una velocidad vp hasta la rotura registrandoen cada momento la carga F y el alargamiento Δ L.

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f. Juntar las dos medias probetas rotas y medir la longitud Lr que existe entre las dos señales y eldiámetro de rotura dr.

Los resultados del ensayo es el siguiente:

a. Límite de proporcionalidad(σP). Es la tensión a partir de la cual las deformaciones dejande ser proporcionales a las tensiones.b. Límite de elasticidad(σE). Es la tensión a partir de la cual las deformaciones en la probetadejan de ser reversibles. Éste límite es difícil de determinar por lo que se utilizan dos nuevastensiones:a. Límite de deformación permanente(σr) .- Es la tensión que provoca una deformaciónpermanente igual a un determinado porcentaje de la longitud inicial. El porcentaje es del 0.2% b. Límite de pérdida de proporcionalidad(σP). Es la tensión que provoca un alargamiento noproporcional igual a un determinado porcentaje de la longitud inicial. Para obtener este valorde forma práctica es preciso considerar la intersección entre la curva de tracción y la rectaparalela a la zona proporcional de la curva que corta el eje de abscisas por el porcentajefijado.

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Módulo de Young.(E) es la relación entre la tensión y la deformación relativa en la zona dede comportamiento proporcional .Resistencia a la tracción (σR) . Es la máxima tensión que soporta la probeta durante el ensayo.Resistencia a la rotura (σU) Es la tensión soportada por la probeta en el momento de rotura.

El alargamiento a la rotura. (A) o ductilidad. Es el mayor alargamiento plástico alcanzadopor la probeta. Se mide en tanto por ciento:

A (%) = Lf −Lo

Lo .100 Siendo Lf la longitud de las dos mitades de

la probeta .

Estricción de rotura es la disminución de la sección después de la rotura

Σ (%) = So−Sf

So . 100

SF = a´ . b´

La curva de tracción obtenida es la siguiente:

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El valor del módulo de Young E, varía de unos materiales a otros. En el caso del aluminio, el

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valor es de 7000 Kp/mm2 y para el acero el valor es de 21000 Kp/mm2.

El módulo de elasticidad , E, es un parámetro básico en la teoría de la elasticidad, puescuantifica las tensiones, difícilmente medibles, a partir de sus deformaciones, que se pueden medirsin excesiva dificultad. El valor de E es el fundamento de la extensiometria que investiga lastensiones que sufren las piezas a partir de sus deformaciones.

El coeficiente de Poisson es el indicador de la contracción transversal, cuando la probeta sealarga longitudinalmente. Es importante este coeficiente cuando se restringen los alargamientostransversales. Su valor es el siguiente:

υ = Contracción transversal

Alargamiento longitudinal=

do−dfdo

Lf −LoLo

Siendo d, los diámetros de la probeta y L las longitudes de las mismas.

En la zona plástica ocurre lo siguiente:

En esta zona existe un mayor alargamiento utilizando tensiones más pequeñas. El módulo plásticoes mucho menor que el módulo elástico. En estos casos, existen alargamientos remanantes y en elcaso de un material metálico, los valores virtuales del módulo EP <<E (Young)

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La tensión de rotura R o carga, se produce cuando la probeta se rompe. Indica el final delcomportamiento estable del material. R = Fm / So

La energía absorbida por la probeta por unidad de volumen en su fractura será igual :

εm

E = 1

So . Lo . ∫ F. dL = ∫ σ . dε

0

En el siguiente gráfico se puede apreciar la diferencia de curva entre una sustancia cerámica y unmetal:

La energía de rotura E0m es un indicador directo de la tenacidad en condiciones de cargascuasiestáticas. La tenacidad está favorecida por una alta carga de rotura y, fundamentalmente, poruna alta plasticidad. La tenacidad es la propiedad que expresa la mayor tendencia a absorber energíaantes de fracturarse un material.

3. La dureza de los materiales. Su ensayo.

Desde el punto de vista físico, se define como la resistencia que oponen los materiales a serrayados o penetrados por otros con los que se compara. Por lo tanto se pueden determinar deos tiposde ensayos:

a. Ensayos de dureza al rayado.b. Ensayos de dureza a la penetración.

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Dentro de los ensayos de dureza al rayado, se pueden citar la escala de Mohs y la dureza deMartens.

La escala de Mohs es el método más antiguo que se conoce para determinar la dureza de unmaterial y consiste en comparar un material con una escala de materiales que se atribuían valoresdel 1 al 10; así, talco (1), yeso (2), calcita (3), fluorita (4), apatito (5) feldespato (6), cuarzo (7),topacio (8), corindón (9) y el diamante (10).

Si un material es rayado por el topacio y que raye al cuarzo, posee una dureza comprendidaentre 7 y 8. No puede medirse la dureza de los metales.

La dureza de Martens emplea un cono de diamante con lo que raya la superficie del material.El valor inverso de la anchura de la raya obtenida cuando se aprieta el cono con una determinadafuerza sobre las superficie del material, nos indica la dureza de este. Los materiales más duros,dejan una huella menor que los blandos.

Los ensayos de dureza a la penetración miden la resistencia que ofrece un material a serpenetrado por una pieza de otro material diferente, denominado penetrador, que se empuja con unafuerza controlada y durante un tiempo fijo, contra la superficie del material cuya dureza se quieredeterminar. La dureza se expresa dividiendo la fuerza aplicada entre la superficie de la huella quedeja sobre el material.

Entre los ensayos más utilizados son el de Brinell, Vickers y Rockwell.

Ensayo de Brinell.- Esquema del ensayo:

La dureza según Brinell (BHN), se calcula dividendo el valor de la fuerza aplicada al penetrador,que es una esfera de acero templado, entre la superficie de la huella que produce:

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BHN = FS

La fuerza se expresa en Kp y la superficie en mm2. La unidad de la dureza de Brinell será Kp/mm2.La huella producida, al ser un casquete esférico, tiene una superficie de:

S = . D2

2 ( 1 – cos Φ)

Para medir el diámetro de la huella (d) se utiliza una lupa microscópica . Para que sepuedan comparar las huellas de las esferas de diferentes tamaños, se debe de cumplir la relación :

F = K . D2 , pudiendo tomar K diferentes valoresEl ensayo de Brinell, posee como inconvenientes el que no se puede realizar sobre

superficies esféricas o cilíndricas. Si la deformación es pequeña, los errores cometidos en eldiámetro de la huella es grande. Se aplica en materiales de durezas no muy altas e inferiores alpenetrador.

La dureza de Brinell se expresa de la siguiente forma : 250 HB 10 500 30 , que indica queel material posee una dureza de 250 Kp/mm2. El diámetro de la bola es de 10 mm. , con una cargade 500 Kg en 30 segundos..

En la dureza de Vickers , el penetrador es una pirámide de base cuadrada de diamante. Elángulo que forman dos caras opuestas es de 136º.

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La dureza de Vickers se calcula de la misma forma que la de Brinell, dividiendo la fuerzaentre la superficie:

VHN = FS

El esquema es el siguiente:

La fuerza se expresa en Kp y la superficie en mm2 , como el caso anterior. La superficie dela huella del penetrador es la siguiente:

S = 4 . a .h2

= 2 . a . h

h es la altura de los triángulos de las superficies laterales y a es la longitud de una arista de la basecuadrada.

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La diagonal de la huella se mide utilizando un microscopio. Los resultados de Vickers sonsiempre comparables.

La dureza de Vickers se expresa de la siguiente forma : 315 VH 30; significa que la durezaes de 315 Kp/mm2, realizándose el ensayo con una carga de 30 Kp.

El ensayo de Rockwell. Es el más utilizado, debido a su rapidez. . En este caso se mide no lahuella sino su profundidad.

Para materiales blandos (de 60 a 150 VHN) se utiliza un penetración de acero de formaesférica de 1,59 mm de diámetro . De esta forma se obtiene la escala de dureza deRockwell B (HRB) Para materiales duros (235 a 1075 VHN) se emplea un cono de diamánte con un ángulode 120º, rodeando su punta, posee un casquete esférico de radio 0,2 mm. De esta manerase obtiene la escala de dureza Rockwell C (HRC)

En ambos casos se utiliza una precarga de 10 Kp. Obteniéndose una una huella deprofundidad h1 .

A continuación se aplica al penetrador el resto de carga (90 Kp en la escala HRB y 140 Kpen la escala HRC). En este caso se produce una huella de profundidad h2.

Transcurridos unos segundos, se reduce la carga hasta la precarga . La profundidad de lahuella será h3, que será mayor que h1, ya que se han producido deformaciones plásticas que no serecuperan . La máquina de Rockwell mide la diferencia entre e = h3 – h1.

HRC = 100 - e HRB = 130 – e

En la mayoría de las máquinas e es un múltiplo de 0,002 mm.

En la siguiente tabla se presenta los ensayos de Rockwell normalizados.

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4. La tenacidad de los materiales. Su medida.

La resistencia al choque es una medida de la tenacidad de un material, que se define como lacapacidad de absorción de energía antes de aparecer una fractura súbita.

La tenacidad es una propiedad inversa a la fragilidad y es la capacidad que posee un materialpara almacenar energía en deformación plástica, antes de romperse o quebrarse.

Existen dos tipos de ensayo de resilencia o tenacidad:a. Por tracción al choque.b. Por flexión al choque.

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a. Para realizar un ensayo de tracción por choque, lo que se hace es aplicar una fuerza detracción en el que la velocidad de aplicación de la fuerza sea elevada. El trabajo de deformación:

W = ∫ F . dl , obtenida en el área de la gráfica de deformación hasta ellímite de ruptura, dividido por el volumen de la probeta, dará un valor de resilencia.

b. Los ensayos que más se utilizan son los de flexión por choque, utilizándose el péndulo deCharpy .

La probeta más utilizada es un prisma de sección cuadrada 10 x 10 x 55 mm 3 en donde se harealizado una entalla central, en forma de U o de V de 2 mm de profundidad.

Las condiciones de la experiencia determina la utilización de una alta velocidad, el impactosobre la región opuesta a la entalla o ranura, colocada perpendicularmente al péndulo para que sufrael impacto y la temperatura de experiencia debe ser baja.

El péndulo de Charpy dispone de una masa M montada en el extremo de un brazo delongitud L, que pivota sobre el centro A. La energía absorbida Ea, por la probeta para producir sufractura es la medida de la tenacidad del material en condiciones de ensayo.

Los parámetros que se utilizan son: la velocidad del impacto en la probeta y la energíacinética en el punto en que se alcanza la probeta.

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La forma de las probetas normalizadas son las siguientes:

La resilencia es la energía absorbida por unidad de superficie fracturada. Por lo tanto :

ρ = EaSf

= g.M.l.cos−cos

a.b

El péndulo de Charpy, posee una masa de 16 Kg y l = 1 m. Las unidades empleadas para laresilencia son los Kgm/cm2 o Mpa.m

La velocidad de aplicación de la carga influye inversamente respecto a la resilencia. Lainfluencia acusada de la velocidad de aplicación de la carga sobre la resilencia, obliga a fijar lavelocidad de impacto para que los resultados sean comparables para los diferentes materiales.

En la norma UNE 7-449-84, se fija la velocidad para 5 m/s , correspondiendo una caída librede 1.27 m.

En la siguiente gráfica observamos la variación de la resilencia respecto a la velocidad deimpacto:

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El radio de fondo de entalla o ranura, influye sobre los valores de la resilencia. Es por elloque se deben de seguir una serie de normas (UNE 36-403-81) que establece lo siguiente:

a. En forma de V, radio de fondo R = 0.25 mm.

b. En forma de U, radio de fondo R = 1 mm.

c. En forma de herradura, con radio de 1 mm y ancho máximo de 1.6 mm.

En la siguiente gráfica se aprecia la influencia de la entalla sobre la resilencia,estableciéndose que a mayores multiplicadores de tensiones triaxiales, disminuye la resilencia y elmaterial es más frágil.

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En el siguiente gráfico, se establece la correlación entre las probetas V de Charpy de R = 0.25 mm yla temperatura de ensayo T, para condiciones invariables de aplicación de la carga:

Resilencia KCV (Kgm/cm2 )

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Algunos materiales, como el acero, presentan una fuerte disminución de la resilencia cuandose desciende a determinados niveles de temperatura. Las normas UNE, establecen que las esilenciadebe de estar especificada por la temperatura de servicio, habitualmente a 20 ºC, 0ºC, -20ºC y-40ºC.

Una vez que se producen las fracturas, existen dos formas características: cristalina brillante,con planos geométricos y fibrosa mate.

Las fracturas de tipo cristalino, se alcanzan con baja absorción de enrgía. Las fracturas detipo grisáceo, textura leñosa, muestran mayor absorción de energía o resilencia.

La resilencia de un material viene determinada por la sección de fractura dúctil resultante.Las altas resilencias son proporcionadas por estructuras de comportamiento dúctil. Las seccionesfibrosas de fractura son indicadores de un comportamiento dúctil del material.

Las velocidades altas de impacto, las altas concentraciones de tendiones y las bajastemperaturas, influyen en un comportamiento no dúctil, frágil, del material.

En el siguiente esquema se compara un material dúctil y uno frágil:

5. Ensayos de fatiga del material

La fatiga se define como la situación a la que se encuentran algunas piezas o elementosestructurales (puentes, ejes, bielas, elementos de motores,etc) sometidos a cargas cíclicas cuyaintensidad no supere el valor inferior crítico de rotura del material. Los datos que más interesan son:

a. La amplitud del cicloΔ σ = σM – σm

b. Tensión media soportada : σmedia = M m

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Existen dos tipos de ensayos a la fatiga:

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Fatiga en elementos sin defectos.- En este caso se formarían fisuras iniciales, nucleación ycrecimiento posterior de las mismas. Ejemplo : bielas, ejes, etc.Fatiga en elementos con defectos. Se estudia la velocidad de crecimiento de las fisuras. Seproducen en elementos estructurales, como es el caso de puentes, aviones, barcos, etc. Enestos casos es imposible garantizar que no existen fisuras iniciales. En este caso se realizananálisis no destructivos periódicos(ultrasonidos, gammagrafías, radiografías, etc. Cuando unelemento se somete a fatiga, las pequeñas fisuras, van aumentando hasta consegir el puntocrítico de fractura.

En una fractura por fatiga se puede apreciar la fisura inicial, la zona de crecimientopor fatiga (apareciendo líneas concéntricas a la fisura inicial que son las líneas de detención) y lazona e rotura final súbita.

El ensayo de fatiga se suele realizar sobre una probeta que se somete a esfuerzos de flexiónrotativos . La probeta se somete en la zona central a dos fuerzas de flexión por la acción de sendaspesas de la misma magnitud separadas una determinada longitud . Mediante un motor eléctrico sehace girar la probeta, actuando sobre la probeta esfuerzos de tracción y compresión cíclicos . Elresultado apreciado hace referencia al número de ciclos soportados por la probeta en relación conlas diferentes magnitudes de carga, manteniéndose la tensión media constante . La curva obtenidadel ensayo de fatiga recibe el nombre de curva de Wöhler.

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Cuando tratamos a los aceros o a las aleaciones de titanio, existe un incremento de tensión,por debajo del cual no se produce rotura por la fatiga. Este valor es el límite de fatiga y suele valerentre 0,4 y 0,5 veces la carga de rotura del material. Las aleaciones no férricas, no presentan estacaracterística y el límite de fatiga se define como la amplitud de la tensión que no produce roturadespués de 10 o 100 millones de ciclos.

Cuando los componentes no están agrietados, se puede aplicar la siguiente ecuaciónempírica:

Δ σ . Na = bN es el número de ciclos y a y b son dos coeficientes del

material analizado.

6. Otros ensayos tecnológicos.

Los ensayos tecnológicos se utilizan para saber si un material puede utilizarse para unadeterminada función o aplicación. Los ensayos científicos se obtienen valores de magnitudes de laspropiedades de los materiales que se utilizan posteriormente para el diseño de las piezas oelementos estructurales. Los ensayos tecnológicos de los elementos manufacturados son lossiguientes:

1. Ensayos en barras.Se realizan:a. Ensayos de flexión y plegado para ver su flexibilidad. Una barra prismática o cilíndrica,se le somete a una fuerza central para doblarla.b. Ensayos de recalcado.- Para saber el comportamiento del material sobre los efectoscompresión(ensayo estático) o de choque (ensayo dinámico) . Se utiliza una barra delmaterial cuya altura es el doble del diámetro. Se realiza esfuerzos de compresión hastareducir la tercera parte de su altura o hasta que aparezcan fisuras.c. Ensayo de maleabilidad.- Se realiza a temperaturas altas. Se utilizan probetas planas de 40cm de longitud y espesor 1/3 su anchura. Cuando la probeta está al rojo, se golpea con unmartillo hasta que la anchura sea una vez y media la inicial o hasta que aparezcan fusuras.d. Ensayo de mandrilado.- la probeta es plana con una anchura cinco veces mayor que suespesor . Se realiza una perforación cilíndrica de diámetro doble del espesor. En laperforación se introduce un punzón hasta que el diámetro sea el doble que el inicial o hastaque aparezcan fisuras, definiéndose el grado de ensanchamiento.

2. Ensayos en chapasLos ensayos en chapas pueden ser las siguientes. a. Ensayo de flexión alternativa.- Una chapa de 10 a 30 mm. de ancho se sujeta por dosmordazas y se dobla alternativamente 90º hasta que aparezca la primera fisura o rotura.b. Ensayo de embutición.- Se emplea para determinar el comportamiento del material anteuna embutición profunda. Se estampa una bola o cilindro, con el extremo esférico, sobre unachapa sujeta por todos los lados. Se estudia la amplitud máxima de la bola o cilindro antesde la rotura.

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3. Ensayos tecnológicos en tubos.Los ensayos más utilizados son los siguientes:a. Ensayo de ensanchamiento o aborcado del tubo.- Se introduce por el extremo del tubo aensanchar un cono engrasado a golpes, no debiendo aparecer fisuras. Los dos extremos delcono poseen prolongaciones cilíndricas estando relacionadas con el diámetro del tubo. Elensanchamiento se calcula mediante la expresión : (d-do)/do..

b. Ensayos de aplastamiento.- Se realiza comprimiendo un trozo de tubo de 50 cm de largoentre dos placas paralelas . En el interior del tubo se introduce una pieza de seciónrectangular para no distorsionar las paredes del tubo.c. Ensayo de estanqueidad.- Se introduce en el interior del tubo un fluido líquido(agua,aceite, etc) a una presión de 1,25 a 1,5 veces superior a la que va a soportar el tubo. No debede aparecer estanquidad ni golpeando el tubo con un martillo.d. Ensayo de recanteado o aborcado plano. Se dobla el extremo de un tubo a temperaturaalta de tal forma que se forme un anillo perpendicular al eje.Es positiva la prueba si noaparecen grietas o fisuras.

4. Ensayos tecnológicos en alambres.Los ensayos tecnológicos más utilizados en los alambres son los siguientes:a. Ensayos de flexión alternativas.- Se utilizan para ver el comportamiento de un alambreante esfuerzos plásticos de flexión. Se sujeta el alambre por dos mordazas y se dobla 90ºalternativamente en uno y otro sentido sobre unos cilindros, hasta que se rompe.b. Ensayo de retorcido.- Se determina el grado de torsión del alambre, midiendo el númerode vueltas, torsiones de 360º, antes de que se rompa. . Para estirarlo durante la prueba se letracciona con una fuerza pequeña y debe de estar perfectamente dimensionado.

7. Ensayos no destructivos.

Losa productos tecnológicos ya elaborados y en servicio, deben poderse someter a una seriede ensayos científicos y técnicos para poder evaluar su idoneidad en cada momento y poner losremedios adecuados cuando esto no sea así.

Evidentemente, estos controles son de carácter no destructivo y se denominan ensayos de

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control de calidad. Por ejemplo estos controles nos llevan a la posible detección de fisuras entuberías o alteraciones en las paredes de un alto horno.

Los métodos más utilizados son los siguientes:

Ensayos macroscópicos.- Para ello se utilizan líquidos penetrantes para localizar grietassuperficiales.Ensayos ópticos.- Utilizando el microscopio metalográfico. Suministra información acercade la existencia de grietas, poros, tamaño y forma del grano de corrosión, etc.Ensayos magnéticos.- Utilizados para apreciar defectos de continuidad(grietas y solapadurasasí como su estado superficial.Ensayos eléctricos.- Por la variación de la resistencia eléctrica como consecuencia deimperfecciones materiales(poros, grietas, impurezas) Se utilizan para localizar defectos enlas vías del ferrocarril.Ensayos con ultrasonidos.- Utilizando un transductor ( efecto piezoeléctrico) con unafrecuandia de 105 a 107 Khz. Detectan defectos tales como grietas, poros, así como suprofundidad.Ensayos con rayos X y rayos γ. Las radiografías y gammagrafías. Ponen de manifiestocualquier irregularidad . Los rayos X se emplean con espesores de hasta 10 cm y los rayos γhasta 25 cm..

ANEXO.Determinación de la dureza por el método de Vickers (Problemas)

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