07 Metales No Ferrosos TDM

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Tecnología de los materiales

Universidad Tecnológica Nacional

Promoción Directa

Facultad Regional Avellaneda

Ingeniería CivilTecnología de losmateriales

Módulo VIIMetales No Ferrosos

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Decano F.R.A.Ing. Jorge O. Del Gener

Coordinador de Promoción DirectaIng. Luis Muraca

AutorIng. Juan Francisco García Balado

Realizado por

Coordinador Facultad Abierta Avellaneda on-lineAlejandro González

Correcció de Estilos y redacciónProf. Ricardo Krotki

DiseñoProf. Ricardo KrotkiDG. Mariana WolffProf. Alcira Virgili

3ª Edición - Mayo 2007

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Módulo 7

Metales No Ferrosos

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INDICE

Módulo VII: MEtAlEs no FERRosos

Metales no ferrososEfectos térmicosEnsayos de metales y aleacionesEnsayos mecánicosEnsayos estáticos

TracciónCompresiónPandeoTorsiónFlexiónCreep

Ensayos dinámicosChoqueFatiga

SoldadurasEnsayos no destructivos

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MEtAlEs no FERRosos

Aluminio

Se conocen por su baja densidad, resistencia a la corrosión, conductividad eléctrica y fácil fabricación.

Debido a ello, la producción de aluminio en el mundo se duplicó en el período 1967-1977, pero desde entonces la demanda de aluminio y otros metales ha disminuído debido a la cada vez mayor competencia de materiales cerámicos, polímeros y compuestos.

Sin embargo, el aluminio sigue teniendo su importancia por su baja densidad, factor clave para automoviles, donde la masa total bajó un 16% reemplazando el uso de aceros convencionales, y en aviones comerciales, donde se emplean aleaciones de Al y Li.

Es muy usado el aluminio en las carpinterías de marcos de puertas y ventanas, por su resistencia a la corrosión, a causa de una película de óxido dura e impermeable que se forma en su superficie.

Las reservas de mineral de aluminio son grandes, representan el 8% de la corteza terrestre, y el aluminio puede ser reciclado con facilidad. El aluminio no se presenta nunca puro en la naturaleza, sino que se lo obtiene de la bauxita, que es un óxido de alumino hidratado (Al2O3 · H2O), mediante la separación electrolítica para eliminar el agua y las impurezas del mineral, constituídas por óxido de hierro, silice y compuestos del titanio. El porcentaje de óxido de alumino (alúmina), debe ser superior al 40% para que el proceso resulte económico.

El aluminio en muy alto grado de pureza, después de una calcinación para eliminar el agua, transforma el mineral en aluminato de sodio, que deshidratado y molido, se introduce en autoclave a presión y temperatura, donde es atacado por una solución de soda cáustica.

La solución de aluminato de sodio precipita, pudiendo separarse la alúmina hidratada por decantación, la que se lleva posteriormente a 1200ºC para eliminar el agua, obteniendose óxido de aluminio anhidro, de una pureza del 99%. Los electrodos son de grafito de alta calidad. El consumo de electricidad para este proceso es elevado (25 Kwh por Kg de aluminio producido).

El aluminio tiene bajo peso específico (2,7 gr/cm3), ductilidad, maleabilidad, excelente conducción del calor y la electricidad, la resistencia a tracción es de 8 a 12 Kg/mm2, que puede llegar con las aleaciones o con el trabajo en frío como en perfiles a 25-30 Kg/mm2.

No es aconsejable su uso en condiciones severas de desgaste, salvo aleaciones especiales. Los módulos elásticos son bajos, por lo que secciones de piezas deben ser mayores para tener igual rigidez, por lo que no pueden proyectarse estructuras de aluminio con las secciones usadas para aceros.

Tanto el aluminio como sus aleaciones son muy dúctiles, pudiendo ser moldeado en frío como perfiles para carpintería. La soldabilidad de las piezas de aluminio es mala, debido a la tendencia del metal a oxidarse a altas temperaturas. Su resistencia al calor es relativamente baja, pues el punto de fusión de las aleaciones de alumino está entre 550 y 650ºC.

El aluminio expuesto al aire de mar sufre corrosión y solo algunas aleaciones especiales tienen comportamiento satisfactorio. Puede usarse en esos casos un tratamiento de anodizado, que es un aumento de espesor con acabados de variados rangos de colores.

El aluminio se puede prensar, fundir y perfilar por extrusión; el laminado de chapas puede hacerse hasta espesores muy delgados, como ser las latas de envases.

Las chapas de aluminio por su alto grado de reflexión del calor son usadas en techos o superficies verticales de exteriores.

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Es empleado el aluminio para conductores eléctricos, desplazando al cobre, pues tiene menos de la tercera parte de peso específico que el Cu.

Pulverizado se lo emplea en la fabricación de pinturas.

Las aleaciones de aluminio son numerosas, con elementos tales como cobre, níquel, zinc, magnesio, siliceo, manganeso, etc. La aleación de mayor resistencia mecánica es el duraluminio con 94,2% de Al, 4% de Cu, 0,5% de Mn y 0,3% de Si. Después de laminado tiene resistencia de 25 Kg/mm2 y alargamiento del 2%, pero por templado y revenido puede llegar a 35-40 Kg/mm2 y alargamiento de 20%. Es poco resistente a la corrosión, por lo que se lo suele recubrir con una lámina fina de aluminio puro adherida a su superficie.

PlomoEs uno de los metales más pesados (11,5 gr/cm3), con brillo metálico cuando recién se corta,

pero que en contacto con el aire se oxida rápidamente recubriendose con una capa de color gris opaco, que lo hace resistente a la corrosión atmosféroca, aún la marina.

El plomo se obtiene a partir de minerales como la galena (sulfuro de plomo: PbS) o de la cerusita (carbonato de plomo: PbCO3), que se hace por concentración y separación posterior del metal, aprovechando su elevada densidad.

Es poco elástico, pero muy maleable y extraordinariamente blando, pudiendose rayar fácilmente. Funde a baja temperatura (330ºC) y su resistencia a tracción es muy reducida (1 a 2 Kg/mm2). No se endurece por trabajado o deformación.

El plomo presenta muy marcado el fenómeno de “creep” o fluencia lenta, que lo hace deformable, lenta pero indefinidamente, cuando está sometido a su propio peso.

El plomo permite ser laminado en planchas, trefilado y extrusionado para la fabricación de cañerías, lo que unido a su inatacabilidad, lo hace principalmente apto para la conducción de agua en edificios, con la ventaja de doblarse fácilmente y ser soldable.

Como el plomo es poco resistente, debe ser usado en espesores relativamente gruesos. Se lo usa en planchas para apoyo de grandes estructuras.

El plomo se suele utilizar aleado con otros metales. Con 25% de antimonio se obtiene el “plomo duro” con lo que se logra mejorar su resistencia y dureza, la que aumenta con el tiempo. Se emplea esta aleación para protección superficial de cables eléctricos de cobre, subterráneos o para intemperie.

Aleado con 50% de bismuto, 27% de estaño y 10% de cadmio, posee bajo punto de fusión (70ºC), usandose para válvulas de seguridad en instalaciones contra incendios, que al fundirse abre conductos para salida de agua.

Las aleaciones de 20 a 60% de plomo y resto de estaño, se usa para la fabricación de varillas para soldaduras.

CobreEs un metal de color rojo, con peso específico alto (8,96 gr/cm3) y funde a 1.083ºC.Es después de la plata el mejor conductor del calor y la electricidad. Tiene resistencia a la

corrosión ya que se recubre de películas protectoras.El cobre fué uno de los primeros metales empleados por el hombre desde tiempos remotos.

El cobre se obtiene de minerales como la calcopirita con 12 a 20% de Cu o la cuprita (CuO), con contenidos bajos de Cu. El cobre se obtiene por vía seca o vía húmeda. La primera es la más común con una tostación parcial y oxidación del mineral, luego fusión y separación empleando convertidores.

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La resistencia a tracción del cobre es de 17 Kg/mm2, pudiendo elevarse hasta 50 Kg/mm2 con tratamientos en frío. Tiene gran plasticidad y tenacidad. El cobre puede soldarse con gas si se toman adecuadas precauciones, pues el calor se disipa rápidamente en las piezas a unir.

En estado puro el cobre se usa en fabricación de alambre para conductores eléctricos. En las líneas de alta tensión como cable aéreo reviste importancia la resistencia a tracción por su propio peso, la que puede aumentarse por tratamientos en frío.

Zinc

Es de reducido costo y buena resistencia a la corrosión con peso específico: 7,1 gr/cm3 y dureza intermedia entre el cobre y la plata; es maleable y se funde a 419ºC. A temperatura ambiente es quebradizo, pero a 100-150ºC es laminable.

Se encuentra en la naturaleza en el mineral denominado blenda (sulfuro) ZnS.Se lo obtiene en forma similar al plomo y estaño, por transformación en óxidos.Su resistencia a tracción es de 3 Kg/mm2, pero prensado llega a 14 y laminado a 20 Kg/

mm2.Por su resistencia a la corrosión se lo usa principalmente laminado en forma de chapas en

cubiertas de techos, canaletas, caños de bajada de pluviales, y recubrimiento de superficies. Un procedimiento para protejer los metales a la corrosión, es cubrirlos con capas como en el “galvanizado”, donde se recubre el hierro con una de zinc, formandose entre ambas capas una interfase de compuestos combinados con una buena adherencia. El galvanizado puede hacerse electrolíticamente o por inmersión.

niquelEs un metal tenaz de densidad similar a la del cobre, pero de un costo tres veces mayor. Es

muy maleable, y se puede forjar, prensar, laminar y estirar en frío y en caliente. Su temperatura de fusión es de 1.453ºC.

Su principal característica es buena resistencia a la oxidación y a la corrosión. Su resistencia a tracción es de 49 Kg/mm2 y laminado puede llegar a 100 Kg/mm2.

Se lo utiliza para instrumentos de cirugía, recubrimiento de canillas y broncería en artefactos sanitarios, y forma parte de aceros inoxidables.

El “monel” es una aleación de 2/3 de níquel y el resto cobre, para piezas en contacto con vapores o gases a altas temperaturas, como ser las válvulas.

Con el níquel se fabrican varias aleaciones que deben ser insensibles a cambios de temperatura (termostátos) o alambres para resistencia eléctricas.

EstañoSe obtiene en forma de óxido de la casiterita por reducción. Su peso específico es 7,2 gr/cm3.La mitad del estaño es usado en estañado superficial y el resto en aleaciones, que se usan en

la industria metalúrgica,como superficies de rodamiento (cojinetes).La resistencia a tracción y a fatiga se incrementan utilizando capas delgadas, teniendo elevada

resistencia a la corrosión.

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Las varillas para soldar llevan de 33 a 66% de estaño y plomo el resto.

MagnesioEs un metal de bajo peso específico (1,7 gr/cm3) y todas sus aleaciones resultan ultralivianas

siendo la mayor aplicación en la aeronáutica, y se extiende día a día en otros usos como herramientas portátiles, artefactos para el hogar, etc.

Se extrae de minerales en forma de carbonatos por métodos electrolíticos, en forma semejante al aluminio y también métodos térmicos de reducción.

El magnesio tiene resistencia a tracción de 15 a 35 Kg/mm2 y alargamientos del 3 al 23% con propiedades semejantes al del aluminio.

BronceEs una aleación de cobre y estaño, donde el peso específico decrece de 8,9 a 7,2 gr/cm3 a

medida que aumenta el porcentaje de estaño.Los bronces son resistentes al ataque de agua fría, caliente, de mar, vapor, y ácidos. La casi

totalidad de los bronces tienen de 7 a 14% de estaño, pues con menos la resistencia disminuye mucho y con más, se vuelven los bronces demasiado frágiles.

La resistencia a tracción es de 30 Kg/mm2 y alargamiento de 16%.Los bronces se utilizan para engranajes, bombas hidraulicas, artefactos sanitarios (canillas).Existen otros bronces especiales con plomo, níquel, estaño o silicio, de menor costo o berilio,

donde se pueden obtener límites de fluencia de 100 Kg/mm2, utilizados en resortes en ambientes corrosivos. Los bronces de aluminio con 7% poseen gran ductilidad y resistencia a la corrosión y desgaste usandose por fundición para engranajes de gran resistencia, cojinetes para cargas elevadas, piezas en agua salada, bulones y tuercas en ambientes corrosivos o temperaturas elevadas, monedas, etc.

Los bronces no presentan los problemas de cobre en la mecanización, teniendo una soldabilidad muy buena.

latónEs una aleación de cobre y zinc (15 a 40%), y a veces se agregan estaño al 2% para mejorar la

resistencia a corrosión o plomo al 3% para mejorar la mecanización.Los latones se emplean para piezas fundidas o para productos obtenidos por tratamientos

mecánicos en frío o caliente como barras, tubos, chapas, alambres, etc.Los latones son similares a los bronces, pero de menor precio. Presentan buena fusibilidad,

facil moldeo y apropiada resistencia mecánica.Para mejorar sus propiedades se lo suele alear con níquel (alpacas), manganeso.

titanioAntes de la II Guerra Mundial no se contaba con un método práctico de separación del titanio

de los óxidos reactivos y los nitruros. A partir de entonces se han usado ampliamente las aleaciones. Se forma una superficie firme y delgada cubierta de óxido, que confiere excelente resistencia a la corrosión.

Son más densas que las de Al o Mg, pero con la ventaja de mantener la resistencia a temperaturas moderadas como las que se produce en la superficie de los aviones de alta velocidad, lo que permite su uso en diseños aeroespaciales.

Las aleaciones solidificadas rápidamente de aluminio y titanio cristalino, han demostrado

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propiedades mecánicas superiores a elevadas temperaturas. El control de los precipitados de grano fino en la solidificación rápida es factor esencial en la industria aeroespacial.

RefractariosSon metales como el molibdeno, niobio, renio, tantalio y tungsteno, que son aun más resistentes

a altas temperaturas que las superaleaciones. Pero su reactividad general con oxígeno requiere que sus aplicaciones a altas temperaturas sean en atmósferas controladas o con cubiertas protectoras.

PreciososSon metales como el oro, iridio, osmio, paladio, platino, rodio, rutenio y plata, con excelente

resistencia a la corrosión y varias propiedades como la alta ductilidad para laminar (dorados), justifican en algunos casos otras aplicaciones de esos metales costosos, tales como los circuitos de oro en la industria electrónica o para aleaciones dentales o cubiertas de platino para convertidores catalíticos.

En el siguiente cuadro se indican para varios metales puros, (a) los coeficientes de dilatación lineal (α · 10-6), (b) la conductividad calórica (cal/cm·seg·°C), (c) la conductividad eléctrica (ohm·m·mm2), (d) la resistencia a tracción (Kg/mm2), (e) punto de fusión (°C), (f) peso específico (gr/cm3), (g) módulo de elasticidad E (104 Kg/cm2):

Metal (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g)

Aluminio 23,6 0,53 34,6 10 660 2,7 70

Antimonio 11 0,40 5,0 --- 630 6,62 ---

Cinc 39,0 0,27 16,5 3 419 7,1 ---

Cobre 16,5 0,94 59,0 17 1083 8,96 105

Hierro 11 0,18 10,0 30 1536 7,86 210

Magnesio 27,1 0,37 22,4 25 650 1,74 45

Níquel 13,3 0,17 14,7 49 1453 8,9 209

Plata --- 1,00 61,6 --- 960 10,5 72

Plomo 29,3 0,08 4,8 1,5 330 11,5 14

Titanio --- 6,60 2,4 --- 1668 4,51 110

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Efectos térmicos

Cuando la temperatura se eleva 1°C, un cuerpo experimenta un alargamiento ∆l que vale:

∆l = l0 · α · ∆Tsiendo:l0 = longitud inicial α = coeficiente de dilatación lineal

Esa variación ∆l se produce si uno de los extremos está libre, pero si el cuerpo está sujeto no puede dilatarse y se desarrollan tensiones σ = E · α · ∆T

Por ejemplo, un acero (α = 0,000012 1/°C) que experimente un aumento de 30°C de temperatura, estará sometido a una tensión σ que vale:σ = 0,000012 1/°C · 30°C · 2.100.000 Kg/cm2 = 750 Kg/cm2

si la barra de acero sujeta en sus extremos tiene un diámetro d=20mm, la tensión que soporta es semejante a la que provocaría una carga de: P = σ · s, o sea:P = 750 Kg/cm2 · 3,14 mm2 = 2.370 KgEsto indica la necesidad de estudiar en las estructuras, dispositivos que permitan la libra dilatación del material.

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EnsAyos

Los ensayos que se realizan sobre los metales tienden a comprobar las características y propiedades de esos materiales, como así descubrir defectos en las piezas fabricadas. El cuadro de la página siguiente permite ubicar por grupos, los diversos ensayos que se pueden realizar sobre los metales.

1) Características

El conocimiento de las características metalográficas permite preveer el comportamiento de los metales y aleaciones en su utilización industrial.

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Composición:

El procedimiento más exacto para determinar la composición de cualquier sustancia es el análisis químico cualitativo y cuantitativo. Estos ensayos son lentos y costosos, requiriendo personal especializado, razones por las cuales han surgido otros métodos, aunque no tan precisos pero lo suficientemente aptos como para conocer la composición de un material metálico.

El método fotocolorimétrico consiste en la valoración de soluciones de los metales en reactivos especiales y el espectográfico que opera por incandescencia del material a ensayar frente a una potente fuente de calor; la luz emitida por el cuerpo se descompone y el espectro obtenido se compara con espectrogramas patrones, que corresponden a los diversos elementos químicos.

En el caso de aceros y para una determinación práctica y rápida, la observación de las chispas desprendidas al someter a roce un trozo de acero contra una piedra esmeril, permite determinar el contenido aproximado de C y para personal adiestrado, otros componentes del acero. A medida que las chispas resultan más brillantes y ramificadas, el contenido de C es mayor.

Estructura:

Un conocimiento más completo de los metales y aleaciones incluye la determinación de las estructuras cristalinas, formada por los granos y macrográficas, formada por las fibras.

Para estos ensayos se emplea la difracción de los rayos X sobre la superficie de las muestras, con lo que se determinan espectrogramas fotográficos que se comparan con diagramas patrones, pudiendo quedar también establecidos los constituyentes de los materiales metálicos mediante los microscopios electrónicos, así como las dimensiones de los granos, la textura de laminación y la posibilidad de tensiones internas de solidificación.

El estudio de la estructura micrográfica tiene aplicación para el conocimiento del tamaño de los granos que componen un metal; esto tiene gran importancia, pues las propiedades mecánicas dependen principalmente de este factor; a menor tamaño de grano, mejores características mecánicas del material.

En cuanto a la estructura macrográfica, ésta se realiza a simple vista, con la ayuda de una lupa, para observar la disposición de las fibras, luego de un desbastado y pulido de la superficie a analizar y posterior ataque de la misma con un reactivo adecuado.

Analisis térmico:

El análisis térmico tiene por finalidad determinar con toda precisión las temperaturas de principio y fin de solidificación, como así las que dan lugar a cambios alotrópicos o de estructura, de metales y aleaciones durante su enfriamiento o si se encuentran en estado sólido, a medida que aumenta la temperatura.

Para estos registros se utilizan termómetros a mercurio hasta 300°C, y para temperaturas mayores, pirómetros de pares termo-eléctricos (o bimetálicos), ópticos o de resistencia eléctrica.

Se ha visto oportunamente, la importancia que tiene el estudio de los diagramas de equilibrio de los metales, en los que se reflejan los procesos de solidificación y transformación de sus componentes.

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Constitución:

Las operaciones más adecuadas para conocer la constitución de los materiales metálicos, son los ensayos metalográficos. La identificación de los constituyentes se realiza en estos ensayos, observando la superficie de una probeta debidamente preparada para este objeto, con ayuda de un microscopio.

Los ensayos metalográficos comprenden, luego de la toma de muestras, el desbaste y pulido superficiales, el ataque con reactivos especiales y la observación micrográfica de la probeta con aparatos adecuados.

La toma de muestras importa según el fin perseguido: si se trata de un material laminado, corresponderá preparar una probeta con una superficie de observación en la dirección del laminado y otra transversal o normal al mismo. Puede interesar también observar posibles defectos que se sospechen en una determinada zona de una pieza o simplemente para estudiar las causas de la rotura de un elemento, en cuyo caso deberá prepararse la muestra en la zona afectada por la rotura, la que se comparará con otras partes del resto del material.

El desbaste y pulido deberá ejecutarse con personal adiestrado, en forma lenta, que no se produzca un calentamiento excesivo de la probeta que modifique la constitución original del metal, ni que la superficie quede rayada, empleando para ello polvos abrasivos cada vez más finos. Puede también prepararse con la probeta desbastada, un pulido electrolítico, utilizando la muestra como ánodo en una electrólisis en que el cátodo sea un metal adecuado.

Pulida la superficie de la muestra, es atacada con reactivos apropiados que permiten poner en evidencia los distintos metales y aún dentro de uno mismo, los distintos constituyentes. La observación de las probetas metalográficas se realiza con microscopios ópticos o electrónicos con aumentos comunes de 500 a 1500 veces.

2) Ensayos mecánicosLas propiedades mecánicas de los metales se determinan por ensayos estáticos y dinámicos.

Ensayos estáticos:Entre ellos figuran los de dureza, o sea la resistencia del material a ser rayado o penetrado por

otro más duro (ver guía de trabajos prácticos Nº 4).Tracción:

El ensayo de tracción sobre metales es uno de los más empleados (ver guía de trabajos prácticos Nº 2).

El ensayo de tracción puede realizarse también a distintas temperaturas, pues se sabe que las propiedades de los metales se modifican por lo común al elevarse la temperatura.

En el acero, hasta 250°C la resistencia a tracción y la fluencia se mantienen constantes y pasando esa temperatura disminuyen en forma pronunciada. A 600°C la resistencia es del 20% de su valor a temperatura ambiente. Un acero dúctil AL-22 (σmax = 37 Kg/mm2) a 800°C tiene σ = 2Kg/mm2. En cuanto a la ductilidad aumenta con la temperatura: un acero dúctil AL-22 (σ = 30%) a 400°C tiene σ = 75%.

Otra zona crítica es la de 500-600°C, en la que el acero se pone rojo oscuro y los que contienen azufre se vuelven frágiles.

Por debajo de 0°C los aceros también pasan a comportarse como frágiles, una vez que sobrepasan la temperatura de transición (de dúctil a frágil) que se mide con la energía final obtenida del ensayo de choque.

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Compresión:El ensayo de compresión sobre metales raramente se realiza, pues si bien la resistencia es

similar al de tracción, los diagramas obtenidos suministran menor información. Influye mucho la forma de la probeta que debe estar perfectamente maquinada.Si las superficies no son suficiente lisas, en los puntos de contacto habrá concentración de

tensiones y la rotura no será real.Otro problema surge con la esbeltez (relación entre la altura h y el diámetro d) que si es alta (>

3) puede producirse flexión lateral o pandeo y arrojará valores menores que el real. Si hacemos muy pequeña la probeta, la fuerza de roce contra el plato de la máquina evita la deformación lateral produciendose un efecto de zunchado, dando resultados mayores que el real.

Por el efecto de zunchado, para medir las deformaciones, se deberán colocar los extensómetros en la zona donde la deformación lateral (hinchamiento) sea libre, para que el ε sea real.

El comportamiento a compresión de los metales es distinto según el material sea dúctil o frágil. En los dúctiles a medida que se comprime se aplastan aumentando su sección, no llegando a un punto definido de rotura, mientras que en uno frágil la rotura se produce en forma clásica.

El diagrama a compresión de un material dúctil coincide con el de tracción hasta el límite de fluencia (el ε no varía) con igual límite de proporcionalidad y elasticidad. Luego de la fluencia se produce un aumento grande de carga con menor deformación que a tracción, presentando un diagrama más convencional todavía que el de tracción, ya que la sección aumenta, pero se sigue dividiendo por la sección inicial S0.

En el gráfico vemos varios metales sometidos a compresión sobre probetas cilíndricas de altura doble con respecto al diámetro.

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En la figura se pueden ver la forma de las probetas luego del ensayo donde los materiales frágiles (fundición) rompen sin grandes deformaciones, y en cambio los dúctiles (aceros dulces) sufren grandes acortamientos sin llegar a la rotura propiamente dicha, debiendo suspenderse la aplicación de carga por aplastamiento del material.

En materiales como el cobre, aluminio y similares, en donde el período elástico casi no existe, y prácticamente tienen deformaciones plásticas desde el comienzo de aplicación de la carga, tendrá un diagrama como se ve en el gráfico.

En cambio la fundición gris con C = 3,5% que carece de período elástico, suele tener a tracción una resistencia σ = 20 Kg/mm2 y una ductilidad ρ = 0,05% y rompe según un plano normal al eje de la probeta sin nada de estricción. En cambio la resistencia a compresión σ = 60 Kg/mm2 cambia notablemente con respecto a la tracción.

Como conclusión, el ensayo de compresión de metales dúctiles no tiene mucha importancia y en general no se realiza. El ensayo de compresión se realiza únicamente para metales frágiles y dentro de ellos, a aquellos que arrojan distintos valores a la tracción que a la compresión. En general es para la fundición que trabaja casi siempre a compresión.

También pueden efectuarse ensayos de pandeo, sobre piezas delgadas sometidas a cargas

verticales, con extremos empotrados, articulados o libres y sus combinaciones.El ensayo de torsión se realiza para probar resistencias de ejes u otras piezas que trabajan a

ese esfuerzo. La resistencia es por lo común de 0,6 a 0,8 de la resistencia a tracción (ver guía de trabajos prácticos Nº 3).

El ensayo de flexión mide la deformación del eje de una pieza apoyada libremente en sus extremos y sometida a una carga en el centro. La flecha medida con un flexímetro proporciona para cada carga, diagramas similares a los de tracción con períodos elástico y plástico.

Es un ensayo con algunos problemas y pocas conclusiones. No es posible hacerlo en metales dúctiles porque no obtenemos rotura del material, pues se transforma en un ensayo de plegado. Si trabajamos con metales frágiles la formula de Navier (σ = Mf/W) se cumple solo en el período elástico donde la distribución de tensiones es lineal, no así en el período plástico donde la distribución no es lineal.

Creep:Se denomina al proceso de deformación lenta en el tiempo (fluencia lenta o escurrimiento)

producida como consecuencia de la acción de cargas de servicio, ya sea actuando en largos períodos de tiempo o por aumento de la temperatura.

La temperatura afecta la movilidad de los átomos, ya que se activan los procesos controlados por la difusión y así los desplazamientos de las dislocaciones se ven favorecidos. Con ello se producen deformaciones en los límites de grano a altas temperaturas.

En un ensayo de tracción común los resultados son prácticamente los mismos cuando la carga se aplica en 2 minutos como en 2 horas. Un metal sujeto a tracción en forma constante fluye lentamente (creep) y sufre un aumento de longitud que es función del tiempo.

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En cambio cuando la temperatura es elevada la resistencia mecánica depende en gran parte de la velocidad de carga y del tiempo de duración del ensayo. Al aumentar la temperatura se reduce el alargamiento en el límite de fluencia, hasta desaparecer totalmente a los 400°C. A su vez el límite de proporcionalidad disminuye al aumentar la temperatura.

Si a un material se le aplica a temperatura ambiente una tensión de tracción inferior a su límite de proporcionalidad, se producirá en el mismo una deformación específica ε elástico inmediatamente después de aplicada la carga, (ε1 en el diagrama deformación-tiempo del gráfico).

Si la carga permanece constante, la deformación se mantendrá en el tiempo (curva 1). El plomo en cañerías a temperatura ambiente se deforma con pequeñas cargas.Ahora, si bajo la misma tensión se eleva la temperatura, por ejemplo a 300°C, se produce una

deformación específica ε2, mayor que el anterior, debido a que el módulo de elasticidad de los metales (E) disminuye al aumentar la temperatura. A partir de C se produce un aumento de la deformación hasta un cierto tiempo t1 y a partir de allí el alargamiento se mantiene constante (curva 2).

Si la temperatura se aumenta a 500°C tendremos la curva 3, donde se admiten tres etapas, una primera etapa desde el punto D hasta E en un tiempo t1 donde la velociad de creep disminuye.

La segunda etapa es la variación lineal EF, donde los alargamientos se producen a velocidad constante. En esta etapa la sección transversal de la probeta se mantiene.

La tercera etapa se caracteriza por un rápido aumento de la velocidad de deformación

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donde se profuce una disminuación de sección en la probeta (estricción) hasta la rotura (punto G).

De lo expuesto se deduce que para cada material y cada carga existe una temperatura límite hasta la cual las deformaciones que se producen no provocan la rotura después de un tiempo determinado. Pasada esta temperatura la velocidad de deformación aumenta hasta la rotura del material, aún sin aumento de carga. En los metales esa temperatura se produce pasando los 450ºC.

Si las tensiones son suficientemente bajas el efecto creep no se produce, aún a altas temperaturas. Tampoco sufren creep los materiales que tienen alto punto de fusión si se mantienen dentro del límite elástico.

Para evaluar la capacidad de un material a creep se realizan ensayos que superen las 1.000 horas (42 días) para temperaturas mayores de 500ºC. Estos ensayos consisten en someter probetas a cargas fijas de tracción mediante sistemas de palancas y pesas y a diferentes temperaturas en hornos eléctricos, y observar en forma periódica el alargamiento que se produce (desde 1.000 a 10.000 horas). Con los valores de los ensayos se construyen gráficos que permiten hallar la tensión admisible.

Para verificar el modulo de elasticidad se recurre a ensayos de termofluencia o termotracción, obteniendose a distintas temperaturas:

T = 20ºC E = 2.100.000 Kg/cm2

T = 300ºC E = 1.400.000 Kg/cm2

T = 500ºC E = 500.000 Kg/cm2

Ensayos dinámicos:

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Consisten en ensayos donde las cargas se aplican en tiempos muy cortos, como es el ensayo de choque, donde las cargas se aplican de un golpe, para romper probetas prismáticas de sección cuadrada y con entalladuras normalizadas, tipo Charpy o Izod, (ver guía de trabajos prácticos Nº 4).

Fatiga:Las estructuras que están sometidas a cambios de tensiones que se repiten sistemáticamente,

como en el caso de los puentes ante cada paso de un tren, puede llegar a la rotura del material para valores considerablemente menores que los determinados en los ensayos estáticos de tracción.

Este tipo de rotura se denomina fatiga, o rotura por tensiones repetidas, durante un período mas o menos largo de servicio. Son esfuerzos dinámicos que varían de un valor superior a uno inferior.

La siguiente figura muestra los distintos casos de variación de tensiones y donde se considera positivo la tensión de tracción y negativo la de comprensión.

a) Fluctuantes: cuando la tensión varía de un máximo a un mínimo dentro del mismo signo.b) Alternadas: cuando las tensiones positivas son mayores que las negativas.c) Reversibles: cuando las tensiones toman valores iguales pero de signo contrario.d) Repetidas: cuando las tensiones van de un máximo a cero.

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Se comprobó así que al aplicar una carga que origina una tensión inferior a la de rotura por tracción, ésta acontece en pocos giros o ciclos. Se repiten los ensayos con distintas tensiones

decrecientes y se anota el número de ciclos donde se produce la rotura de la pieza, hasta llegar a un límite donde la probeta no rompe, aunque se repitan en forma infinita los ensayos.

Así se trazan en un gráfico la tensión de rotura de la probeta que será la amplitud (σa) y elnúmero de ciclos (N) que se registra en el cuenta vueltas para distintas tensiones, se obtiene

de este modo el llamado diagrama de Wohler, que permite determinar el límite de fatiga, donde por debajo del mismo no se produce la rotura del material.

La fatiga es característica de las aleaciones ferrosas (aceros y fundiciones) donde el límite de fatiga se obtiene para un N de un millón de ciclos. En cambio en las aleaciones no ferrosas no muestran ese límite distintivo, por lo que en forma práctica se toma un gran número de ciclos (N=108 ).

En un acero dúctil laminado en caliente (σ a tracción = 44 Kg/mm2) la resistencia a la fatiga es de 22 Kg/mm2 (50 % de reducción), mientras que en los no ferrosos puede estar entre 25% de reducción para el cobre ( 23 Kg/mm2 resistencia a tracción y 7 Kg/mm2 a fatiga) hasta un 50% en los bronces.

La rotura por fatiga depende de la amplitud de las tensiones por lo que para un estudio completo es necesario determinar el campo de tensiones superios e inferios en el cual no se produce la rotura.

Ello fue simplificado por un gráfico obtenido por Smith-Goodman, con un diagrama llevando en ordenadas la tensión σ y en abscisas la tensión media σm y se traza una línea a 45º. La recta queda determinada por el punto A, tensión de rotura estática o σmáx que se obtiene de un ensayo de tracción. Del punto A se trazan sendas rectas hasta el eje vertical (σm=0) hasta los puntos B y C. La distancia entre los puntos B y C corresponde al valor del límite de fatiga σl

. Así para una tensión media distinta de cero (Ejemplo punto E) se obtienen los valores límites de la tensión superior

e inferior con los que se pueden tomar para el cálculo cuando hay fatiga. La zona rayada indica la amplitud que puede tomarse entre tensiones superior e inferior, donde el material puede

soportar sin peligro de rotura por repetición de solicitaciones. Esa zona demarcada por ambas curvas límites corresponden a ensayos de fatiga en que las probetas no rompen;

todos aquellos puntos ubicados fuera de esos límites representan probetas que pueden romper por fatiga.

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La fatiga es característica de las aleaciones ferrosas (aceros y fundiciones) donde el límite de fatiga se obtiene para un N de un millón de ciclos . E n cambio en las aleaciones no ferrosas no muestran ese limite distintivo, por lo que en forma práctica se toma un gran número de ciclos (N=10 8).

En un acero dúctil laminado en caliente ( σ a tracción= 44 Kg/mm2) la resistencia a la fatiga es de 22 Kg/ mm2 (50 % de reducción), mientras que en los no ferrosos puede estar entre 25 % de reducción para el cobre (23 Kg/mm2 resistencia a tracción y 7 Kg/mm2 a fatiga) hasta un 50% en los bronces.

La rotura por fatiga depende de la amplitud de las tensiones, por lo que para un estudio completo es necesario determinar el campo de tensiones superior e inferior en el cual no se produce la rotura.

Ello fue simplificado por un gráfico obtenido por Smith- Goodman, con un diagrama llevado en ordenadas la tensión σ y en abscisas la tensión media σm y se traza una línea a 45º. La recta queda determinada por el punto A, tensión de rotura estática ó σmáx que se obtiene de un ensayo de tracción. Del punto A se trazan sendas rectas hasta el eje vertical (σm =0) hasta los puntos B y C. La distancia entre los puntos B y C corresponde al valor del límite de fatiga σl que se obtiene del diagrama de Wholer.

Así para una tensión media distinta de cero (ejemplo punto E) se obtienen los valores límites de la tensión superior e inferior con los que se pueden tomar para el cálculo cuando hay fatiga.

La zona rayada indica la amplitud quew puede tomarse entre tensiones superior e inferior, donde el material puede soportar sin peligro de rotura por repetición de solicitaciones.

Esa zona demarcada por ambas curvas límites corresponden a ensayos de fatiga en que las probetas no rompen; todos aquellos puntos ubicados fuera de esos límites representan probetas que pueden romper por fatiga.

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y se define amplitud (σa) a la diferencia entre los valores límites:

Para cada metal sometido a esfuerzo variable, se admite un límite de resistencia a la fatiga, que corresponde a la máxima amplitud que puede aplicarse indefinidamente sin provocar la rotura. Para el acero se considera en un millón de repeticiones.

Las roturas por fatiga se producen en forma repentina y sin deformación apreciable cuando se sobrepasa el límite mencionado, presentando el material una superficie de fractura de grano grueso similar a la de la fundición sometida a tracción estática.

En general el comienzo de la rotura tiene lugar sobre la superficie del material o bien en lugares debilitados por defectos en la estructura cristalina, o por debilidades por cambios de sección, agujeros, etc.

Las primeras experiencias sobre fatiga fueron de Wohler en 1871 sometiendo a probetas de aceros a tensiones dinámicas por repetición entre dos límites hasta llegar a la rotura, cambiando los valores de carga.

La probeta de sección circular es tomada entre las mordazas de una máquina de ensayo donde en uno de los extremos se aplica un movimiento de rotación, mientras que en los tercios se aplica un esfuerzo de flexión, que con cada media vuelta de la barra invierte la tensión, produciéndose

Diagrama de Smith-Goodman

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tracción y compresión en forma alternada en las fibras superior e inferior del material. La tensión media corresponde a 0.

La rotura por fatiga depende de la amplitud de las tensiones, por lo que para un estudio completo es necesario determinar el campo de tensiones superior e inferior en el cual no se produce la rotura.

Ello fué simplificado por un gráfico obtenido por Goodman-Smith, con un diagrama llevando en ordenadas la tensión σ y en abscisas la tensión media σm y se traza una línea a 45º. La recta queda determinada por el punto A, tensión de rotura estática ó σmax que se obtiene de un ensayo de tracción. Del punto A se trazan sendas rectas hasta el eje vertical (σm=0) hasta los puntos B y C. La distancia entre los puntos B y C corresponde al valor del límite de fatiga σ l que se obtiene del diagrama de Wholer.

Así para una tensión media distinta de cero (ejemplo punto E) se obtienen los valores límites de la tensión superior e inferior con los que se pueden tomar para el cálculo cuando hay fatiga.

Esa zona demarcada por ambas curvas límites corresponden a ensayos de fatiga en que las probetas no rompen; todos aquellos puntos ubicados fuera de esos límites representan probetas que pueden romper por fatiga.

Así para una tensión media (punto E), la distancia CE será la tensión máxima, la distancia DE será la tensión mínima y la distancia CD será la amplitud. Como se ve la amplitud disminuye al aumentar la tensión mínima.

La zona rayada indica la amplitud máxima que el material puede soportar, sin peligro de

rotura por repetición de esfuerzos. El diagrama se limita para la tensión de fluencia.

3) ConformadoEl objeto de los ensayos tecnológicos sobre materiales metálicos es conocer el comportamiento

cuando se someten a trabajos de conformado, como los empleados en los procesos de conformado: plegado, embutición, punzonado, soldadura, etc.

Uno de los ensayos más comunes es el de plegado, (ver guía de trabajos prácticos Nº 4) que es uno de los ensayos que se debe cumplir de acuerdo a las normas IRAM y CIRSOC para aceptar o rechazar barras de acero.

También se realiza el ensayo de doblado alternativo o desdoblado, en barras o alambres; el de aplastamiento en caños; el de embutición en chapas, y el de punzonado,en todos el resultado es visual, observar si aparecen o no grietas o fallas a simple vista. El ensayo de corte en cambio mide la resistencia a ese esfuerzo, principalmente importante en remaches.

Otra aptitud tecnológica que interesa conocer sobre los metales es la soldabilidad, que se realiza por soldadura autógena o eléctrica, siendo los ensayos para medir esa propiedad los de tracción, plegado y resiliencia.

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Soldaduras:Para producir una unión con enlace metálico entre dos componentes, es necesario aproximar

los átomos de las dos superficies lo suficientemente cerca para que actúen las fuerzas atractivas, y el aporte de energía para lograr la unión. El proceso más efectivo es la soldadura por fusión y solidificación, seguido de un ciclo térmico de enfriamiento.

La velocidad de enfriamiento luego de la solidificación es función del acero a soldar. En aceros dúctiles de bajo carbono, la velocidad de enfriamiento no tiene influencia relevante, y el acero continúa siendo dúctil aún en la zona afectada por el calor (ZAC) que se calienta hasta temperaturas de 800-900°C

En aceros de medio y alto carbono, si el enfriamiento es brusco, se generan estructuras frágiles del tipo de la martensita en la zona afectada por el calor, donde se genera un campo de tensiones y puede presentar microfisuras que se propagan hasta producir la falla del componente soldado.

La propiedad más importante en la soldabilidad es la ductilidad, dado que los metales a soldar deben tener la capacidad de adaptarse por deformación plástica al campo de tensiones de origen térmico generado durante el proceso de soldadura.

El parámetro más utilizado para medir la soldabilidad es el “carbono equivalente”, que proporciona una medición indirecta de la ductilidad. Se define carbono equivalente en el caso de aceros al carbono a: Ceq(%) = %C + %Mn/6

Si el Ceq es inferior a 0,56% el acero tiene una microestructura dúctil y es soldable sin tomar precauciones especiales.

Si el Ceq es superior a 0,56% el acero tiene una microestructura de ductilidad baja, son aceros templables. Si el enfriamiento es rápido, pueden aparecer microestructuras duras y frágiles no deseables (martensita).

La velocidad de enfriamiento es función del proceso de soldadura, del espesor de la pieza a soldar y de la temperatura inicial del metal base. Para lograr un enfriamiento lento se recurre al precalentamiento de la pieza, entre 150 y 300°C para la soldadura de aceros de media aleación con espesores hasta 25 mm.Soldadura eléctrica:

La fuente de energía más utilizada es el arco eléctrico, por diferencia de potencial entre el electrodo conectado a uno de los polos de la máquina y la pieza a soldar conectada al otro polo. El calor generado por la soldadura por arco produce la fusión.

Dentro de la soldadura por arco eléctrico hay distintos procesos:a) Manual por electrodo revestido: el soldador guía manualmente el electrodo, que consiste en una varilla de alambre, en general de acero de bajo carbono, con un revestimiento para evitar la oxidación, reducir la contaminación y estabilizar el acero.De acuerdo al tipo de revestimiento los electrodos se clasifican en rutilicos, celulósicos y básicos de bajo hidrógeno, siendo éstos los más utilizados. Las fuentes más utilizadas son generadores de corriente continua o transformadores de corriente continua o alterna.b) Arco sumergido: es un proceso automatizado que consiste en un devanador de alambre motorizado. El arco se establece entre el extremo de dicho alambre sin revestimiento y la pieza, que se cubre por un polvo provisto por una tolva en el cabezal del equipo. El polvo otorga protección para obtener una soldadura de alta calidad, siendo este proceso de alta eficiencia. No se requiere de soldador, basta un

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operador que controle.c) Arco protegido por gas: este proceso también es automático. La protección del arco la proporciona un gas que fluye a través de una boquilla ubicada a la salida del devanador. Puede ser un gas inerte o un gas activo. d) Arco protegido por gas inerte y electrodo de tungsteno: se utiliza el tungsteno por su alto punto de fusión y ser fuerte emisor de electrones. En los procesos anteriores el electrodo (varilla o alambre) era consumible, establecía el arco y aportaba material. El electrodo de tungsteno no es consumible, su única función es establecer el arco. El metal de aporte se adiciona aparte (manualmente con una varilla o devanador de alambre). La protección del arco la proporciona el gas inerte (argón) que se provee por una boquilla.

Soldadura oxiacetilénica:La fuente del calor es la llama obtenida en un soplete por la combustión de oxígeno y acetileno,

y el metal de aporte se adiciona manualmente por varillas.Las propiedades mecánicas de este proceso son malas, por lo que no se utilizan en soldaduras

de responsabilidad.

Soldadura por resistencia:El calor es obtenido por efecto Joule al circular corriente por la propia pieza para fundir los

bornes a soldar. Se utilizan electrodos de cobre-berilio, que transmiten la corrriente eléctica entre la fuente y la pieza. No hay aporte de material, usando los bordes de las chapas a unir.

Esta soldadura es muy utilizada para espesores finos (hasta 4 mm) o en procesos continuos (unión de chapas de acero en la laminación en frío)

Soldadura laser:La energía necesaria para la fusión de los bordes a unir proviene de un laser. Se usa para

espesores finos y procesos continuos. La zona afectada por el calor es muy pequeña.Defectos:

Los defectos más habituales en soldaduras son fisuras, porosidad, socavación, falta de penetración y falta de fusión. El más importante es la presencia de fisuras.

a) Fisuración en caliente: se produce por encima de los 400ºC durante el enfriamiento de la soldadura. Aparecen en el centro del cordón del metal de aporte y su origen se atribuye a la presencia de impurezas (azufre). Las mismas son detectables, a simple vista o con ayuda de un ensayo con líquidos penetrantes. Son reparables antes que la pieza entre en servicio,b) Fisuración en frío: se produce a temperatura ambiente, producida por hidrógeno. Para reducir el riesgo de esta presencia se debe precalentar la zona a soldar, eliminar cualquier factor generador de hidrógeno en la zona a soldar, utilizar electrodos básicos de bajo hidrógeno y efectuar de ser posible, un tratamiento térmico para reducir las tensiones residuales.

Soldadura de aceros inoxidables:Cuando se vió aceros inoxidables según la adición de cromo se obtenían estructura austenítica,

ferrítica y martensítica.a) los aceros austenísticos poseen una excelente soldabilidad por su alta ductilidad a temperatura ambiente. Solo se deben tomar precauciones para no generar corrosión,

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que se puede generar por combinación de carbono y cromo, por lo que se recurre a aceros de extra bajo carbono o aceros aleados de Niobio o Titanio, que son ávidos formadores de carburos, con lo cual el cromo permanece sin combinación con el carbono.b) los aceros ferríticos poseen buena soldabilidad. Pero hay que tener en cuenta que tienen una temperatura de transición de dúctil a frágil muy cercana a la del ambiente, por lo que se debe precalentar.c) los aceros martensíticos por su estructura frágil, son susceptibles a la fisuración por hidrógeno y su soldabilidad es baja, debiendo tomarse las mismas precauciones indicadas para la fisuración en frío.

Soldadura de fundiciones:Cuando se vió fundiciones se dijo que podían ser blanca o gris.

a) La fundición blanca tiene muy baja ductilidad y son insoldables.b) La fundición gris puede ser soldada con precauciones tales como precalentamiento a 600°C (para evitar el temple y no llegar a fundición blanca) y utilizar electrodos de níquel (máxima ductilidad del metal de aporte para compensar la fragilidad de la fundición).

4) DefectosLos ensayos para descubrir y localizar defectos de piezas metálicas terminadas tienen la ventaja

con respecto a todos los vistos anteriormente, de no destruir o dañar al elemento ensayado, por ello se denominan ensayos no destructivos.Macroscópicos:

Es un examen visual que nunca debe omitirse para localizar defectos como ser grietas, fisuras, poros, segregaciones, rechupes, manchas de óxido, etc.

La comprobación de las dimensiones por medio de escalas, cintas métricas o calibres, también puede considerarse como un tipo de inspección visual. Así también se pueden considerar a los ensayos de dureza y de aspereza superficial.

Tintas penetrantes:Estas determinaciones se realizan con un previo tratamiento especial en la superficie de las

piezas, para detectar las discontinuidades abiertas en la superficie.Existen muchos procedimientos para hacer resaltar las fallas y consisten en recubrir las piezas

con líquidos (aceites, colorantes o fluorescentes) que penetran por las fisuras por acción capilar. Para que el líquido penetre debe limpiarse perfectamente la superficie, y luego el líquido penetrante se aplica uniformemente y se lo deja un tiempo suficiente.

Luego el líquido se remueve completamente de la superficie y se aplica un revelador húmedo o seco. El líquido que haya penetrado regresa a la superficie y el revelador indicará su presencia ubicando la naturaleza y magnitud de la discontinuidad. Para apresurar el trabajo puede golpearse, para por vibración forzar la salida del líquido fuera del defecto.

Análisis magnético:

Los ensayos magnéticos se realizan sobre metales ferrosos; no sirven para ensayar piezas de metales no ferrosos, como bronce, latón u otras aleaciones.

Se somete una pieza, previamente recubierta de un polvo de óxido de hierro, a la acción de un campo magnético y se podrán observar sobre la superficie una alteración de las líneas de fuerza en las inmediaciones de las fallas que tenga el metal, aún si los defectos estén en el interior de

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las piezas.Ello se debe a que las grietas que forman un cierto ángulo con las líneas de fuerza magnética,

causan un cambio abrupto en la trayectoria del flujo magnético que corre por la pieza, resultando una dispersión local del flujo.

Otro procedimiento más sensible es el magneto-acústico, donde la pieza a ensayar se coloca en un campo magnético que induce una bobina conectada a un auricular telefónico. Recorriendo con el aparato la pieza, si existiera alguna falla, habrá una variación en el flujo magnético, que se acusará como un distinto tono del zumbido en el auricular.

Ensayos sónicos:Se basan en que los materiales al ser golpeados, si la pieza se encuentra sana, el sonido es claro

y si existiera algún defecto o fisura, el sonido resulta opaco. Se necesita práctica, aunque no se logra ubicar el defecto.

El ensayo de ultrasonido emplea vibraciones en una frecuencia superior a los 20.000 ciclos por segundo, que es la máxima audible por el oído humano. El ultrasonido se propaga en línea recta, pudiendo atravesar espesores considerables.

Los aparatos para este ensayo consisten en una unidad emisora del ultrasonido que transmite ondas en una cara, y en una unidad receptora, que se aplica bien en la cara opuesta o en la misma cara recibiendo la onda por reflexión. En el receptor varía o disminuye la intensidad del ultrasonido al atravesar la onda alguna zona con defectos, pues el ultrasonido rodeará la grieta al no poder atravesarla, pues se trasmiten mucho más fácilmente por el material sólido que por el aire.

Las ondas ultrasónicas son producidas por efecto piezoeléctrico produciendo una deformación mecánica en cristales como el cuarzo, al ser colocados en campos eléctricos. En el osciloscopio se observan picos que muestras los defectos localizándolos.

Examenes radiográficos:El examen por rayos X se basa en el poder penetrador de dichos rayos, que atraviesan fácilmente

espesores considerables en todos los materiales, y permiten tomar impresiones en películas fotográficas.

Los rayos X son tipos de ondas electromagnéticas que penetran los materiales opacos y permiten inspeccionar el interior de los metales. Cuando estos rayos atraviesan un material con cavidades, grietas, o zonas de densidad variable, son absorbidos en menor grado que los rayos que atraviesan zonas densas o sin defectos.

Al revelar la película fotosensible colocada en un extremo alejado del objeto expuesto a la radiación de onda corta, resulta una imagen de áreas claras y oscuras, representando las últimas aquellas partes que poseen una densidad inferior. La radiografía muestra el tamaño y la forma de cualquier defecto.

La penetración de los rayos X depende de la longitud de onda, siendo más penetrantes las de onda corta. La aplicación más común de esta radiografía es el examen de soldaduras y piezas fundidas.

Un proceso similar se efectúa con los rayos gamma, que emiten radiaciones electromagnéticas del mismo tipo que los rayos X, pero de una longitud de onda más corta. La principal fuente de rayos gamma la constituye la emisión de elementos radioactivos (radio, uranio y sus isótopos).

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07 Metales No Ferrosos TDM

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