CIENCIA DE MATERIALESEnsayo Compresión y Chispa

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1) Ensayo Compresión

Para esta sexta práctica “Ensayo de compresión y chispa “realizaremos en primer lugar el ensayo de comprensión, un ensayo técnico, dónde aplicaremos un esfuerzo de compresión, la resistencia de un material y su deformación.

Usaremos dos probetas diferentes, una de aluminio y otra de bronce fijándonos en h0 y en d0.

Según el tipo de probeta utilizada el resultado será distinto en función del material de dicha probeta. Las metálicas deberán ser cilíndricas, mientras que las de cerámica y madera serán cúbicas.

Como ya hemos apuntado antes, según el material de la probeta el resultado variará por ejemplo:

- Con Materiales frágiles como el acero o el bronce, tenderán a romperse a 45º en forma de diábolo.

- Con materiales dúctiles es decir; que es capaz de cambiar y transformar su forma de presión: el aluminio, se aplasta.

- Con materiales fibrosos como la madera, si la carga es paralela a la dirección de las fibras se denomina rotura escalonada.

Para evitar la flexión o pandeo, la altura es la clave ya que, a más altura más deformación, nuestra altura debe de ser pequeña.

Usaremos para la realización la propia de un ensayo de compresión.

En primer lugar, ya con las probetas, las llevaremos a la máquina universal dónde colocaremos los platos donde colocaremos las probetas e iniciaremos el ensayo poniendo en marcha la máquina. La velocidad debe de ser la adecuada para que el ensayo salga correctamente y seguidamente esperaremos a que se produzca o bien la deformación o bien la rotura de dichas probetas.

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1.1) Como resultado para la probeta de bronce: Primeramente será calcular su longitud y su sección, usaremos un pie de rey.

L0=5,95mm.→L f=2,7mm.

∅ 0=5,99mm.→∅ f=8,2mm.

S0=π r02=π∗2,9952=28,18mm2→Sf=π rf

2=π∗4,12=52,81mm2

Una vez acabadas las mediciones, colocamos la probeta en la máquina universal de tracción-compresión y flexión estática.

Como hemos dicho anteriormente podría pasar que la probeta se rompiera por la compresión, en este momento procederemos a medir la carga a la que se sometiera la pieza y obtendremos que es 16600 kp. Otra cosa que podemos ver, es que la probeta se ha roto con un ángulo de 45º.

Para acabar, calcularemos la variación de L, S y la Rm:

∆ l=L0−Lf=5,95−2,7=3,25mm.

∆ S=S0−S f=52,81−28,18=24,63mm2.

Rm=−FS0

=−160052,81

=−30,29

1.2) Como resultado de la probeta de aluminio: lo primero sería calcular su longitud y seguidamente su sección, usando así un pie de rey, igual que hemos hecho en el proceso anterior con la probeta de bronce.

L0=6,3mm.→Lf=3mm.

∅ 0=6mm.→∅ f=9,35mm.

S0=π r02=π∗32=28,27mm2→S f=π rf

2=π∗4,6752=68,66mm2

Seguimos con el mismo proceso, colocando la probeta en la máquina universal de tracción-compresión y flexión estática.

Comprobaremos ahora si se ha producido o no rotura, podemos ver que solo se ha producido un aplastamiento. También podemos ver que la carga a la que se ha sometido la pieza es 2300Kp.

Acabaremos la práctica número seis con el cálculo de la variación de H y de S, además de la Rm:

∆ l=L0−Lf=6,3−3=3,3mm.

∆ S=S f−So=68,66−28,27=40,39mm2 .

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Rm=−FS0

=−230028,27

=−81,35

2) Procederemos ahora al “Ensayo de chispa” que será uno de los métodos más usados para identificar los metales ferrosos.

Para ello usaremos: una esmeriladora mecaniza de alta velocidad y una probeta a la que aplicaremos cierta presión a la muela de esmeril la cual emitirá ciertos destellos o estelas características del acero.

Según la cantidad de carbono que tiene la probeta se producirán explosiones, que según la chispa que saquen del color de las mismas y de la distancia a la que son lanzadas, podremos saber la cantidad de acero y carbono que contiene dicha probeta.

Si una probeta de acero se acerca a una muela de esmeril en movimiento, los granos de la muela arrancan pequeñas partículas de acero, calentándolas hasta la temperatura de fusión, en dónde se producirán varias explosiones, en las que se irá descomponiendo el carbono en combinación con el oxígeno del aire del medio ambiente, pero tenemos que saber si esto sucede con los materiales ferrosos exclusivamente.

En esta sexta práctica, utilizaremos dos probetas, las cuales son F521 Y F115, y no sabremos cual es cada una de ellas.

Buscaremos en el prontuario los aceros comerciales correspondientes a F521 Y F115 y los cuales son Heva FC y Heva TM respectivamente.

Finalmente ya tendremos localizados los aceros correspondientes, nos dirigiremos a la máquina de chispa, en la que compraremos las chispas de las nuestras comerciales con nuestras probetas no identificadas.

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Al realizar el ensayo, veremos cómo visualmente la chipa desprendida por una de las probetas es larga y brillante y la otra más corta por lo que deberemos compararlas con las muestras de los aceros obtendremos:

TM → Chispa larga. FC →Chispa corta.

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