LABORATORIOS DE ENSAYOS MECANICOS

http://www.ceif.unal.edu.co/lif/laboratorio-ensayosMecanicos.htm

http://www.cenim.csic.es/dep/ensayos.html

PRESENTACIÓN¡Bienvenido al Laboratorio de Ensayos Mecánicos del CENIM! Gracias por visitar este sitio web donde podrá encontrar información sobre las actividades de este laboratorio y ponerse en contacto con nosotros.

Uno de los pilares en los que se apoya la actividad investigadora del CENIM y, en general, la de gran parte del Área de Ciencias y Tecnología de Materiales, es la realización de ensayos para la caracterización mecánica de materiales. Estos ensayos son útiles, además, para la determinación de criterios de seguridad en elementos constructivos o piezas industriales, para el control de calidad en la fabricación o la recepción o para la determinación de fallos en piezas en servicio. Esta actividad se extiende, así, a las diferentes fases del ciclo de vida de un material desde que "se diseña" hasta que, por decirlo de alguna manera, "muere". En las máquinas de este Laboratorio se puede llevar a cabo una variada gama de ensayos mecánicos (tracción, compresión, flexión), ensayos a distintas temperaturas, etc.

Su objetivo es servir como herramienta para la investigación que se lleva a cabo al amparo de los diversos Proyectos y Contratos de Investigación en los que se requiere una caracterización mecánica de los materiales. Su estado operativo al día de hoy no permite que su utilización pueda considerarse como un “servicio” en el que los potenciales usuarios entregan sus muestras y el personal adscrito al Laboratorio realiza los ensayos bajo “pedido”. Por tanto, su filosofía de funcionamiento es la de estimular el uso directo de su equipamiento por parte de los usuarios, esencialmente del personal investigador en formación o de becarios que estén realizando su trabajo de doctorado al amparo de los Proyectos de Investigación. Estos tienen oportunidad de familiarizarse y aprender estas técnicas y de realizar sus ensayos en las condiciones que la investigación que realizan requiera.

Sin embargo, el personal adscrito siempre está disponible para dar asesoramiento y apoyo en la realización de los ensayos que los usuarios precisen. La actividad de esta infraestructura alcanza a:

Los Proyectos y Contratos de Investigación que se desarrollan en el CENIM. Institutos del CSIC. Organismos Públicos de Investigación (OPIS). Universidades. Convenios de colaboración y contratos con empresas e industrias que realicen o necesiten

estudios afines.

PERSONALResponsables científicos:D. Ricardo Fernández Serrano

Personal técnico:D. Jesús Chao HermidaDª Carmen Peña FernándezD. Jesús Reales QuintanaD. Rosario Parra García

EQUIPAMIENTO

- MÁQUINAS UNIVERSALES DE ENSAYO:

Servosis de 100 KN Máquina universal de ensayos SERVOSIS, S.A.

Electromecánica de doble husillo de bolas Precisión: clase 1ª según la Norma UNE-EN

ISO7500-1 Capacidad: F=100 KN Células de carga:

o MICROTEST, Mod. PBI-10 / 100 kNo INTERFACE. Mod. 1210 AP-5K/5000 Lb /10

kN INTERFACE, Mod. 1210 AP-5K/ 5000 lb-f Área de ensayo: Luz axial: L=1000 mm; Luz lateral:

a = 520 mm Intervalo de velocidades: 10-4 mm/s < V < 1,5

mm/s Recorrido útil de ensayo: 1000 mm

Modelo: ME 405/10Adquisición y control de datos por ordenador: programa PCD 1065-W de SERVOSIS, S.AAño: 1994, actualización software 2001Instron de 100 KNMáquina universal de ensayos INSTRON Limited

Electromecánica de husillo Precisión: clase 1ª, según Norma UNE-EN

ISO7500-1 Capacidad: F=100 KN Células de carga:

o INSTRON, Mod. 2518-100/100 kNo INSTRON, Mod. 2518-103/10 kN

Área de ensayo: Luz axial variable: Lmáx » 2000 mm. Luz lateral = 607 mm

Rango de velocidades de trabajo: 2,7 x 10-7mm/s < V < 5,8 mm/s

Recorrido máximo de ensayo: 100 mm (*)

Modelo: 1362Año: 1984 / automatización 2003 por SERVOSIS, S.A.Adquisición y control de datos por ordenador: programa PCD 2K de SERVOSIS, S.A, año 1994, actualización del software: 2001Instron de 50 KNMáquina universal de ensayos INSTRON Limited

Electromecánica de doble husillo Precisión: clase 1 según la Norma UNE-EN

ISO7500-1 Capacidad: F= 50 KN Células de carga INSTRON de:

o 0,02 kNo 0,5 kNo 5 kNo 50 kN

Área de ensayo: Luz axial: L= 965 mm, Luz lateral: a = 560 mm

Intervalo de velocidades: 2,7 x 10-4 mm/s <V< 9 mm/s (*)

Modelo: 1144Año: 1968 / Automatización 2009Adquisición y control de datos por ordenador: programa PCD 2K de SERVOSIS, S.A

(*) La velocidad máxima de ensayo de cada máquina está limitada por razones de seguridad del equipo y de la célula

ACCESORIOS Criostato:

Temperatura de -40 ºC a 150 ºC dependiendo del líquido refrigerante, para ensayos a baja temperatura. 

 Hornos:·Vertical elíptico de lámpara de cuarzo para Servosis 10 Tm hasta +1000 ºC  (Ver imagen)·Vertical elíptico de lámpara de cuarzo para Instron 10 Tm hasta +1000ºC·Vertical cerámico para Instron 10 Tm hasta +1100 ºC  (Ver imagen)·Vertical cerámico para Instron 5 Tm hasta +800 ºC·Tipo Cabinet o armario hasta +375 ºC (para cualquier máquina)  (Ver imagen)·Tipo Cabinet o armario hasta +500 ºC (para cualquier máquina)  (Ver imagen) 

 Extensómetros (intercambiables en ambas máquinas):·Cuatro axiales Instron de temperatura ambiente (Ver imagen)·Juego de extensómetros para la medida de contracción de Poisson a temperatura ambiente (Ver imagen): Axial Servosis L0 = 50 mm y lateral·Juego de extensómetros para la medida del parámetro R a temperatura ambiente: Axial Servosis L0 = 25 mm y lateral·Axial para ensayos Instron de temperatura hasta 500 ºC , L0 = 5 mm·Extensómetro de MTS para temperaturas de -100 ºC a 175 ºC (Ver imagen) (adecuado para el criostato, puede trabajar inmerso en ciertos fluídos) 

 Utillaje e instrumentación necesaria para la realización de ensayos normalizados y especiales (condiciones extremas de esfuerzo y temperatura) fabricados en aleaciones especiales.Entre estos se encuentran: mordazas, acoplamientos, adaptadores, portaprobetas, etc. Los útiles son intercambiables entre las distintas máquinas lo que permite una gran flexibilidad de operación.

TIPO DE CONTROL AUTOMÁTICOSe realiza a través del correspondiente software de control. Los datos se analizan mediante la conversión de los parámetros físicos de desplazamiento de travesaño o alargamiento (cuando se dispone de un extensómetro) y de carga en señales digitales para el análisis de datos mediante ordenador. El software de control de las máquinas ha sido desarrollado por SERVOSIS

TIPOS DE ENSAYOSEnsayos convencionales

Servosis de 100 KN Máquina universal de ensayos SERVOSIS, S.A.

Electromecánica de doble husillo de bolas Precisión: clase 1ª según la Norma UNE-EN

ISO7500-1 Capacidad: F=100 KN Células de carga:

o MICROTEST, Mod. PBI-10 / 100 kNo INTERFACE. Mod. 1210 AP-5K/5000 Lb /10

kN INTERFACE, Mod. 1210 AP-5K/ 5000 lb-f Área de ensayo: Luz axial: L=1000 mm; Luz lateral:

a = 520 mm Intervalo de velocidades: 10-4 mm/s < V < 1,5

mm/s Recorrido útil de ensayo: 1000 mm

Modelo: ME 405/10Adquisición y control de datos por ordenador: programa PCD 1065-W de SERVOSIS, S.AAño: 1994, actualización software 2001Instron de 100 KNMáquina universal de ensayos INSTRON Limited

Electromecánica de husillo Precisión: clase 1ª, según Norma UNE-EN

ISO7500-1 Capacidad: F=100 KN Células de carga:

o INSTRON, Mod. 2518-100/100 kNo INSTRON, Mod. 2518-103/10 kN

Área de ensayo: Luz axial variable: Lmáx » 2000 mm. Luz lateral = 607 mm

Rango de velocidades de trabajo: 2,7 x 10-7mm/s < V < 5,8 mm/s

Recorrido máximo de ensayo: 100 mm (*)

Modelo: 1362Año: 1984 / automatización 2003 por SERVOSIS, S.A.Adquisición y control de datos por ordenador: programa PCD 2K de SERVOSIS, S.A, año 1994, actualización del software: 2001Instron de 50 KNMáquina universal de ensayos INSTRON Limited

Electromecánica de doble husillo Precisión: clase 1 según la Norma UNE-EN

ISO7500-1 Capacidad: F= 50 KN Células de carga INSTRON de:

o 0,02 kNo 0,5 kNo 5 kNo 50 kN

Área de ensayo: Luz axial: L= 965 mm, Luz lateral: a = 560 mm

Intervalo de velocidades: 2,7 x 10-4 mm/s <V< 9 mm/s (*)

Modelo: 1144Año: 1968 / Automatización 2009Adquisición y control de datos por ordenador: programa PCD 2K de SERVOSIS, S.A

(*) La velocidad máxima de ensayo de cada máquina está limitada por razones de seguridad del equipo y de la célula

Tracción Compresión Flexión

Todos estos ensayos pueden ser realizados tanto a temperatura ambiente como a alta temperatura, con control de desplazamiento o de fuerza. También pueden realizarse ensayos a velocidad de deformación constante, muy apropiados para el estudio de aleaciones superplásticas.

Ensayo de tracción a alta temperatura Ver esquema

Ensayo de compresiónEnsayo de tracción con

extensómetro axial

Ensayos especiales

Una muestra de los ensayos en esta categoría que se realizan son los siguientes:

Ensayos a muy baja temperatura mediante un criostato Ensayo de flexión de un puente dental ECAP (Equal Channel Angular Pressing) Ensayo de compresion plana

Ensayo de compresión a baja temperatura

Ensayo de compresión plana

Ver esquema

Ensayo de flexión de puentes dentales

Detalle del ensayo ECAP(Cortesía de D. Jorge del Valle

Rodríguez)

Ver esquema

Ensayo de tracción de probeta plana y

acoplamiento con mordazas de presión

Ensayo de tracción de probeta plana de reducidas

dimensionesVer probeta

PUBLICACIONES

Algunas publicaciones para cuyo trabajo experimental se han utilizado las infraestructuras del Laboratorio de Ensayos Mecánicos del Departamento de Metalurgia Física:

AÑO 2009

Damage tolerance assesmentby bend and shear test of two multilayer composites: Glass fibre reinforced metal laminate and aluminium roll-bonded laminate Composites Science and Technology, Volume 69, Issues 3-4, March 2009, Pages 343-348C.M. Cepeda-Jiménez, R. C. Alderliesten, O.A. Ruano, F. Carreño

High-strength Mg–Zn–Y alloys produced by powder metallurgyScripta Materialia, In Press, Corrected Proof, Available online 19 January 2009E. Mora, G. Garcés, E. Oñorbe, P. Pérez, P. Adeva

AÑO 2008

Influence of the alumina thickness at the interfaces on the fracture mechanisms of aluminium multilayer compositesMaterials Science and Engineering: A, Volume 496, Issues 1-2, 25 November 2008, Pages 133-142C.M. Cepeda-Jiménez, M. Pozuelo, J.M. García-Infanta, O.A. Ruano, F. Carreño

Neutron and synchrotron radiation diffraction study of the matrix residual stress evolution with plastic deformation in aluminum alloys and compositesMaterials Science and Engineering: A, Volume 487, Issues 1-2, 25 July 2008, Pages 26-32Pedro Fernández-Castrillo, Giovanni Bruno, Gaspar González-Doncel

An evidence of high strain rate superplasticity at intermediate homologous temperatures in an Al–Zn–Mg–Cu alloy processed by high-pressure torsionJournal of Alloys and Compounds, In Press, Corrected Proof, Available online 17 July 2008J.M. García-Infanta, A.P. Zhilyaev, A. Sharafutdinov, O.A. Ruano, F. Carreño

Superplasticity in a magnesium alloy prepared with bimodal grain size distributions developed by dynamic recrystallisationMaterials Letters, Volume 62, Issue 19, 15 July 2008, Pages 3391-3394J.A. del Valle, O.A. Ruano

High-strength extruded Mg96Ni2Y1RE1 alloy exhibiting superplastic behaviourMaterials Science and Engineering: A, Volume 485, Issues 1-2, 25 June 2008, Pages 194-199P. Pérez, S. González, G. Garcés, G. Caruana, P. Adeva

Texture, microstructure and mechanical properties of equiaxed ultrafine-grained Zr fabricated by accumulative roll bondingActa Materialia, Volume 56, Issue 6, April 2008, Pages 1228-1242L. Jiang, M.T. Pérez-Prado, P.A. Gruber, E. Arzt, O.A. Ruano, M.E. Kassner

Effect of the deformation path on the ductility of a hypoeutectic Al–Si casting alloy subjected to equal-channel angular pressing by routes A, BA, BC and CScripta Materialia, Volume 58, Issue 2, January 2008, Pages 138-141J.M. García-Infanta, A.P. Zhilyaev, C.M. Cepeda-Jiménez, O.A. Ruano, F. Carreño

AÑO 2007

Assessment of tensile behaviour of an Al–Mg alloy composite reinforced with NiAl and oxidized NiAl powder particles helped by nanoindentationComposites Part A: Applied Science and Manufacturing, Volume 38, Issue 12, December 2007, Pages 2536-2540H.A. Pour, M. Lieblich, A.J. López, J. Rams, M.T. Salehi, S.G. Shabestari

Optimization of the microstructure for improving superplastic forming in magnesium alloysMaterials Science and Engineering: A, Volume 467, Issues 1-2, 15 October 2007, Pages 165-171J.A. del Valle, F. Peñalba, O.A. Ruano

Grain refinement of Mg–Zn–Y alloy reinforced by an icosahedral quasicrystalline phase by severe hot rollingJournal of Alloys and Compounds, Volume 443, Issues 1-2, 27 September 2007, Pages L1-L5A. Müller, G. Garcés, P. Pérez, P. Adeva

High temperature mechanical properties of Mg–Y2O3 composite: Competition between texture and reinforcement contributions

Composites Science and Technology, Volume 67, Issues 3-4, March 2007, Pages 632-637G. Garcés, M. Rodríguez, P. Pérez, P. Adeva

AÑO 2006

Anisotropy of the residual strain in Mg–SiCp compositesComposites Science and Technology, Volume 66, Issue 15, 1 December 2006, Pages 2664-2670Gerardo Garcés, Giovanni Bruno

Influence of the grain size on the strain rate sensitivity in an Mg–Al–Zn alloy at moderate temperaturesScripta Materialia, Volume 55, Issue 9, November 2006, Pages 775-778J.A. del Valle, O.A. Ruano

Effect of extrusion temperature on the microstructure and plastic deformation of PM-AZ92Journal of Alloys and Compounds, Volume 422, Issues 1-2, 28 September 2006, Pages 293-298G. Garcés, F. Domínguez, P. Pérez, G. Caruana, P. Adeva

Residual stresses in deformed random-planar aluminium/Saffil® short-fibre compositesMaterials Science and Engineering: A, Volume 417, Issues 1-2, 15 February 2006, Pages 73-81Gerardo Garces, Giovanni Bruno, Alexander Wanner

AÑO 2005

Evaluation of mechanical properties and biological response of an alumina-forming Ni-free ferritic alloy 2005 Biomaterials 26 (18), pp. 3861-3871González-Carrasco, J.L., Ciapetti, G., Montealegre, M.A., Pagani, S., Chao, J., Baldini, N.

Achieving high strength in commercial Mg cast alloys through large strain rollingMaterials Letters, Volume 59, Issue 26, November 2005, Pages 3299-3303M.T. Pérez-Prado, J.A. del Valle, O.A. Ruano

Evaluation of mechanical properties and biological response of an alumina-forming Ni-free ferritic alloyBiomaterials, Volume 26, Issue 18, June 2005, Pages 3861-3871J.L. González-Carrasco, G. Ciapetti, M.A. Montealegre, S. Pagani, J. Chao, N. Baldini

Correlation between matrix residual stress and composite yield strength in PM 6061Al–15 vol% SiCw

Scripta Materialia, Volume 52, Issue 8, April 2005, Pages 793-797Pedro Fernández, Ricardo Fernández, Gaspar González-Doncel, Giovanni Bruno

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