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PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Las propiedades de los materiales pueden ser divididas en los cuatro siguientes grupos:

Propiedades físicas Propiedades químicas Propiedades mecánicas Propiedades de Manufactura

Entre las propiedades físicas se incluyen: El color, densidad el punto de fusión, punto de congelación, calor específico, conductividad térmica, dilatación térmica, conductividad eléctrica y propiedades magnéticas entre otras. Las propiedades químicas: Expresan la relación que hay entre los componentes químicos que constituyen los diferentes materiales y las diferentes sustancias presentes en su entorno. Desde la perspectiva de la manufactura se toman en cuenta las que están asociadas con los siguientes puntos:

Compatibilidad con otros materiales. Es decir la posibilidad de que existan reacciones químicas entre los materiales presentes en un mismo arreglo o fuera del arreglo, al ser utilizado o permanecer almacenado. la resistencia a la corrosión juega un papel importante en la selección de materiales y generalmente incluye resistencia al ataque químico o electroquímico

Facilidad de reciclaje. Toma en cuenta la cantidad de materiales susceptibles de recuperar al momento de desechar el articulo utilizado.

Biodegradabilidad. Es la capacidad que tienen las sustancias, de poder ser asimiladas en buena medida por su entorno, principalmente por degradación. Debe considerarse principalmente para aquellos materiales de desecho, en los que por limitaciones tecnológicas, no es posible llevar a cabo su reciclaje, y cuya presencia representa un riesgo para los ecosistemas cercanos al lugar de su depósito.

Propiedades mecánicas: Describen la forma en la que el material responde ante la aplicación de fuerzas. Se han diseñado diferentes pruebas o “ensayos”, con el propósito de evaluar estas propiedades. Es responsabilidad del diseñador, encontrar el balance entre las cargas aplicadas, las dimensiones de los componentes y el material que se habrá de utilizar para construir cada componente. En ingeniería se requiere saber como responden los materiales sólidos ante la aplicación de fuerzas, efectos como la tensión, compresión, torsión, flexión o cizalladura. Los materiales sólidos responden en un inicio mediante una respuesta elástica (deformación), donde después de retirada la fuerza, el material regresa a su tamaño y forma original; cuando la fuerza excede la capacidad del material de resistir sus efectos, este cede y se presenta la deformación permanente o la fractura. Los efectos de una fuerza externa dependientes del tiempo, son la plastodeformación y la fatiga. La propiedades de manufactura, o tecnológicas de un material: Describen la adaptabilidad de los materiales a un determinado proceso, como por ejemplo: La maquinabilidad, comformabilidad, fundibilidad, estirabilidad entre otras Los ensayos. Los ensayos tienen como finalidad determinar en condiciones controladas, las características (propiedades) de los materiales. Clasificación de los ensayos: 1.1 Ensayos de características

Químico: Determinar la composición de los materiales. Estructuras:

• Cristales: Determinar la cristalización, se realiza mediante un microscopio electrónico.

• Microscópicos: Determinar el grano. • Macroscópicos: Determinar la fibra

Térmicos: • Puntos de fusión. • Puntos críticos.

1.2 Ensayos destructivos: (E.D.) Ensayos de propiedades mecánicas:

Estáticos: • Durezas • Tracción • Compresión • Cizalladura • Flexión • Pandeo • Fluencia

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• Constituyentes: (Ej. Carburo de ...)

Dinámicos:

• Resistencia al choque • Desgaste • Fatiga

1.3 Ensayos tecnológicos: Determinan. el comportamiento de los materiales ante operaciones industriales:

Doblado, Plegado, Forja, Embutición, Soldadura, Laminación, entre otras

1.4 Ensayos No destructivos END: (Por orden de importancia) • Rayos X. • Rayos Gamma: Se usa un isótopo reactivo, uso de

radiografías. • Ultrasonidos. • Partículas magnéticas. • Líquidos penetrantes. • Corrientes Inducidas. • Magnéticos. • Sónicos: Es el más utilizado, un material sin grietas tiene

un sonido agudo; si el material tiene grietas el sonido es más grave.

PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS La mayoría de los métodos de pruebas no destructivas tienen el propósito de detectar defectos internos capaces de causar fallas a la fatiga o a cargas estáticas. Estas pruebas se llevan a cabo en el trabajo en proceso de modo que pueden rechazarse en forma oportuna las partes defectuosas, ahorrando por lo mismo gastos adicionales de esfuerzo. Las pruebas también se realizan en componentes usados durante el desensamblado del equipo que ha estado en servicio, con la intención de detectar el inicio de grietas de fatiga. En forma breve se describen aquí los métodos de uso común de pruebas no destructivas (NDT). La radiografía de rayos X, rayos gamma y neutrones actúa sobre papel o película fotográfica sensitiva. Los neutrones chocan primero en una pantalla de transferencia que produce una imagen radiada después de que han pasado a través del material. La radiación se pasa, absorbe y dispersa por objetos opacos. Cuanto más grueso y denso sea el objeto, menor será la proporción de irradiación incidente que pasa. Por tanto, si un objeto tiene un defecto interno pasara mas radiación a través del área defectuosa que a través de la región sólida, y el efecto se mostrara como un área obscura en la película. Desafortunadamente, la dispersión tiende a oscurecer el defecto, de modo que no pueden detectarse los defectos pequeños. Los defectos planos, tales como las superficies producidas por una grieta, no se detectan por rayos X, pero los defectos en tres dimensiones, como porosidad por gas en una función, se disciernen con facilidad. La escoria y arena, que son mucho menos densas que el metal, también se encuentran con facilidad mediante rayos X en las fundiciones. Aunque el equipo de rayos X viene en muchos tamaños y capacidades y da los mejores resultados para la mayoría de las aplicaciones, en algunos casos otros métodos son superiores, Las fuentes de rayos gamma pueden ser pequeñas y de uso conveniente, ya sea para inspeccionar desde el interior de un tubo. Las longitudes de ondas cortas de lo rayos gamma son efectivas para las secciones gruesas de material. La absorción de neutrones es, en forma figurada, la inversa de los rayos X o rayos gamma. Por ejemplo, los neutrones se absorben mas fácilmente por el hidrogeno que por el plomo. Por tanto, la radiografía con neutrones puede mostrar condiciones no reveladas por otras. En cualquier evento, deben tomarse precauciones para evitar los riesgos de la radiación en los seres humanos. Los métodos magnéticos para la detección de defectos se basan en el principio de que los defectos o discontinuidades distorsionan un campo magnético inducido en un material ferroso. Hay varios métodos para detectar las irregularidades. El mas común es el método de prueba con partículas magnéticas o magnaflux el cual implica espolvorear la pieza magnetizada con partículas magnéticas finas o revestirlo con una suspensión liquida de tales partículas. Las partículas se sostienen marcando las fugas del campo magnético en los borden de grietas. Las partículas magnéticas fluorescentes y la luz ultravioleta sirven como refinamiento del proceso al resaltar la apariencia de la grieta. La prueba con partículas magnéticas detecta solo grietas en o cerca de la superficie. Algunos métodos electromagnéticos actúan induciendo corrientes parásitas en un espécimen y detectando irregularidades o sus formas en las corrientes inducidas o en campos magnéticos en los materiales ferrosos. En un método, la respuesta se compara con la de una pieza estándar. Estas técnicas pueden aplicarse para detectar defectos (aun los internos profundos), para separar materiales mezclados de aleación o de tamaño calibrado, forma, espesores de revestimiento electrolíticos o de aislamiento, o profundidad de la capa endurecida del acero. Las pruebas ultrasónicas pueden aplicarse a una amplia variedad de materiales y formas, metales, plásticos, cerámica, vidrio, laminado, fundiciones, soldadura, forjas, etc., Una onda ultrasónica se transmite a través de una sustancia y su acción se interpreta en tres formas para mostrar defectos. En la técnica de pulso - eco, las ondas se reflejan de la superficie lejana y es de las superficies internas de defectos. Un osciloscopio traza las reflexiones (picos) indicando la posición y tamaños de los defectos. El sonido se pasa través del material y se capta en el otro lado en el método de transmisión. La energía perdida en

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el tránsito debido a las reflexiones indica los tamaños y las posiciones de los defectos. La técnica de resonancia aplica frecuencias dentro de ciertos márgenes, la energía retirada por el transductor aumenta a la frecuencia resonante del espécimen. Si esta frecuencia es diferente de la observada en una parte estándar el mismo tamaño, indica un defecto. La prueba ultrasónica es útil para revelar grietas, vacíos y defectos bastante profundos lo mismo que cercanos a la superficie. Se requiere habilidad y cuidado para su aplicación e interpretación. Los métodos de inspección visual han sido mejorados con la invención de tintes y líquidos penetrantes fluorescentes. Las partes se sumergen en uno de esos fluidos y entonces se limpian para secar cualquier exceso. Entonces el fluido absorbido tiende a salir de las grietas que llegan a la superficie cuando el miembro se espolvorea con un polvo absorbedor. Los tintes penetrantes pueden ver con luz ordinaria, en tanto que los aceites fluorescentes se ven mejor bajo luz ultravioleta. El método no se restringe a las aleaciones ferrosas, pero esta limitado a la detección de grietas delgadas que intersecan la superficie. PRUEBAS DE CORROSIÓN Las dos áreas principales de pruebas a la corrosión son (1) pruebas de laboratorio y (2) pruebas de campo. Las pruebas de laboratorio son más formales y estandarizadas que las pruebas en campo. Las pruebas de laboratorio a la corrosión incluyen tres tipos principales de prueba. El primero es la prueba de inmersión total para el acero inoxidable y metales no ferrosos y aleaciones. El segundo es la prueba de inmersión alterna, la cual requiere inmersión cíclica y el retiro de los especímenes. Por ultimo, cabe mencionar la prueba de aspersión con sales, la cual se lleva a cabo en una cámara cerrada que tiene una atmósfera con niebla de sal húmeda en aire. La temperatura y composición de los corrosivos deben controlarse en forma cuidadosa en las tres pruebas. Las pruebas a la fatiga también pueden realizarse en condiciones corrosivas colocando una mecha sumergida en el corrosivo, en contacto con el espécimen. En otra versión de esta prueba, el espécimen puede sumergirse en un corrosivo el cual esta contenido en una caja a prueba de fugas. Las pruebas d este tipo se conocen como pruebas de corrosión-fatiga, y su intención es mostrar el efecto acelerador de la corrosión en la falla por fatiga. La corrosión-esfuerzo es un fenómeno en el cual la corrosión, combinada con esfuerzos estáticos a la tensión en la superficie de un objeto metálico, produce grietas. Una forma común de prueba para corrosión-esfuerzo es sumergir un espécimen tipo barra plana flexionada en el corrosivo. Los esfuerzos pueden calcularse mediante las dimensiones del espécimen y la extensión de la flexión. Puede resultar una tendencia hacia la corrosión-esfuerzo por los esfuerzos residuales a la tensión introducidos por las operaciones de formado en frío. Las pruebas de corrosión en campo tienen por objeto determinar la resistencia a la corrosión en condiciones ambientales que se esperan en el servicio real. Por tanto, los especímenes se montan en estantes aislados y se exponen a la atmósfera. Las pruebas se llevan a cabo en atmósferas marinas y atmósferas industriales, ya que estas representan condiciones muy severas. Los especímenes montados en estantes por lo común se sumergen en agua de mar. Los especímenes también se sepultan en tierra para estudiar su resistencia a largo plazo. Ya que las composiciones de los suelos tienen gran variación, las pruebas hechas en un sitio no pueden ser útiles para predecir el comportamiento en otro sitio. Las pruebas de corrosión en planta consisten en colocar pequeños especímenes en las piezas reales del equipo en la planta. Los resultados de las pruebas de corrosión son útiles como una ayuda en la elección de metales y aleaciones para aplicaciones particulares y como un suplemento a la información publicada sobre la actividad química de los materiales metálicos.