Ensayos destructivos Gestión del Talento En el sector del metal FEMEVAL, Federación Empresarial Metalúrgica Valenciana. CIF G 46102539 Avda. Blasco Ibáñez, 127- E 46022 Valencia (España) Tel.+34 963 719 761 Fax.+34 963 710 713

INDICE. Introducción. Flexión por choque. Plegado. Tracción.

Introducción Los ensayos destructivos (ED) son técnicas de determinación o análisis que producen, en mayor o menor medida desperfectos o tensiones en la pieza ensayada, pudiendo implicar la destrucción completa de dicha pieza. Aunque no haya destrucción de la pieza, sí se ven modificadas sus propiedades o características de uso. Como principal ventaja sobre los ensayos no destructivos, debe destacarse su carácter cuantitativo que permite obtener resultados muy precisos en la caracterización y determinación de las propiedades de los materiales. En el caso de ensayos destructivos que impliquen la destrucción total de la pieza (réplica o muestra), debe tenerse en cuenta que la información obtenida no tiene porqué ser de completa aplicación en la pieza en uso. Índice

2. Flexión por Choque El objetivo principal del ensayo es determinar si un determinado material, en las condiciones esperadas de servicio se comportará de manera frágil ante una hipotética situación de impacto, especialmente cuando las piezas experimentan concentración de tensiones por cambios bruscos de sección o maquinados incorrectos, están sometidos a bajas temperaturas, verificar el correcto tratamiento térmico del material ensayado o comprobar la posible formación de fases frágiles en una operación de soldadura. Para ello mediante el ensayo de flexión por choque se determina si la energía absorbida en el impacto es superior a un mínimo pre-establecido para el material en unas determinadas condiciones de servicio.

Los ensayos de flexión por choque permiten estudiar el comportamiento de los materiales bajo la acción de cargas dinámicas, miden la capacidad que tiene el material para absorber energía cuando la carga se aplica en intervalos de tiempo muy pequeño. Este nuevo concepto no ofrece una propiedad definida del material, sino que constituye un índice comparativo de su plasticidad, con respecto a las obtenidas con otros ensayos realizados en idénticas condiciones. Se realizan según normas internacionales en las que se indican cómo llevarlos a cabo y cómo hay que registrar los resultados de los mismos. A continuación de indican las normas más utilizadas sobre este tipo de ensayos aplicadas a materiales metálicos: UNE 7475-1:1992, EN 10045-1: Materiales metálicos. Ensayo de flexión por choque sobre probeta Charpy. Parte 1: método de ensayo. UNE 7475-2:1993: Materiales metálicos. Ensayo de flexión por choque sobre probeta Charpy. Parte 2:Verificación de la máquina de ensayo (péndulo). UNE-EN ISO 14556:2001: Acero. Ensayo de flexión por choque sobre probeta Charpy con entalla en V. Método de ensayo instrumentado. UNE-EN 875:1996: Ensayos destructivos de uniones soldadas en materiales metálicos. Ensayo de flexión por choque. Posición de la probeta, orientación de la entalla y examen. ASTM E23: "Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials". Índice

3. Plegado Las normas más empleadas para realizar el ensayo de doblado en materiales metálicos son: UNE-EN ISO 7438:2006: Materiales metálicos. Ensayo de doblado. UNE-EN 910:1996: Ensayos destructivos de soldaduras en materiales metálicos. Ensayos de doblado. ASTM E190: "Standard Test Method for Guided Bend Test for Ductility of Welds". Índice

4. Tracción El ensayo de tracción es el ensayo destructivo más empleado debido a la gran cantidad de información que se puede obtener a través de él, permitiendo medir al mismo tiempo, tanto la ductilidad como la resistencia. Consiste en aplicar a una probeta normalizada una fuerza de tracción que va aumentando de forma progresiva a la vez que se van midiendo los alargamientos de la probeta con la ayuda de un extensómetro. El ensayo se realiza en una máquina universal consistente en dos mordazas, una fija y otra móvil en donde se coloca la probeta. La máquina impone la deformación desplazando el cabezal móvil a una velocidad constante de forma que la celda de carga conectada a la mordaza fija registra los valores de esfuerzo y deformación unitarios que son independientes de la geometría de la pieza.

La curva que se obtiene al representar estos valores de tensión y deformación, es característica de cada material y proporciona información importante acerca de las propiedades mecánicas y el comportamiento del material como son: Módulo de elasticidad o módulo de Young, es una constante de proporcionalidad que relaciona la tensión unitaria y el alargamiento producido con respecto a la longitud inicial. Coeficiente de Poisson, es una medida del estrechamiento de sección que sufre la probeta cuando se estira longitudinalmente y adelgaza en la dirección perpendicular al estiramiento. Límite de proporcionalidad, es la tensión por encima de la cual la deformación deja de ser proporcional al esfuerzo aplicado. Límite de fluencia o límite elástico aparente, es la tensión a partir de la cual las deformaciones se hacen permanentes. Límite elástico, es la tensión máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. En ingeniería se adopta un criterio convencional que considera como límite elástico la tensión a la cual el material tiene una deformación plástica del 0,2%. Carga de rotura o resistencia a la tracción, es la carga máxima por unidad de superficie que resiste la probeta. Alargamiento de rotura, es el incremento de longitud que experimenta la probeta. Se expresa en tanto por ciento y se mide entre dos puntos cuya posición está normalizada. Estricción, es la reducción de sección que experimenta la probeta en la zona de rotura.

En general, la curva de tensión-deformación obtenida presenta cuatro zonas bien diferenciadas: 1. Zona elástica (OA): en esta zona las deformaciones se reparten a lo largo de la probeta de forma que al retirar la carga aplicada a la probeta, esta recuperaría su forma original. 2. Zona de fluencia o cedencia: Es la zona de transición entre la deformaciones elásticas y plásticas y se caracteriza por una deformación brusca de la probeta sin que tenga lugar un incremento de la carga. Esta zona no se aprecia en todos los materiales. El fenómeno de fluencia se da cuando las impurezas o los elementos de aleación bloquean las dislocaciones de la red cristalina impidiendo su deslizamiento. 3. Zona de deformación plástica: Es el intervalo en el que la probeta se deforma plásticamente, es decir, al retirarse la carga aplicada a la probeta ésta no recupera su forma original quedando deformada de forma permanente. El material sufre un endurecimiento por deformación, produciéndose cambios en la estructura cristalina del material, lo que de lugar al aumento de la resistencia del material. 4. Zona de estricción: en esta zona tiene lugar fuerte reducción de la sección de la probeta como consecuencia de la concentración de tensiones en la zona central de la probeta. Está asociada a un descenso de la carga aplicada hasta que finalmente tiene lugar la rotura, pero lo que se representa es el cociente entre la carga aplicada y la sección inicial y no se tiene en cuenta la reducción de sección que tiene lugar en esta zona.

El ensayo de tracción se realiza según normas en las que se describe cómo llevarlos a cabo. Hay un gran número de normas referidas a la aplicación del ensayo de tracción a diferentes tipos y formas de materiales. Índice