Caracterización y Modificación de Propiedades de Materiales Metálicos

Caracterización de Propiedades Metálicas Mediante Ensayos

Las propiedades de los metales se obtienen por ensayos realizados en laboratorios que reproducen esfuerzos para verificar su situación real de trabajo.

Tipos de Ensayos Mecánicos

• Ensayo de Dureza: Evalúa la resistencia a la deformación elástica. Incluye la Escala de Mohs y el método Röckel.
• Ensayo de Tracción: Consiste en someter una probeta normalizada a esfuerzos de tracción hasta que se deforme o rompa.
• Ensayo de Compresión: Se aplican esfuerzos de compresión constantes hasta llegar a la rotura.
• Ensayo de Cizalladura: Determina el comportamiento del material ante un esfuerzo de corte hasta que se rompe.
• Ensayo de Torsión: Determina el comportamiento del material ante dos esfuerzos de igual intensidad aplicados en sentidos opuestos.
• Ensayo de Flexión: Determina si el material tiende a doblarse o no cuando se aplica una fuerza perpendicular a él.
• Ensayo de Fatiga: Determina su aguante ante esfuerzos continuos y variables en varios sentidos. Los metales se rompen mediante grietas, fisuras o roturas.

Modificación de las Propiedades de los Metales

Tratamientos Térmicos

Su finalidad es mejorar las propiedades del metal y sus aleaciones mediante calentamientos, buscando determinar la dureza necesaria. Sus procesos principales son:

• Temple
• Revenido
• Recocido
• Normalizado

Tratamientos Termoquímicos

Tienen como finalidad cambiar las características externas de los materiales. Se realizan calentando las piezas e incorporando elementos de aleación. La parte exterior queda más dura y resistente, mientras que el núcleo permanece inalterado, ya que el efecto es superficial. Sus procesos incluyen:

• Cementación
• Nitruración
• Cianuración
• Sulfinización

Tratamientos Mecánicos

Se realizan calentando y golpeando el metal. Su finalidad es dar forma y mejorar las propiedades empleando golpes. El tratamiento más efectivo es la forja.

Tratamientos Superficiales

Se emplean para proteger los materiales de los agentes exteriores, aumentando la resistencia y endureciendo la superficie. Los elementos más empleados son:

• Galvanizado
• Cromado
• Anonizado (o Anodizado)

Técnicas de Corte en Metales

Corte por Arranque de Viruta

El serrado es una operación de corte por arranque de viruta que permite dividir la pieza.

Serrado Manual

Consiste en un movimiento de vaivén de la sierra, realizado gracias al esfuerzo físico. El principal elemento es la sierra de mano, que se compone de:

• Hoja (lámina cortante)
• Arco (soporte de la hoja)

Serrado Mecánico

Se realiza con máquinas que suplen el esfuerzo del operario. Las más utilizadas son:

• Sierra alternativa
• Sierra de cinta
• Sierra de vaivén
• Sierra de calar
• Roedora

Corte por Abrasión

Se emplean máquinas que permiten el giro de discos para desprender material y producir el corte. Su inconveniente principal es el calor que genera. Este corte es imprescindible en algunos aceros.

Amoladoras (Radial)

Herramienta manual que, dependiendo del disco, puede realizar operaciones de desbaste sin deformaciones y rápidamente.

Corte por Cizalladura

Se somete el material a un esfuerzo de cizallamiento y se desprende. Incluye herramientas como la cizalla manual, tijeras y cincel.

Corte Térmico

El corte térmico se realiza gracias a la aportación de calor a la pieza, lo que produce una separación. Se puede realizar mediante:

Oxicorte

Empleada exclusivamente para aceros. Se somete el metal a una temperatura suficiente con oxígeno para que el chorro de oxígeno queme y lo desprenda.

Plasma

Es un proceso de corte por fusión de un metal, apropiado para todos los materiales. Emplea electricidad y gas, produciendo un potente arco eléctrico. Su ventaja es su reducido riesgo de deformación y su gran precisión y limpieza.