Defectos de Fundición y Ensayos No Destructivos: Guía Completa

Defectos de Fundición

Rechupe

Consiste en una cavidad en forma de embudo o cono, situada en la zona de la pieza que solidifica en último lugar. En moldes cerrados, cuando la superficie de la pieza solidifica antes que el núcleo de la misma, se origina un rechupe interno.

Microrechupe

Como consecuencia de la solidificación interdendrítica, se originan cavidades muy pequeñas no oxidadas, que sueldan bien mediante forja.

Grietas

Cuando se impide la contracción del metal durante la solidificación, se producen tensiones internas capaces de originar grietas o microgrietas que afectan al comportamiento del material. Se clasifican en:

• Superficiales: Se originan por la concentración de tensiones en la zona periférica o externa de la pieza. Son poco profundas, perpendiculares a la tensión que las produce y de paredes oxidadas.
• Internas: Aparecen en el interior de las piezas que solidifican en último lugar, en el núcleo de las mismas. Pueden ser longitudinales o transversales.

Inclusiones de Gas

Como consecuencia de la liberación de los gases disueltos en el proceso de solidificación, se producen defectos denominados sopladuras o poros, que afectan a las propiedades mecánicas del material.

Ensayos No Destructivos

Radiografía de Rayos X

Radiación electromagnética de longitud de onda 10^-7 que atraviesa materiales opacos a la luz visible. El proceso consiste en colocar la probeta a examinar sobre una placa fotográfica situada sobre una pantalla de plomo, que absorbe las radiaciones. En la parte superior de la probeta hay otra pantalla de plomo perfilada que absorbe las radiaciones que no interesan. Si la zona examinada es de espesor uniforme, no existen defectos y la estructura es homogénea. Si la zona examinada tiene cavidades, la placa fotográfica presentará zonas más oscuras, y si tiene inclusiones metálicas de mayor densidad que el material examinado, los rayos X se debilitan más, impresionando menos la placa, por lo que tendrá zonas más claras.

Gammagrafía

Similar a la radiografía, pero para piezas de mayor espesor. La probeta se apoya sobre una placa fotográfica, y ésta sobre una lámina de plomo. En la cara superior, se coloca un pequeño marco con números de plomo para identificar la placa y un penetrómetro para apreciar su sensibilidad. Los rayos gamma entran en el material y llegan a la placa con distinta intensidad. Si la zona examinada es uniforme, no existen defectos y la estructura es homogénea. Si tiene cavidades, la placa presentará zonas más oscuras en la parte de la cavidad.

Ultrasonidos

Vibraciones elásticas de elevada frecuencia que se propagan en medios materiales. Cuando cambia la densidad del medio, se produce una reflexión de los ultrasonidos. Así, si encuentran un poro, grieta, etc., dado el cambio brusco de densidad, la reflexión es total. Un emisor de ultrasonido produce un haz sónico que atraviesa la pieza y detecta las discontinuidades. En la cara contraria, un palpador receptor de ondas amplifica y transforma las señales en luminosas, enviándolas a una pantalla con una escala para calcular la profundidad del defecto.

Líquidos Penetrantes

Se impregna la pieza con un líquido que penetra por capilaridad en las discontinuidades. Se elimina el exceso y se revela con un polvo que absorbe el líquido de las discontinuidades, formando líneas continuas, intermitentes, redondeadas o difusas. El líquido puede ser coloreado o fluorescente (rojo y pigmento fluorescente bajo luz negra o ultravioleta). El color no necesita de luz para ser visible (grieta).

Partículas Magnéticas

Detecta discontinuidades en piezas de materiales ferromagnéticos (Fe-Ni-Co). Se basa en las perturbaciones que las grietas producen en las líneas de fuerza de un campo magnético. El ensayo se realiza en un magnetescopio, haciendo circular una corriente que crea un campo magnético cuyas líneas de fuerza van de un polo a otro a través de la pieza. Se rocía la pieza con limaduras de hierro, que se orientan según las líneas del campo magnético. Si la pieza es de estructura homogénea, las limaduras se distribuyen uniformemente.

Aleaciones Metálicas

Definición

Es la adición de elementos extraños a un determinado metal, siempre que el conjunto conserve en estado sólido las propiedades metálicas. Los elementos adicionados tienen efectos en las propiedades: bismuto añadido al cobre o al oro los vuelve frágiles; 0,1% de berilio en cobre aumenta la resistencia mecánica y la dureza. La aleación más sencilla es un sistema binario, formado por dos elementos o componentes, uno de ellos siempre metálico, por ejemplo, latón (70% Cu y 30% Zn).

Formación de Aleaciones

Cuando dos o más metales se alean, lo hacen de dos formas: formando soluciones sólidas y formando compuestos intermetálicos.

Microscopía

La luz para enfocar la probeta viene de arriba y de abajo hacia arriba. La luz incide en la muestra desde un espejo dispuesto a 45º respecto al haz incidente y es reflejada perpendicularmente en el objetivo, que forma una imagen en la distancia focal del ocular. El número de aumentos puede llegar hasta 2000.

Insolubilidad

Ocurre también que un elemento no es soluble en la red del otro, como el plomo cuando intenta alearse con el cobre (insolubles en estado sólido).