Fundamentos y Ensayos de Dureza, Impacto y Fatiga en Materiales Industriales

Ensayos de Dureza, Impacto y Fractura

4.13. Pruebas de Microdureza: Vickers y Knoop

Describe las pruebas de microdureza que conoces y en qué se diferencian.

Dureza Vickers

Utiliza una pirámide de diamante con base cuadrada y ángulo de 136º entre caras opuestas. Como este ángulo es muy pequeño, la profundidad de la huella es reducida, lo que resulta muy preciso para medir la superficie. Puede medir cargas muy grandes.

Dureza Knoop

Utiliza un diamante en forma de pirámide con base en forma de rombo, que produce una huella alargada. Utiliza cargas muy pequeñas.

4.14. Factores Clave en el Ensayo de Impacto (Charpy)

Justifica qué factores hay que tener en cuenta en un ensayo a impacto.

El más utilizado es el de Charpy. Tendremos en cuenta:

• Tamaño de la probeta: Serán tamaños estandarizados.
• Forma y profundidad de la entalla: Deberá ser perfectamente lisa. En los materiales frágiles, el resultado no depende de la entalla, mientras que en los dúctiles, la profundidad y sección influyen en la tenacidad.
• Distancia entre los apoyos: Deberá ser siempre la misma para que se puedan comparar resultados.
• Temperatura de ensayo: Hay muchos materiales que, dependiendo de la temperatura, son más dúctiles o frágiles. A la temperatura de cambio se le llama transición. La temperatura a la cual debe realizarse el ensayo es ligeramente superior a la de transición.
• Velocidad de ensayo: Deberemos tener en cuenta las variaciones de energía producidas.

4.15. Ensayo de Dureza Brinell

Describe el ensayo de dureza Brinell. Dibuja un esquema.

Se realiza para piezas forjadas o fundidas. Se aplica una bola (D=10 mm) de acero extraduro con una carga de 3000 Kp sobre la superficie durante un tiempo estándar.

4.16. Ensayo de Dureza Rockwell

Describe el ensayo de dureza Rockwell. Dibuja un esquema.

La precisión es menor que en el de Brinell, pero se logra en menos tiempo. Se utiliza un penetrador de diamante, siendo este:

• Cónico: Si el material es duro.
• Esférico: Si el material es blando.

Para realizar el ensayo, primero se aplica una carga de 10 Kg y se mide la profundidad inicial. Luego se añade una segunda carga P; quitamos dicha carga y el material recuperará su parte elástica, quedando una huella de profundidad h. Si el número de dureza Rockwell: Penetrador cónico (), penetrador esférico ().

4.17. Características de la Fractura Dúctil

Los fallos dúctiles son fracturas con una alta absorción de energía. Además de presentar flexión o torcedura, muestran una deformación plástica. A escala macroscópica, la fractura presenta una apariencia rugosa y se pueden encontrar rebabas.

4.18. Factores que Facilitan la Fractura Frágil

Enumera los factores que facilitan una fractura frágil.

• Temperaturas bajas.
• Cargas aplicadas rápidamente.
• Tensiones relacionadas con grietas o defectos.

Propiedades Mecánicas

5.1. ¿Qué es la Fatiga en un Material?

Cambio estructural permanente, localizado y progresivo, que aparece en un material sujeto a deformaciones repetitivas o fluctuantes y conduce a su ruina.

5.2. Etapas Características en el Fenómeno de la Fatiga

1. Etapa de inicio o de comienzo de alargamiento.
2. Etapa de propagación de las grietas.
3. Fractura rápida.

5.3. ¿Qué Factores Favorecen el Proceso de Fatiga?

• Factores mecánicos.
• Factores microestructurales.
• Factores del medio ambiente.