Fundamentos de Ensayos Mecánicos y Tratamientos Térmicos del Acero

Ensayos Mecánicos Fundamentales

¿Qué es el Ensayo de Flexión?

El ensayo de flexión se realiza colocando la probeta sobre dos apoyos, aplicando posteriormente una fuerza única en su punto medio. La flecha (o flexión) es la distancia vertical entre la posición inicial de la línea neutra y las posiciones instantáneas que esta toma, medidas en el lugar de mayor flexionamiento de la probeta.

Ensayo de Fatiga: Definición y Tipos

El ensayo de fatiga determina la capacidad de un metal para resistir cargas variables (cíclicas) sin romperse. Con este ensayo se determina la resistencia que presentan piezas o ensamblajes que en su funcionamiento normal se ven sometidos a esfuerzos repetitivos o vaivenes bruscos.

Tipos de Ensayo de Fatiga

• El ensayo de fatiga por voladizo: Se utiliza especialmente para chapas y planchas finas. Consiste en sujetar firmemente un extremo de la muestra, mientras el otro se mueve arriba y abajo por acción de una leva, hasta que aparece la fatiga y la muestra termina por romperse.
• El ensayo de fatiga con probeta giratoria: Una probeta se hace girar por medio de un motor, mientras se le aplica una carga conocida. La probeta queda sometida a una flexión alterna. Esto produce fisuras que se van propagando lentamente, reduciendo el área hasta un punto tal en que la probeta no pueda resistir la carga aplicada y se rompe.

Péndulo Charpy: Uso y Aplicación

El Péndulo Charpy se utiliza en ensayos de resistencia al choque (resiliencia). Su objetivo es calcular la energía absorbida por la muestra al romperse, obteniéndose de esta manera la medida de su resistencia a la fractura frágil.

El martillo se mueve en trayectoria pendular e impacta una muestra de dimensiones determinadas, provista de un rebaje (entalla) para facilitar la rotura. Se levanta el péndulo a una altura determinada, se suelta mediante un dispositivo de disparo y se toma lectura de la energía absorbida en la rotura.

Tratamientos Térmicos del Acero

¿Qué es el Tratamiento Térmico?

El tratamiento térmico es un conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas, a las que se somete un material (generalmente metales y aleaciones) para modificar sus propiedades mecánicas, como dureza, resistencia y tenacidad.

Tipos de Tratamientos Térmicos

• Temple: Consiste en calentar el acero a la temperatura adecuada para transformar todo el material en austenita, para después enfriarlo con tal rapidez que toda la masa se transforma en martensita.
• Recocido: Consiste en un calentamiento a temperaturas llamadas de recocido y de una duración variable, seguido de un enfriamiento lento. Con esto se hacen desaparecer los estados de desequilibrio resultantes de tratamientos anteriores, ya sean mecánicos o térmicos.
• Revenido: Consiste en un calentamiento por debajo de la temperatura de templado (temperatura inferior a la austenización) seguido de un enfriamiento más o menos rápido, normalmente al aire. Con esto se eliminan tensiones internas y se suavizan los efectos del temple, aumentando su tenacidad y disminuyendo su dureza y resistencia mecánica.
• Normalizado: Tiene por objetivo volver el acero al estado que se supone normal, después de haber sufrido calentamientos o enfriamientos irregulares. Así se consigue afinar su estructura, eliminar tensiones internas y destruir tratamientos anteriores.

¿Cuáles son las Fases del Temple?

1. Calentamiento del metal: Se realiza en el horno, primero con un calentamiento lento y posteriormente rápido hasta que llegue a la temperatura de temple.
2. Homogeneización de la temperatura: Se mantiene a la temperatura de temple durante un determinado tiempo para conseguir la misma temperatura en toda la pieza.
3. Enfriamiento rápido: Se saca la pieza del horno y se enfría el material en un fluido denominado medio de temple.