Propiedades Mecánicas: Ensayos de Resiliencia y Fatiga en Materiales

Ensayo de Resiliencia

Este ensayo consiste en romper, en un solo golpe, con ayuda de una máquina especial cuyo martillo se mueve en trayectoria pendular, una probeta de dimensiones determinadas y con una entalladura para facilitar su rotura.

Métodos de Ensayo de Resiliencia

• Péndulo Charpy
• Péndulo Izod

¿Qué es la Resiliencia?

Se considera la capacidad que tienen los materiales para soportar solicitaciones por choque. Los ensayos de resistencia al choque valoran aproximadamente la tenacidad. La unidad de medida de la resiliencia es la energía que absorbe un material en un choque determinado.

Método Charpy

Para realizar el ensayo, se coloca el péndulo levantado y fijo en un punto determinado. Luego, se suelta el péndulo, que choca con la probeta y, después de romperla, sigue su camino, alcanzando una altura que depende de la resistencia que el material ha opuesto a su rotura. Si el péndulo alcanza poca altura, el material es muy tenaz y su resiliencia es grande. Si el péndulo sube mucho, el material es frágil y tiene poca resiliencia.

Fatiga de los Materiales

¿Qué es la Fatiga?

Se conoce como fatiga de los metales al aparente desfallecimiento de los materiales cuando están sometidos a esfuerzos alternados.

¿En qué Consisten los Ensayos de Fatiga?

Los ensayos de fatiga sirven para determinar la carga máxima que puede resistir un material durante un número indefinido de ciclos sin romperse.

Etapas de Rotura por Fatiga

1. Período de Incubación: Se inicia una fisura microscópica que, generalmente, no es visible a simple vista.
2. Período de Fisuración Progresiva: La grieta iniciada en el período de incubación se extiende y progresa por la acción de los esfuerzos alternativos a los que está sometido el material.
3. Período de Rotura: El material se rompe bruscamente con escasa deformación.

Tipos de Fracturas por Fatiga

• Una, de grano fino, que se ha ido rompiendo por fatiga en el período de fisuración progresiva.
• Otra, de grano grueso de aspecto brillante, que es la sección de rotura instantánea final.

Curva de Wöhler

Se ensayan las probetas a fatiga, sometiendo a cada una a la acción de cargas cuyos valores pueden variar desde 0.9 a 0.3 del valor de la carga de rotura. En cada caso, se anota la carga de fatiga que ha actuado y el número de ciclos que cada probeta ha resistido hasta la rotura. Cada probeta es sometida a una sola carga durante el ensayo.

Límite de Fatiga

Es la mayor carga que puede actuar alternativamente sobre el material sin producir la rotura.

Límite de Fatiga Restringido

Es la mayor carga que no llega a romper el material después de actuar durante un determinado número de ciclos.