Propiedades Mecánicas de los Materiales y Ensayos No Destructivos

Propiedades Mecánicas de los Materiales

El estudio de los materiales en educación plástica y tecnológica requiere comprender cómo reaccionan ante diferentes fuerzas. A continuación, se detallan las principales propiedades mecánicas:

• 1. Cohesión: Resistencia que oponen los átomos a separarse entre sí. La cohesión en los metales permite una pequeña separación entre sus átomos, por esta razón los metales son elásticos.
• 2. Dureza: Propiedad que expresa el grado de deformación permanente que sufre un metal bajo la acción directa de una carga.
• 3. Plasticidad: Capacidad de deformación permanente de un metal sin que llegue a romperse.
• 4. Elasticidad: Capacidad de un material de volver a sus dimensiones normales después de haber cesado la carga.
• 5. Tenacidad: La resistencia a la rotura por esfuerzos de impactos que deforman el metal.
• 6. Fragilidad: Propiedad que expresa la falta de plasticidad y, por tanto, de tenacidad. Los materiales frágiles se rompen en el límite elástico.
• 7. Fatiga: Esta propiedad se utiliza para medir materiales que van a estar sometidos a la acción de cargas periódicas.
• 8. Resiliencia: Energía que absorbe una probeta por unidad de sección antes de romperse. Depende de la tenacidad; a mayor tenacidad, mayor resiliencia.

Ensayo de Tracción

Es el ensayo más importante y más empleado. Se realiza con probetas de dimensiones normalizadas que se someten a esfuerzos longitudinales hasta producir su rotura.

Características del Ensayo

• Forma de la probeta: Barra de sección circular cuyos extremos son de mayor diámetro para que las mordazas de la máquina puedan agarrarla sin deslizamiento. En la parte central de la probeta se marcan dos puntos que sirven de referencia para medir los alargamientos.
• Máquinas de ensayo de tracción: Utilizan máquinas provistas de dos mordazas que someten la probeta a esfuerzos longitudinales por medio de un mecanismo hidráulico o mecánico.
• Diagrama de ensayo de tracción: Permite estudiar el alargamiento de la probeta en función de la fuerza o carga actuante.

Inspección Radiográfica

Estudia la forma de obtener e interpretar la imagen fotográfica producida al incidir rayos X o gamma sobre una placa sensible después de haber atravesado la pieza.

Naturaleza de las Radiaciones

Los rayos X y gamma son radiaciones electromagnéticas semejantes a la luz visible, de menor longitud de onda (<100 Å) y mayor energía. Se desplazan a la velocidad de la luz.

• Producción de rayos X: Se originan cuando un haz de electrones a gran velocidad choca con el metal anticátodo.
• Producción de rayos gamma: Emitidos por átomos radiactivos.
• Fuente de rayos X: Es una ampolla de vidrio en vacío con un filamento emisor (cátodo) y una placa (anticatodo). Cuando el filamento emisor se calienta por una corriente auxiliar, emite electrones y se acelera hasta precipitarse en el anticátodo, dada la diferencia de potencial (el anticátodo es una placa de wolframio inclinada 20 o 30º).
• Fuente de rayos gamma: Son isótopos radiactivos. Su vida media es el tiempo transcurrido hasta que la radioactividad se reduce a la mitad.

Comparativa de Imagen y Comportamiento

• Imagen:
  • Rayos X: Son absorbidas parcialmente.
  • Rayos Gamma: Son absorbidas todas.
• Manipulación:
  • Rayos X: Consume energía eléctrica, apropiado para el taller.
  • Rayos Gamma: Mayor autonomía, funciona en todos los sitios.
• Seguridad:
  • Rayos X: No sobrepasar las radiaciones permitidas.
  • Rayos Gamma: Hace falta permiso del Jefatura/autoridad competente.
• Economía: Los rayos gamma son más baratos.

Absorción de Radiaciones y Factores Técnicos

La absorción depende de la naturaleza, tipo y longitud de onda.

• La radiación primaria viaja en línea recta. La secundaria se elimina usando filtro y pantalla (difusa o reflejos).
• Películas: Después de atravesar la pieza, impresiona una película de material de acetato de celulosa cuya emulsión es con haluro de plata en gelatina.
• Factores geométricos: Se rigen por la perspectiva cónica.
• Características de la película: Grano, contraste y velocidad.