Ensayo de materiales

Ensayo por líquidos penetrantes:
1. Corte de un material que presenta una grieta.
2. La superficie del material se cubre con penetrante.
3. Se elimina el exceso de penetrante.
4. Se aplica el revelador, volviéndose visible el defecto.

Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades mecánicas de un material.

Todas las casas, todos los automóviles, como cualquier estructura o maquinaria están constituidos por diferentes materiales, elegidos por sus propiedades para poder ser utilizados en una determinada aplicación. El diseño de la forma y de las secciones se debe realizar con criterios económicos, es decir, se debe emplear la menor cantidad posible de material, pero también se debe cumplir una serie de especificaciones de seguridad para evitar que se produzcan fallos mecánicos.

Es de suma importancia por tanto el conocimiento de las propiedades de los materiales para realizar un diseño adecuado. Para la determinación de las propiedades existen una serie de ensayos normalizados. Particularmente en España, el organismo normalizado es Aenor, y las normas que dictan llevan el nombre de Una Norma Española (UNE)

Tipos de ensayos

Los materiales suelen someterse a una variedad de ensayos para conocer sus propiedades. De esta manera se intenta simular las condiciones a las que van a estar expuestas cuando entren en servicio.

Otros ensayos para aplicaciones específicas son:

  • Ensayo de plegado
  • Ensayo de embutición
  • Ensayo de abocardado
  • Prueba hidrostática (con presiones mayores a las de servicio).
  • Flexión alternativa de alambres

Según la rigurosidad del ensayo

Ensayos científicos

Se obtienen resultados referentes a los valores numéricos de ciertas magnitudes físicas. Permiten obtener valores precisos y reproducibles de las propiedades ensayadas, pues las condiciones a las que se somete el material se encuentran normalizadas. Un ejemplo de este ensayo es el ensayo de tracción, del que se obtiene la resistencia a la tracción, y se expresa en kp/mm²

Ensayos tecnológicos

Se utilizan para comprobar si las propiedades de un material o pieza son adecuadas para cierta utilidad o si dichas propiedades son las que se presuponen. Un ejemplo de este ensayo son las pruebas de caída, los de maleabilidad para un material de forja o las de flexión alternativa en alambres, en la que se cuenta el número de veces que una pieza de alambre se puede doblar alternativamente sin que se rompa.

Según la naturaleza del ensayo

Ensayos químicos

Permiten conocer la composición cualitativa y cuantitativa del material, la naturaleza del enlace químico y la estabilidad del material en presencia de líquidos o gases corrosivos.

Ensayos físicos

Se cuantifican la densidad, el punto de ebullición, el punto de fusión, la conductividad eléctrica, la conductividad térmica, etc.

Ensayos mecánicos

Se determina la resistencia del material mediante su sometimiento a distintos esfuerzos. Varios ejemplos de estos ensayos son los ensayos de tracción, dureza, choque, fatiga o ensayos tecnológicos.

Ensayos mecanográficos

Consisten en analizar la estructura interna del material mediante un microscopio.

Según la utilidad de la pieza después de ser sometida al ensayo

Los ensayos de materiales pueden ser de dos tipos, ensayos destructivos y ensayos no destructivos. Estos últimos permiten realizar la inspección sin perjudicar el posterior empleo del producto, por lo que permiten inspeccionar la totalidad de la producción si fuera necesario.

Ensayos no destructivos

Se analizan las grietas y defectos internos de una pieza, sin tener en cuenta las propiedades del material y sin dañar su estructura. Varios ejemplos de estos ensayos son los análisis de rayos X y los análisis por ultrasonidos. Estrictamente estos métodos no pertenecen a ensayos de materiales, ya que únicamente se analizan los defectos en una pieza concreta, aunque por otra parte existen ensayos cuya inclusión resulta dudosa, como el ensayo de estanqueidad en tubos, porque se desconoce si se deteriora o no la estructura del material.

Entre los ensayos no destructivos se encuentran los siguientes:

Ensayos destructivos

Se produce la rotura o daño sustancial en la estructura del material. Varios ejemplos de estos ensayos son los ensayos mecánicos de tracción o dureza, los ensayos físicos, como la determinación de los puntos de fusión y ebullición, el ensayo químico frente a corrosión, el ensayo de tensión, flexión, compresión, etc.

Según la velocidad de aplicación de las fuerzas

Ensayos estáticos

La velocidad de aplicación de las fuerzas al material no influyen en el resultado del ensayo. En el ensayo de tracción, por ejemplo, la velocidad de aplicación de la fuerza se mantiene por debajo de cierto límite para que el ensayo sea estático.

Ensayos dinámicos

La velocidad de aplicación de las fuerzas juega un papel decisivo. Un ejemplo de este ensayo es el ensayo de flexión por choque.

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