Impacto y dureza

UNIVERSIDAD DE CARABOBO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
DEPARTAMENTO DE MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACIÓN
LABORATORIO DE MATERIALES



25 de Mayo de 2010
1. INTRODUCCION
Para la elaboración, diseño y utilización deelementos mecánicos es importante conocer y estudiar las propiedades mecánicas, estructurales y moleculares del material con las que está fabricado, así como su comportamiento en situaciones extremas de servicio. Para su estudio se realizan los ensayos de impacto y dureza.
Muchas máquinas y partes de ellas están sometidas comúnmente a cargas dinámicas; un tipo importante es aquel en el quela carga se aplica súbitamente como en el caso del impacto de una masa en movimiento; aquí se trata algunos de los aspectos del comportamiento de los materiales bajo tales cargas. A medida que se cambia la velocidad de un cuerpo al golpear, debe ocurrir una transferencia de energía; se realiza trabajo sobre las partes que reciben el golpe. La mecánica del impacto involucra no solamente lacuestión de los esfuerzos inducidos, sino también una consideración de la transferencia de energía y la absorción y disipación de esa energía.
El efecto de una carga de impacto que produzca esfuerzo depende de la cantidad de energía utilizada en causar deformación; al tratar los problemas que involucran las cargas de impacto, la manera predominante en que la carga haya de resistirse obviamentedetermina el tipo de información que se necesita. La meta es proveer margen para la absorción de tanta energía como sea posible a través de acción elástica y luego confiar en alguna clase de contención para disiparla.
En la mayoría de los ensayos para determinar las características de absorción energética de los materiales bajo cargas de impacto, el objeto es utilizar la energía del golpeopara causar la ruptura de la probeta.
El ensayo de dureza es, juntamente con el de tracción, uno de los más empleados en la selección y control de calidad de los metales. Intrínsecamente la dureza es una condición de la superficie del material y no representa ninguna propiedad fundamental de la materia. Se evalúa convencionalmente por dos procedimientos. El más usado en metales es laresistencia a la penetración de una herramienta de determinada geometría.
El ensayo de dureza es simple, de alto rendimiento ya que es no destructivo y particularmente útil para evaluar propiedades de los diferentes componentes microestructurales del material. Los métodos existentes para la medición de la dureza son Rockwell, Brinell y Vickers. Se distinguen básicamente por la forma de laherramienta empleada (penetrador), por las condiciones de aplicación de la carga y por la propia forma de calcular la dureza. La elección del método para determinar la dureza depende de factores tales como tipo, dimensiones de la muestra y espesor de la misma. [1]
Los ensayos de choque determinan, pues, la fragilidad o capacidad de un material de absorber cargas instantáneas, por el trabajonecesario para introducir la fractura de la probeta de un solo choque, el que se refiere a la unidad de área, para obtener lo que se denomina resiliencia. Este nuevo concepto, tampoco nos ofrece una propiedad definida del material, sino que constituye un índice comparativo de su plasticidad, con respecto a las obtenidas en otros ensayos realizados en idénticas condiciones, por lo que se debe tenermuy en cuenta los distintos factores que inciden sobre ella.
Resumiendo diremos que el objeto del ensayo de choque es el de comprobar si una maquina o estructura fallará por fragilidad bajo las condiciones que le impone su empleo, muy especialmente cuando las piezas experimentan concentración de tensiones, por cambios bruscos de sección, maquinados incorrectos, fileteados, etcétera, o...