Ensayos de Conformado y Soldabilidad
El ensayo de embutición consiste en embutir una probeta con un punzón en forma de casquete esférico bajo la aplicación de una carga progresiva. El ensayo tiene por objeto determinar la aptitud de la chapa a ser conformada por embutición.
Los ensayos de soldabilidad permiten conocer la aptitud de los metales para ser unidos por soldadura y consisten básicamente en inspecciones para detección de defectos.
3.7. Ensayos por líquidos penetrantes
El ensayo por líquidos penetrantes consiste en la localización de defectos superficiales basándose en la capacidad de determinados líquidos de penetrar por capilaridad en el interior de las grietas y exudar hacia el exterior transcurrido un tiempo.
3.8. Ensayos por partículas magnéticas
La inspección por partículas magnéticas consiste en generar un flujo magnético en el interior de una pieza ferromagnética, de manera que ante cualquier defecto, este flujo es desviado creando una fuga en la que se concentrarán las partículas magnéticas de un revelador, delatando la presencia del defecto. El proceso de magnetización de una pieza puede realizarse de varias formas:
- Mediante imán: Se acerca la pieza al campo magnético de un imán convencional. Con este método solo podrían detectarse imperfecciones dispuestas transversalmente o con una inclinación de 45º respecto a las líneas de fuerza.
- Mediante corrientes eléctricas: Si una corriente eléctrica atraviesa un cuerpo longitudinalmente, se genera una magnetización circular. Si se hace pasar la corriente a través de una bobina, aparece un campo magnético longitudinal. Si se aplican ambos, pueden detectarse todos los defectos, sea cual sea su orientación.
3.9. Ensayos por ultrasonidos
El ensayo de inspección por ultrasonidos se basa en la propagación de ondas de presión de alta frecuencia a través del material para detectar discontinuidades internas. La rugosidad de la pieza constituye un factor clave, ya que la existencia de aire entre el elemento piezoeléctrico y la pieza puede provocar malas transferencias de la onda. Por ello, se emplean líquidos viscosos que facilitan la transmisión. Se utilizan dos métodos:
- Por transmisión: Consta de un emisor y un receptor. Si la pieza no presenta alteraciones, el receptor capta la totalidad de la onda; si hay defectos, detecta una intensidad menor.
- Por impulso-eco: Consta de un único palpador que emite y recibe los ultrasonidos. Este método aporta más información, aunque su coste es mayor.
3.10. Ensayos radiográficos
Los ensayos radiográficos consisten en bombardear un material con un haz de rayos X o rayos gamma; la radiación atraviesa la pieza y es proyectada sobre una película radiográfica donde queda registrada una imagen con la estructura interna de la muestra.
3.11. Ensayos metalográficos
La metalografía estudia las características estructurales de los metales y aleaciones para relacionarlas con sus propiedades físicas, mecánicas y químicas. Fases: extracción, montaje, desbaste, pulido, ataque micrográfico y observación al microscopio.
Clasificación de Materiales
5. Materiales metálicos
Los materiales metálicos son sustancias inorgánicas compuestas de uno o más elementos metálicos. Presentan propiedades generales como: buena conductividad eléctrica y térmica, alta rigidez, alta densidad, tenacidad, ductilidad y deformabilidad. Se clasifican en:
- Ferrosos: El componente principal es el hierro (aceros, fundiciones, ferroaleaciones).
- No ferrosos: Metales distintos al hierro (aluminio, cobre, magnesio, níquel, titanio, etc.).
5.1. Materiales metálicos ferrosos
El acero es una aleación de hierro-carbono (0,1 a 1,76% de carbono). El aumento de carbono eleva la resistencia a la tracción pero incrementa la fragilidad y disminuye la tenacidad.
5.1.2. Fundiciones
Son aleaciones de hierro-carbono con un porcentaje de carbono entre 1,76 y 6,67%. Son duras y frágiles, con buena resistencia al desgaste y a las vibraciones, pero no son dúctiles ni maleables.
5.2. Materiales metálicos no ferrosos
Se clasifican según su densidad en pesados (cobre, estaño, zinc, níquel), ligeros (aluminio, titanio) y ultraligeros (magnesio).
6. Materiales cerámicos
Materiales inorgánicos obtenidos por sinterización (cocción a alta temperatura). Destacan por su alta dureza, resistencia a altas temperaturas, estabilidad química y fragilidad. Se dividen en tradicionales (arcilla, sílice, feldespato) y avanzados (óxidos, carburos, nitruros).
7. Materiales poliméricos
Formados por la unión de monómeros mediante enlaces covalentes. Se clasifican en:
- Termoplásticos: Se ablandan con el calor y pueden moldearse repetidamente.
- Termoestables: Se moldean una sola vez; el calor provoca una reacción química que los hace rígidos permanentemente.
- Elastómeros: Poseen gran capacidad de deformación elástica (caucho, neopreno).
8. Materiales compuestos
Combinación no química de dos o más componentes (matriz y refuerzo) para obtener propiedades superiores. Se clasifican en reforzados con partículas, con fibras (vidrio, carbono, aramida) y estructurales (laminados y sándwich).
9. Materiales semiconductores
Materiales cuya conductividad eléctrica puede ser controlada (ej. silicio).
Tratamientos de los Materiales
10.1. Tratamientos térmicos
Operaciones de calentamiento y enfriamiento para modificar propiedades sin variar la composición química. Incluyen:
- Temple: Calentamiento y enfriamiento rápido para aumentar la dureza.
- Revenido: Tratamiento complementario al temple para reducir la fragilidad.
- Recocido: Enfriamiento lento para ablandar el material y facilitar el mecanizado.
- Normalizado: Calentamiento y enfriamiento al aire para eliminar tensiones internas.
10.2. Tratamientos termoquímicos
Modifican la estructura y la composición química superficial (ej. cementación, nitruración). Buscan mejorar la dureza superficial manteniendo un núcleo tenaz.
10.3. Recubrimientos anticorrosivos
Capas delgadas aplicadas para evitar la corrosión o mejorar propiedades superficiales. Técnicas: inmersión caliente (galvanizado), inmersión en frío (electrolíticos) y conversión química (anodizado).