sábado, 25 de mayo de 2013

RESISTENCIA AL IMPACTO + FATIGA

Resistencia al impacto


La resistencia al impacto describe la capacidad del material a absorber golpes y energía sin romperse. La energía de impacto es análoga a la tenacidad.

Para calcular esta propiedad se pueden llevar a cabo dos métodos diferentes, para esto se ensayan los materiales con entalla (abertura) con la finalidad de sensibilizarlos más y así facilitar el ensayo.



Prueba charpey 


Fue creada por Georges Charpy en 1909. Esta se utiliza en ensayos para determinar la tenacidad de un material. Son ensayos de impacto de una probeta entallada y ensayada a flexión en 3 puntos. El péndulo cae sobre el dorso de la probeta y la parte.



El método consiste en romper el material que se ensaya, bajo un efecto dinámico que se produce por el impacto sobre el mismo de una masa de peso y velocidad conocida. En ambos casos la rotura se produce por flexionamiento de la probeta, por lo que se los denomina flexión por choque.

Formula: La energía absorbida en el impacto por la probeta usualmente se calcula como la diferencia de alturas inicial y final del péndulo, esto supone, obviamente despreciar algunas pérdidas por rozamiento). La fórmula de cálculo para la energía de impacto:




Donde:


(Τ es la energía empleada en la rotura en Joules) (P es la masa del péndulo en Kg)
(G es la gravedad (9,8 m/s²)) (H es la altura inicial del péndulo H' es la altura final del péndulo)
(L es la longitud del péndulo en metros) (Α y β son los ángulos que forma el péndulo con la vertical antes y después de soltarlo, respectivamente)

Método IZOD


FATIGA


Consiste en el desgaste y posterior ruptura de un objeto fabricado para soportar carga, se da cuando se ejercen fuerzas repetidas aplicadas sobre el material creando pequeñas grietas.



  • Se inicia una grieta minúscula sobre la superficie.(Carga) 
  • Propagación de la grieta. 
  • Fractura del material. 






RESISTENCIA A LA COMPRENSION



La resistencia a la compresión se puede definir como el esfuerzo máximo que puede soportar un material bajo una carga de aplastamiento.

Resistencia a la compresión en cerámicos


Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad, dado que tienden a ser materiales porosos. Tienen elevada resistencia a la compresión.


Resistencia a la compresión en polímeros


Este método se utiliza para investigar el comportamiento a la compresión de la muestra de ensayo, y para determinar la resistencia a las comprensión, módulo de compresión, y otros aspectos de la relación tensión/deformación en compresión bajo las condiciones definidas.


Resistencia a la compresión en metales 

Este método se utiliza para investigar el comportamiento a la compresión de la muestra de los metales y las bases con las que se realiza la compresión en los metales, las cuales están hechas con fibra de diamante ya que se requiere un material mas fuerte que el metal.



Formulas para la resistencia a la resistencia a la compresión



  •  Si la sección tiene forma circular o cilíndrica, se utiliza la fórmula A = 3,1415r^2, donde r es el radio. Si el objeto tiene sección rectangular, se utiliza la fórmula A = L.W, donde L es la longitud y W es el ancho. El área estará en pulgadas cuadradas o metros cuadrados. 
  • Calcula la resistencia a la compresión utilizando la fórmula S = P/A, donde S es la resistencia a la compresión, P es la carga máxima aplicada al objeto, y A es el área. El valor de resistencia ala compresión final estará expresado en libras fuerza/pulgada cuadrada (psi), o kilogramos fuerza/metro cuadrado. 

CERAMICOS

son sólidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmico.
Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables. Pueden utilizarse en ambientes con temperatura alta, corrosivos y tribológicos.
En dichos ambientes muchas cerámicas exhiben buenas propiedades electromagnéticas, ópticas y mecánicas.


SE CLASIFICAN EN:

  • CERÁMICOS POROSOS 
  • CERÁMICOS IMPERMEABLE

Cerámicos porosos.

No se llega a fundir el cuarzo y la arena. Son totalmente permeables a gases, líquidos y grasas.

  • Arcilla cocida (700  a 1.000 ºc):


  • Refractarios (1.300 a 1.600 ºc)

Cerámicos impermeables 

Se vitrifica completamente la arena y el cuarzo. De esta manera se obtienen productos impermeables y mas duros.
  • Gres cerámico común: se obtiene a partir de arcillas; sometidas a 1.300 ºC. Muy usada en pavimentos.
  • Gres cerámico fino: Obteniada a partir de arcillas refractarias añadiendo un fundente rebajando así el puntos de fusión a 1.300 ºC. Cuando esta apunto de finalizar la cocciò, se impregna los objetos de sal marina.
  • Porcelana: Se obtiene a partir de una arcilla muy purra (caolìn),a la que se añade un fundente y un desengrasante. Sufre dos la primera entre 1.00 ºC  y  1.300 ºC, y la segunda a hasta 1.800ºC.

DIFERENCIAS

  • Metales y cerámicos:  Estructura química lo que hace notablasla ventaja de dureza dominante de los cerámicos frente algunos tipos de metales.
  • Polímeros y cerámicos: los polímero y los cerámicos son utilizados en trabajos similares, pero en factores de trabajo muy diferentes ya que los polímeros en sus caracterizas principales la dureza no juega un papel de alto rendimiento y más cuanto es polímero natural.





DUREZA

La dureza es una condición de la superficie del material, no representa ninguna propiedad de la materia y está relacionada con las propiedades elásticas y plásticas del material. Si bien, es un término que nos da idea de solidez o firmeza, no existe una definición única acerca la dureza y se la suele definir arbitrariamente en relación al método particular que se utiliza para la determinación de su valor.

Tipos de dureza

  • Dureza Brinell.
  • Dureza Rockwell.
  • Dureza vickers.

Dureza Brinell


Consiste en presionar la superficie del material a ensayar con una bolilla de acero muy duro o carburo de tungsteno, produciéndose la impresión de un casquete esférico correspondiente a la porción de la esfera que penetra. El valor de dureza, número de Brinell HB, resulta de dividir la carga aplicada P por la superficie del casquete.




Formula


Procedimiento 

Para obtener la dureza Brinell de la superficie de un material se presiona contra la probeta de una bola de acero con determinado diámetro D. La bola se mantiene algún tiempo bajo la carga P. Luego de retirada la carga se miden dos diámetros, en direcciones mutuamente perpendiculares, de la impronta dejada, con ayuda de un microscopio. El valor medio de los diámetros (d) y los otros valores se sustituyen  en la formula de trabajo para obtener el valor de la dureza Brinell. En las mismas condiciones se realizan varias indentaciones más.


Duereza Rockwell

Al igual que en el ensayo Brinell la dureza se determina en función del grado de 
penetración de la pieza a ensayar a causa de la acción del penetrador bajo una carga estática 
dada. Difiere del ensayo Brinell en que las cargas son menores y los penetradores más pequeños por lo que la impronta será menor y menos profunda. Además el ensayo Rockwell no requiere la utilización de formula alguna para la determinación de la dureza. Esta se obtiene directamente del dial indicador de la máquina ya que la misma está dada por el incremento de profundidad de penetración debido a la acción del penetrador, el cual puede ser una bolilla de acero o un cono de diamante. 

Ejemplo:
Cono de diamante.
PA = 60Kg
PC = 150Kg
PB = 100Kg

Formula

HRA, HRC, HRD = 100 - 500t

Procedimiento

APLICACIÓN DE LA CARGA MENOR: debe colocarse la probeta sobre el soporte y aplicar la carga menor gradualmente hasta que se obtenga la indicación apropiada en la caratula. Esto se obtiene cuando el indicador haya dado él numero apropiado de revoluciones completas y quede dentro de 5 divisiones de la posición de ajuste en la parte superior de la caratula. 

APLICACIÓN DE LA CARGA MAYOR: Debe aplicarse la carga mayor accionando la palanca 
de operación sin impacto y dejando que gire libremente. Se retira la carga mayor llevando la palanca Ensayos de dureza Página 3 de 8 de operación de regreso a la posición original dentro de los 2 segundos siguientes después de que su movimiento ha cesado sin interrumpirla maniobra de regreso. 

LECTURA DE LA ESCALA PARA DUREZA ROCKWELL: Debe considerarse la dureza 
rockwell como la lectura del indicador en la escala apropiada de la caratula, después de que se ha quitado la carga mayor y mientras la carga menor aun esta actuando. Estas lecturas se estiman a veces a la mitad de una división, dependiendo del material que se pruebe.

Dureza vickers

Es una prueba de dureza por penetración, en la cual se usa una maquina calibrada para aplicar una carga compresiva predeterminada, con un penetrador piramidal de diamante de base cuadrada y ángulos entre caras de 136º apoyado sobre la superficie del material bajo prueba. Para conocer la dureza después de retirar la carga se miden las diagonales de la huella resultante.

La dureza Vickers (HV) se calcula partiendo de la fuerza en Newton y de la diagonal en mm2
de la huella de la pirámide según la fórmula: 

Formula

HV = 1.8544*P/d^2

Donde: 

P: Carga aplicada en N.
d: Diagonal media de la huella mm. 





viernes, 24 de mayo de 2013

VIDRIO


El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza.

Método de fabricación 


La fabricación de vidrio y de productos de vidrio consta básicamente de cuatro etapas:
Mezclado de materias primas y vidrio reciclado, fusión, moldeo y por ultimo un
tratamiento de alivio de tensiones. La materia prima utilizada consiste básicamente en:
arena silícea, ceniza de soda, caliza, feldespato y bórax.


Composición fusión:  las materias prima, finalmente molidas, se dosifican con precisión y se mezclan de forma  homogénea, después la mezcla es introducida en el horno de fusión, y calentada a temperatura determinada. 


Fibrado: el vidrio fundido en el horno  es distribuido por canales y alimenta a las hileras, que son baños  de platino/rodio en forma prismática.

Encimado: sus funciones son darle cohesión entre filamentos, aumentar  o disminuir la rigidez, proteger contra la abrasión, eliminar la electricidad estática .

Propiedades física


La fibra de vidrio está formado fundamentalmente por sílice, que se asocia a diversos óxidos (alúmina, alcalinos y alcalinotérreos), y se obtiene por fusión de la mezcla de esas materias, pasando la hilera y sometiéndose a una operación de estirado.

Características de la fibra de vidrio


  • Resistencia mecánica 
  • Características eléctricas 
  • Incombustibilidad 
  • Débil conductividad térmica 
  • Imputrescibilidad (no sufre ninguna alteración) 
  • Densidad 
  • Viscosidad
  • Corrosión

Tipos de vidrio 


El vidrio en general puede ser fibrado. Sin embargo, para efectuar esta operación es necesario centrarse en sus composiciones determinadas.
Los vidrios más utilizados son aquellos a bases de sílices que contienen en disolución dos silicatos: Silicato alcalino (sodio),  Silicato de sodio (calcio).
  • Vidrio Templado 
  • Vidrio Impreso Templado 
  • Vidrio Anti reflejante  
  • Doble Acristalamiento 
  • Vidrio Laminado 
  • Vidrio Laminar 
  • Vidrio Seri grafiado 

Conformado del vidrio 

  • prensar
  • soplado
  • soplado de molde
  • fusionado y reposo
  • pasta de vidrio
  • vidrio estriado

Usos y aplicaciones


Los vidrios hoy en día se encuentran muy presentes en nuestra vida de manera radical debido a que se pueden observar con sólo echar un vistazo al propio entorno.