Atributos de Servicio de los productos Manufacturados PROCESOS DE MANUFACTURA 1 Ing. José Carlos López Arenales
Qué propiedades de los materiales nos interesan en la Manufactura? Propiedades mecánicas (determinación). Comportamiento dúctil y frágil Efectos de los defectos internos y externos Métodos para neutralizar los efectos por defectos Formación elástica del equipo de ensayo y producción Propiedades físicas, tribológicas y químicas.
Proceso óptimo Obtención de las propiedades finales deseadas o necesitadas al costo mínimo Aceptabilidad: ensayos tecnológicos para asegurar que los materiales cumplan con las especificaciones.
Propiedades mecánicas en tensión Ensayos de Tensión: Uso de probeta (redonda o plana) Longitud calibrada Máquina de ensayo Uso de extensómetro
Probetas
Curva esfuerzo - deformación ð = P / A Invariabilidad de volumen: V = Aolo = A1l1 = Al
Curva esfuerzo - deformación Esfuerzo nominal, convencional o de ingeniería. ð = P / Ao Elongación et (%) = l lo 100 lo
Resistencia a la tensión Ley de Hook. ð = E et Módulo de Elasticidad E = ð / et (Mpa o psi)
Límite de fluencia ð 0.2 = P0.002 / Ao Es de suma importancia en el diseño de piezas. Se debe evitar la deformación plástica A menudo se usa un valor de seguridad menor tal como un ð0.02
Resistencia a la tensión Resistencia a la Última Tensión TS = P max / Ao Es una medida de la fuerza máxima que un componente puede soportar antes de la falla catastrófica.
Resistencia a la tensión
Ductilidad en tensión Habilidad de los materiales para deformarse sin fractura Elongación uniforme: Deformación unitaria de ingeniería soportada en el punto de carga máxima. Eu = lu lo lo
Elongación Elongación hasta la fractura total o Elongación total o simplemente elongación. ef = lf lo lo Toma de decisiones: hacer o comprar Listado de materiales
Reducción de área La reducción de área es la medida más sensible de la Ductilidad. El estado de esfuerzos Cambia a tensión triaxial
Reducción de área Q = Ao Af Ao
Tenacidad Energía absorbida por el material antes de la fractura. El área bajo la curva de esfuerzo deformación unitaria tiene la dimensión de fuerza por distancia o sea trabajo. Lo cual indica que los materiales más dúctiles son los que tienen una tenacidad mayor.
Aseguramiento del incremento de la ductibilidad Ausencia de defectos internos Presencia de inclusiones, porosidad, etc. Limpieza Prueba hidrostática Neutraliza los esfuerzos de tensión
Efectos de muesca Concentración de esfuerzos Inicia con presencia de grietas en la superficie o en el interior del cuerpo, lo cual reduce el esfuerzo de tensión que un material puede soportar sin fracturarse ð fr = ( C * 1/a ) ½ = ( 2E s ) a Factor de concentración de esfuerzos K
Energía de Impacto Ensayos de Impacto ( ASTM E32) Aplicación de una carga repentina. Tenacidad a la fractura Probeta con muesca Mecánica de fractura elástica lineal Prevenir formación de grietas
Energía de Impacto
Compresión Ensayo de compresión ASTM E9 Hierro fundido gris, concreto, etc. Abarrilamiento Fractura en diagonal 45 Materiales frágiles fallan repentinamente
Dureza Dureza Brinell ASTM E10 Esfera de acero (HB o BHN) Kg/mm 2 Dureza Vickers ASTM E92 Pirámide (HV 0 VHN) Kg/mm 2 Microdureza Knoop ASTM E384 Rombo HK Kg/mm 2
Dureza Dureza Rockwell ASTM E18 HRA, HRB, HRC Escleroscopio ASTM E448 Ensayo de rayado Comparativo, escala Mohs Durómetro
Dureza
Fatiga Falla por fatiga Límite por fatiga o límite de durabilidad
Propiedades a Temperatura elevada Termofluencia ASTM E139
Propiedades a Temperatura elevada
Esfuerzos residuales Resultado del proceso de manufactura Esfuerzos internos Calentamiento a alta temperatura Medios mecánicos
Ensayos no destructivos (NDT) Inspección por líquido penetrante Inspección por partículas magnéticas Inspección por corriente parásita Inspección ultrasónica Inspección radiográfica
Ensayos no destructivos (NDT)
Propiedades físicas Densidad Propiedades tribológicas Adhesión (Soldadura por presión) Fricción Desgaste Adhesivo Abrasivo Por fatiga Químico
Propiedades físicas Lubricación Fluidos viscosos Lubricantes marginales Lubricantes EP Lubricantes sólidos Importancia
Propiedades físicas Propiedades eléctricas Conductividad Resistividad (superconductores) Piezoeléctricos Aislantes Propiedades magnéticas Ferromagnéticos Magnéticamente suaves Imanes permanentes
Propiedades físicas Propiedades térmicas Dilatación térmica Punto de fusión Conductividad térmica Transferencia de calor (radiación, convección)
Propiedades químicas Corrosión Acción química Corrosión galvánica Resistencia a la corrosión