propiedades de los materiales

1. LAS PROPIEDADES FUNDAMENTALES
COHESION: Resistencia de los átomos a separarse unos de otros.
ELASTICIDAD: Capacidad de un material de recobrar su forma primitiva cuando cesa
la causa que los deformara.
PLASTICIDAD: Capacidad de un material a deformarse. Se clasifica en:
MALEABILIDAD: Facilidad a deformarse en láminas.
DUCTILIDAD: Facilidad a deformarse en hilos.
Para determinar la cohesión se realizan ensayos de dureza y tamaño del grano.
Para determinar la elasticidad y la plasticidad se realizan ensayos de tracción y
compresión.
DEFINICIONES DE DUREZA
DUREZA AL RAYADO: Resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro.
1. Dureza Mohs (mineralógica).
2. Dureza Lima.
3. Dureza Martens.
4. Dureza Turner.
DUREZA A LA PENETRCION: Resistencia que opone un material a dejarse penetrar
por otro más duro.
1. HBS y HBW.
2. HR.
3. HV.
4. HK.
5. POLDI (Brinell dinámico).
6. Herziana.
7. Monotrón.
DUREZA ELASTICA: Reacción elástica del material cuando se deja caer sobre él un
cuerpo más duro.
1. SHORE.
2. Método Dinámico.
DUREZA PENDULAR: Resistencia que opone un material a que oscile un péndulo
sobre él.
Se realizan pruebas de flexión debido a la amplia difusión de este esquema de carga en
las condiciones reales de explotación, las probetas que se ensayan son más simples, sin
embargo el caso de solicitación es más complejo.

2. INTRODUCCION
En ingeniería se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento
estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término
"alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. Un caso
típico son las vigas, las que están diseñas para trabajar, principalmente, por flexión.
Igualmente, el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales
como placas o láminas. El esfuerzo de flexión puro o simple se obtiene cuando se
aplican sobre un cuerpo pares de fuerza perpendiculares a su eje longitudinal, de modo
que provoquen el giro de las secciones transversales con respecto a los inmediatos.
El rasgo más destacado es que un objeto sometido a flexión presenta una superficie de
puntos llamada fibra neutra tal que la distancia a lo largo de cualquier curva contenida
en ella no varía con respecto al valor antes de la deformación. El esfuerzo que provoca
la flexión se denomina momento flector.
CARGAS Y CONDICIONES EN LOS
APOYOS DE UNA VIGA.
Diagramas de cortante y momento: Debido a las
cargas aplicadas (P), la barra desarrolla una
fuerza cortante (V) y un momento flexionarte
(M) internos que, en general, varían de punto a
punto a lo largo del eje se la barra. Se determina
la fuerza cortante máxima y el momento
flexionante máximo expresando V y M como
funciones de la posición L a lo largo del eje de
la barra. Esas funciones se trazan y representan
por medio de diagramas llamados diagramas de
cortante y momento. Los valores máximos de V
y M pueden obtenerse de esas graficas.
DEFORMACION POR FLEXION: El comportamiento de cualquier barra deformable
sometida a un momento flexionante es al
que el material en la posición inferior de la
barra se alarga y el material en la porción
superior se comprime. En consecuencia,
entre esas dos regiones existe una
superficie neutra, en la que las fibras
longitudinales del material no
experimentan un cambio de longitud.
Además, todas las secciones transversales
permanecen planas y perpendiculares al
eje longitudinal durante la deformación.

3. MATERIALES A USAR
Se utilizará la máquina universal WPM 40 descrita en laboratorios anteriores. Probetas.
Se usarán dos probetas, una de madera, la cual será destruida con el objeto de conocer
su esfuerzo de rotura; y otra de acero, para la determinación del módulo de elasticidad.
Con esta última debe tomarse especial atención de no cargarla de manera que aparezcan
en ella esfuerzos mayores a los de fluencia.
El estándar ASTM D143 recomienda usar piezas pequeñas y limpias de madera de 2 × 2
× 30 in. Sobre un claro (vuelo, vano) de 28 in. ¿Se observan dichas recomendaciones en
nuestro Laboratorio? Aditamentos para el ensayo de flexión.
Los principales requerimientos de los bloques de apoyo y carga para ensayos de vigas
son los siguientes:
1. Deben tener una forma tal que permita el uso de un claro de largo definido y
conocido.
2. Las áreas de contacto con el material bajo ensayo deben ser tales que las
concentraciones de esfuerzos indebidamente altas (las cuales pueden causar
aplastamiento localizado alrededor de las áreas de apoyo) no ocurran.
3. Debe haber margen para el ajuste longitudinal de la posición de los apoyos
de modo que la restricción longitudinal no pueda desarrollarse a medida que
la carga progrese.
4. Debe haber margen para algún ajuste lateral rotativo para acomodar las vigas
que estén ligeramente torcidas de uno al otro extremo, de modo que no se
inducirán esfuerzos (cargas) torsionantes.
5. El arreglo de las partes debe ser estable bajo carga.
ENSAYO DE FLEXIÓN
El ensayo de flexión se realiza en la máquina universal, la misma que la del ensayo de
tracción, compresión y flexión, con la peculiaridad, de que hay que cambiar las
mordazas de sujeción de la probeta y la que actúa aplicando la fuerza de deformación.
Este ensayo se puede hacer de diferentes formas en función del ensayo, siendo estos de
un solo apoyo, de dos apoyos y de cuatro apoyos.

4. Se utiliza para el estudio principalmente de fundiciones, de arcos y vigas, que son
elementos estructurales pensados van a trabajar predominantemente en flexión. En los
tubos, chapas y perfiles, al deformarlos cuando se someten fuerzas de torsión o de
tensionamiento, el material aparece estirado y aplastado. Las chapas deformadas o
abolladas aparecen tensiones de tracción y de presión en los puntos, los cuales no se
puede reconocer siempre el efecto de fuerza original. Estas tensiones pueden ser
eliminadas solamente a través del generamiento de contratensiones orientadas, cuyo
efecto debe exceder las tensiones originales. Cuanto más fuerte sea la deformación de
la pieza de trabajo, mayores serán también las tensiones interiores en el material.
También en los radios exteriores de flexiones se presentan tensiones de tracción a través
del estiramiento del material.
El ensayo de flexión consiste en someter a una deformación plástica una probeta recta
de sección plena, circular o poligonal, mediante el pliegue de ésta, sin inversión de su
sentido de flexión, sobre un radio especificado al que se le aplica una presión constante.
Es importante que cumplas dichas condiciones, ya que todos los materiales oponen una
resistencia contraria a cada cambio de forma o deformación. Es una prueba casi estática
que determina el módulo de flexión, el estrés de flexión y la deformación por flexión.
Este esfuerzo de flexión se obtiene cuando se aplican sobre un cuerpo pares de fuerza
perpendiculares a su eje longitudinal, de modo que provoquen el giro de las secciones
transversales con respecto a los inmediatos.
La resistencia del material varía con la distancia entre apoyos, debido a que mientras los
momentos flectores aumentan o disminuyen con ésta, los esfuerzos cortantes se
mantienen constantes, por lo que será tanto menor su influencia cuanto mayor sea la luz
entre apoyos. Es por esta razón que la distancia entre los soportes de la probeta, han de
estar normalizadas, en función de la altura o diámetro de la misma, pudiendo aceptar
entonces que la acción del esfuerzo de corte resulta prácticamente despreciable. Para
ensayos más precisos la aplicación de la carga se hace por intermedio de dos fuerzas
con lo que se logra flexión pura.
El rasgo más destacado es que un objeto sometido a flexión presenta una superficie de
puntos llamada fibra neutra tal que la distancia a lo largo de cualquier curva contenida
en ella no varía con respecto al valor antes de la deformación. Cualquier esfuerzo que
provoca flexión se denomina momento flector. Los resultados del ensayo de flexión
muestran de forma especial el comportamiento del material cerca de la superficie de la
probeta. En comparación con el ensayo de tracción, las flexiones medidas en el ensayo

5. de flexión son aproximadamente cuatro veces mayores que los cambios de longitud en
el ensayo de tracción.
Si el efecto de fuerza es pequeño, no se somete la resistencia del material. Si este se
encoje a su posición inicial nuevamente, la dilatación fue elástica, llamándose
elasticidad recuperadora. Si el efecto de fuerza es mayor a la resistencia del material, se
presenta una deformación plástica, donde el material finalmente se recoge en el tamaño
de su dilación elástica. Por eso se debe tener siempre en cuenta la medida de la
elasticidad recuperadora en el flexionamiento y en la torsión. Los resultados de esta
prueba describen el comportamiento de un material a través de un diagrama de estrés-
deformación, al igual que las pruebas de compresión y tracción.
En este caso de onda senoidal, hay que imaginar que la tensión representada es una
tensión con ciclos de tracción (cuando es positiva) y de compresión (cuando es
negativa).
La resistencia a la flexión se calcula con la siguiente formula, donde la tensión será la
relación del esfuerzo con la sección de donde actué. El momento flector se representa
Mfmax, y se expresa en kgf/mm2 . Donde Fes la carga expresada en Newton y L es la
longitud entre los apoyos.
Si el modulo resistente Wz es:
Sustituyendo en la formula que determina la tensión y considerando el momento flector
máximo, obtenemos la resistencia estática o modulo de rotura de la flexión. Se expresa
en Kgmm/mm2 .

7. INTRODUCCIÓN:
Se denomina ensayo no destructivo (también llamado END, o en inglés NDT de non
destructive testing) a cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de
forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. Los
ensayos no destructivo simplican un daño imperceptible o nulo. Los diferentes métodos
de ensayos no destructivos se basan en la aplicación de fenómenos físicos tales como
ondas electromagnéticas, acústicas, elásticas, emisión de partículas subatómicas,
capilaridad, absorción y cualquier tipo de prueba que no implique un daño considerable
a la muestra examinada. El objetivo de estos ensayos es detectar discontinuidades
superficiales e internas en materiales, soldaduras, componentes e partes fabricadas.
Estos no ofrecen una gran cantidad de información comparados con los ensayos
destructivos, sin embargo tiene la ventaja, como su nombre los dice, de no destruir lo
ensayado, lo que hace que sean más baratos para el propietario de la pieza. Su finalidad
es verificar la homogeneidad del material encontrando grietas o microfisuras en la
pieza. Los materiales que se pueden inspeccionar son los más diversos, entre metálicos
y no -metálicos, normalmente utilizados en procesos de fabricación, tales como:
laminados, fundidos, forjados y otras conformaciones. Todas las soldaduras/uniones
presentan fallos, grietas, defectos, discontinuidades, localizar y determinar el tamaño.
Los ensayos son realizados bajo procedimientos escritos, que atienden a los requisitos
de las principales normas o códigos de fabricación, tales como el ASME, ASTM, API y
el AWS entreotros. Los inspectores son calificados como Nivel I, II y III por la ASNT
(American Society for Nondestructive Testing) según los requisitos de la Práctica
Recomendada SNT-TC-1A, CP-189.
3-ELEMENTOS BÁSICOS DE UN ENSAYO NO DESTRUCTIVO:
FUENTE: Una fuente que proporciona un medio de sondeo, es decir, algo que puede
usarse con el fin de obtener información de la pieza bajo prueba.
MODIFICACION: Este medio de sondeo debe cambiar o ser modificado como
resultado de las variaciones o discontinuidades dentro del objeto sometido a prueba.
DETECCION: Un detector que puede determinar los cambios en el medio de sondeo.
INDICACION: Una forma de indicar o registrar las señales del detector.
INTERPRETACION: Unmétodo de interpretar estas indicaciones.

8. ANTECEDENTES:
Los ensayos no destructivos se han practicado por muchas décadas. Se tiene registro
desde 1868 cuando se comenzó a trabajar con campos magnéticos. Uno de los métodos
más utilizados fue la detección de grietas superficiales en ruedas y ejes de ferrocarril.
Las piezas eran sumergidas en aceite, y después se limpiaban y se esparcían con un
polvo. Cuando una grieta estaba presente, el aceite que se había filtrado en la
discontinuidad, mojaba el polvo que se había esparcido, indicando que el componente
estaba dañado. Esto condujo a formular nuevos aceites que serían utilizados
específicamente para realizar éstas y otras inspecciones, y esta técnica de inspección
ahora se llama prueba por líquidos penetrantes (PT).
Sin embargo con el desarrollo de los procesos de producción, la detección de
discontinuidades ya no era suficiente. Era necesario también contar con información
cuantitativa sobre el tamaño de la discontinuidad, para utilizarla como fuente de
información, con el fin de realizar cálculos matemáticos y poder predecir así la vida
mecánica de un componente. Estas necesidades, condujeron a la aparición de la
Evaluación No Destructiva (NDE) como nueva disciplina. A raíz de esta revolución
tecnológica se suscitarían en el campo de las PND una serie de acontecimientos que
establecerían su condición actual.
En el año de 1941 se funda la Sociedad Americana para Ensayos No Destructivos
(ASNT por sus siglas en inglés), la cual es la sociedad técnica más grande en el mundo
de pruebas no destructivas. Esta sociedad es promotora del intercambio de información
técnica sobre las PND, así como de materiales educativos y programas. Es también
creadora de estándares y servicios para la Calificación y Certificación de personal que
realiza ensayos no destructivos, bajo el esquema americano.
A continuación se proporcionan una serie de fechas relacionadas con acontecimientos
históricos, descubrimientos, avances y aplicaciones, de algunas pruebas no
destructivas.
 1868 Primer intento de trabajar con los campos magnéticos
 1879 David Hughes establece un campo de prueba
 1879 David Hughes estudia las Corrientes Eddy
 1895 Wilhelm Röntgen estudia el tubo de rayos catódicos
 1895 Wilhelm Röntgen descubre los Rayos X
 1896 Henri Becquerel descubre los Rayos gamma
 1900 Inicio de los líquidos penetrantes en FFCC
 1911 ASTM establece el comité de la técnica de MT
 1928 Uso industrial de los campos magnéticos
 1930 Theodore Zuschlag patenta las Corrientes Eddy
 1931 Primer sistema industrial de Corrientes Eddy instalado
 1941 Aparecen los líquidos fluorescentes

9.  1945 Dr. Floy Firestone trabaja con Ultrasonido
 1947 Dr. Elmer Sperry aplica el UT en la industria
La entidad que reune a todas las instituciones debidamente constituidas es el Comité
Internacional de Ensayos No Destructivos (ICNDT, por sus siglas en inglés) con sede
en Viena.
La globalización en los mercados mundiales ha marcado el desarrollo de los ensayos no
destructivos, los cuales tienen ya un alcance en cada rincón del planeta, y actualmente
existen sociedades de ensayos no destructivos en la mayoría de los países como por
ejemplo, La Sociedad Argentina de Ensayos No Destructivos (AAENDE), El Instituto
Australiano para Ensayos No Destructivos (AINDT), La Sociedad Austriaca de Ensayos
No Destructivos (OGFZP), La Asociación Belga de Ensayos No Destructivos (BANT),
La Sociedad Brasileña de Ensayos No Destructivos (ABENDE), La Sociedad
Canadiense de Ensayos No destructivos (CSNDT), La Sociedad China para Ensayos No
Destructivos (ChSNDT), El Instituto Mexicano de Ensayos No Destructivos A.C.
(IMENDE A.C., Asociación Mexicana de Ensayos No Destructivos (AMEXEND A.C.)
Los ensayos no destructivos se utilizan en una variedad de ramas que cubren una gran
gama de actividades industriales.
En la industria automotriz:
1. Partes de motores
2. Chasis
En aviación e industria aeroespacial:
1. Exteriores: Chasis
2. Plantas generadoras: Motores a reacción y cohetes espaciales
En construcción:
1. Ensayos de integridad en pilotes y pantallas
2. Estructuras
3. Puentes
En manufactura:
1. Partes de máquinas
En ingeniería nuclear:
1. Pressure vessels
En petroquímica:
1. Transporte por tuberías
2. Tanques de almacenamiento

10. Misceláneos
1. Atracciones de parques de diversiones
2. Conservación-restauración de obras de arte.
VENTAJAS DE LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Los Ensayos no Destructivos pueden ser usados en cualquier paso de un proceso
productivo, pudiendo aplicarse por ejemplo:
Durante la recepción de las materias primas que llegan al almacén; para comprobar la
homogeneidad, la composición química y evaluar ciertas propiedades mecánicas.
Durante los diferentes pasos de un proceso de fabricación; para comprobar si el
componente está libre de defectos que pueden producirse por un mal maquinado, un
tratamiento térmico incorrecto o una soldadura mal aplicada.
En la inspección final o de la liberación de productos terminados; para garantizar al
usuario que la pieza cumple o supera sus requisitos de aceptación; que la parte es del
material que le había prometido o que la parte o componente cumplirá de manera
satisfactoria la función para la cual fue creada.
En la inspección y comprobación de partes y componentes que se encuentran en
servicio; para verificar que todavía pueden ser empleados de forma segura; para conocer
el tiempo de vida remanente o mejor aún, para programar adecuadamente los paros por
mantenimiento y no afectar el proceso productivo.
Debido a que no se alteran las propiedades del material y por lo tanto no existen
desperdicios, con el empleo de los Ensayos No Destructivos sólo hay pérdidas cuando
se detectan piezas defectuosas.
Este tipo de inspección es muy rentable cuando se inspeccionan partes o componentes
críticos, en los procesos de fabricación controlada o en la producción de piezas en gran
escala.
MÉTODOS Y TÉCNICAS:
La clasificación de las pruebas no destructivas se basa en la posición en donde se
localizan las discontinuidades que pueden ser detectadas, por lo que se clasifican en:
Pruebas no destructivas superficiales
Estas pruebas proporcionan información acerca de la sanidad superficial de los
materiales inspeccionados. Los métodos de PND superficiales son:
 VT – Inspección Visual
 PT – Líquidos Penetrantes

11.  MT – Partículas Magnéticas
 ET – Electromagnetismo
En el caso de utilizar VT y PT se tiene la limitante para detectar únicamente
discontinuidades superficiales (abiertas a la superficie); y con MT y ET se tiene la
posibilidad de detectar tanto discontinuidades superficiales como sub-superficiales (las
que se encuentran debajo de la superficie pero muy cercanas a ella).
INSPECCIÓN VISUAL
Aunque sea el más modesto, siempre se realiza como fase previa a otros Ensayos más
sofisticados. Facilita el trabajo posterior y establece la secuencia de trabajo.
Es por tanto el más empleado por su sencillez, rapidez y economía de aplicación.
La inspección visual es el ensayo no destructivo por excelencia, ya que su agente físico,
la luz, no produce daño alguno a la inmensa mayoría de los materiales.
La inspección visual es el primer paso de cualquier evaluación. En general, las Pruebas
no Destructivas establecen como requisito previo realizar una inspección visual,
normalmente lo primero que decimos es “déjame ver como está” (la apariencia de un
objeto). la inspección visual es utilizada para determinar:
 Cantidad
 Tamaño
 Forma o configuración
 Acabado superficial
 Reflectividad (reflexión)
 Características de color
 A juste
 Características funcionales
 La presencia de discontinuidades superficiales