SEMANA III

CONOCIMIENTO EXPERIMENTAL DE LOS MATERIALES: ENSAYO Y SELECCIÓN DE MATERIALES

Concepto de escala y su influencia en el estudio de los materiales

Es la proporción de aumento o disminución que existe entre las dimensiones reales y las dimensiones representadas de un objeto. En efecto, para representar un objeto de grandes dimensiones, deben dividirse todas sus medidas por un factor mayor que uno, en este caso denominado escala de reducción; y para representar objetos de pequeñas dimensiones, todas sus medidas se multiplican por un factor mayor que uno, denominado escala de ampliación. La escala a utilizar se determina entonces en función de las medidas del objeto y las medidas del papel en el cual será representado. El dibujo hecho a escala mantendrá de esta forma todas las proporciones del objeto representado, y mostrará una imagen de la apariencia real del mismo. Finalmente, deben indicarse sobre el dibujo las dimensiones del objeto real, y la escala en que ha sido elaborado.

La observación directa de los materiales

Es aquella en la cual el investigador puede observar y recoger datos mediante su propia observación.

Observaciones experimentales 

Se entiende de dos maneras: por un lado, es la que se realiza en lugares pre-establecidos para el efecto tales como los museos, archivos, bibliotecas y laboratorios; por otro lado, también es investigación de laboratorio la que se realiza con grupos humanos previamente determinados, para observar sus comportamientos y actitudes.

En este tipo de observación, el investigador manipula ciertas variables para observar sus efectos en el fenómeno estudiado. Cuando los recursos lo permiten, el experimento consiste en reunir a un grupo humano y provocar una situación al introducir determinada variable, y con un grupo de observadores, medir las consecuencias.

Ensayo

Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades mecánicas de un material.

Los ensayos de materiales pueden ser de dos tipos, ensayos destructivos y ensayos no destructivos. Estos últimos permiten realizar la inspección sin perjudicar el posterior empleo del producto, por lo que permiten inspeccionar la totalidad de la producción si fuera necesario.

Ensayos destructivos:

 
Son pruebas que se les hacen a algunos materiales como el acero por ejemplo. Algunas de ellas son ensayo de tensión, flexión, compresión, etc. Se les llama destructivos porque deforman al material.

Entre los ensayos destructivos más comunes se encuentran los siguientes:

Ensayo de tracción
Ensayo de compresión
Ensayo de cizallamiento
Ensayo de flexión
Ensayo de torsión
Ensayo de resiliencia
Ensayo de fatiga de materiales
Ensayo de fluencia en caliente (creep)
Ensayo de plegado libreOtros ensayos para aplicaciones específicas son:
Ensayo de plegado
Ensayo de embutición
Ensayo de abocardado
Prueba hidrostática (con presiones mayores a las de servicio).
Flexión alternativa de alambres

Ensayos no destructivos

Son métodos para evaluar un material, sin afectar o alterar sus características de servicio. Entre ellos se encuentran los siguientes:

· Ensayo de durezas (en algunos casos no se considera como ensayo no destructivo, especialmente cuando puede comprometer la resistencia de la pieza a cargas estáticas o a fatiga)
· Inspección visual, microscopía y análisis de acabado superficial
· Ensayos por líquidos penetrantes
· Inspección por partículas magnéticas
· Ensayos radiológicos
· Ensayo por ultrasonidos
· Ensayos por corriente inducidas
· Ensayos de fugas: detección acústica, detectores específicos de gases, cromatógrafos, detección de flujo, espectometría de masas, ensayos de burbujas, etc.

Selección de materiales

El servicio y uso, es el último criterio en la elección de los materiales. Mediante ensayos se puede predecir o garantizar el desempeño de los materiales en condiciones de servicio. Los problemas de calidad del material, del diseño, y del uso se interrelacionan. Las consideraciones involucradas en la selección de los materiales, tendiendo en cuenta aspectos relacionados con problemas de diseño y fabricación son:

a. Clases de materiales disponibles.
b. Propiedades de los materiales.
c. Requisitos de servicio.
d. Economía relativa de los materiales.
e. Métodos de preparación o fabricación de los materiales, y la influencia de los procesos sobre sus propiedades.
f. Métodos de especificación.
g. Métodos de ensayo e inspección.