Este documento describe varios ensayos mecánicos destructivos para probar las propiedades de los materiales, incluidos la composición, metalografía, tracción, impacto, dureza y fatiga. Los ensayos evalúan propiedades como resistencia, ductilidad y tenacidad para verificar la calidad del material y su aplicación adecuada.

1. Ensayos Destructivos Mecánicos
Los ensayos destructivos son pruebas que a las que se someten los materiales con el fin
decomprobar sus propiedades como dureza, tenacidad, resistencia mecánica, ductilidad, y
asípoder verificar la calidad de dicho material y hacer una correcta aplicación de ellos.
Estosensayos son muy importantes ya que nos muestran en una manera proporcional, como
losmateriales se desempeñarían en distintas situaciones. Los ensayos más importantes son
lossiguientes.
•Composición
•Metalografía
•Tracción
•Impacto
•Dureza
•FatigaComposiciónLa determinación de la composición química cualitativa y cuantitativamente
de los metales ysus aleaciones se efectúa en forma general mediante los procedimientos
llamados: VIAHÚMEDA y VIA ESPECTROGRÁFICA.
Vía HúmedaEs un proceso en el que una muestra es disuelta, generalmente, en agua o en ácidos
yemplea reactivos igualmente en solución. Constituye la base del análisis químico
cualitativoclásico actual.
•PRECIPITACIÓN
•COLORACIÓN Y DECOLORACIÓN
•DESPRENDIMIENTOS GASEOSOS
•CATÁLISIS
•INDUCCIÓN
•ENMASCARAMIENTO
EXTRACCIÓNLa vía húmeda es un análisis químico en laboratoriosespecializados cuyos resultados
son interpretados según los parámetros de la químicainorgánica que competen a otra materia y
sirve para determinar la presencia del el carbono y elazufre en la muestra.VíaEspectográfica

2. Este constituye una análisis cualitativosimplificado en donde se pone en
incandescencia una muestra del material a ensayar con una fuente externa de calor; la luzemitida
por el material se descompone por medio de un prisma, en un espectro multicolor,cada línea del
espectro corresponde a un elemento químico determinado que se identificasobreponiendo a la
placa fotográfica un espectrograma transparente en el que estánregistradas las líneas de color
correspondientes a los diferentes elementos químicos. Loscuantómetros son los más modernos y
perfectos aparatos y obtienen resultados en menos decinco minutos. Para analizar el Carbono, el
Azufre y el Fósforo, el arco sobre la muestra debeproducirse en vacío por lo que, como equipo
adicional, los cuantómetros están equipados conuna bomba rotatoria de dos etapas y de inyección
de Argón para producir el vacío y barrer elúltimo vestigio de aire en la cámara de chispas.
Metalografía
Los ensayos metalográficos o estructurales se basan en la observación microscópica de
lasuperficie de una probeta adecuadamente preparada en donde se hace visible la forma,tamaño,
tonalidad, orientación, etc. de los diferentes microconstituyentes o granos que formanla
estructura cristalina de los materiales, pudiéndose revelar también, del estudio de la misma,los
tipos de inclusiones e impurezas y los tratamientos térmicos o mecánicos a que han sidosometidas
las piezas.Los pasos a seguir en un ensayo metalográfico son los siguientes:
•Desbaste o esmerilado burdo.
•Pulido intermedio.
•Pulido fino.
•Ataque con reactivo.
•Observación microscópica.
•Impresión de microfotografía.Interpretación de resultados.Los Microscopios usados en los
ensayos metalográficos son del tipo ópticos ometalográficos de banco que alcanzan ampliaciones
no mayores de 2000 veces (2000x) y losmicroscopios electrónicos que alcanzan ampliaciones de
30,000x a 200,000x y los máspotentes hasta de 600,000x.
Tracción Consiste en someter a una probetanormalizada a un esfuerzo de traccióncreciente hasta
que se produce la rotura de laprobeta con una fuerza estática o aplicadalentamente.

3. La prueba se efectúa en unaMáquina Universal de Tracción que puedetener acoplado un
extensómetro para medir laelongación de la probeta sometida a la prueba yungraficador para
obtener la curva esfuerzo-deformación. Los resultados se interpretanmatemáticamente y se da a
conocer, el procentaje de alargamiento, la elongación (ductilidad) yla resistencia mecánica.
Impacto Se define también como ensayo detenacidad, donde la tenacidad es la cantidadde
energía absorbida por un material hastaantes de su ruptura y está presente en losmateriales con
una buena ductilidad yresistenciamecánica.Esta prueba se realiza mediante unamáquina
ensayadora de impacto del tipo“izod” o “charpy” cuya diferencia radica en laforma de sujeción de
la probeta. En estaprueba se coloca la probeta (a ciertatemperatura) en la máquina y con
un“martillo” integrado se le golpea y al tiempoque la probeta absorbe el golpe, un medidor
muestra la energía absorbida hasta suruptura.
Dureza Entre las propiedades fundamentales de los metales se encuentra la
Cohesión que como sesabe, es la resistencia que ofrecen los átomos de un cuerpo a separarse. La
cohesión sevaloriza mediante los ensayos de dureza. Se define la dureza como la oposición que
ofrecenlos cuerpos a ser rayados o penetrados por otro. Dentro de los métodos conocidos
seencuentran:
1.Dureza Rockwell: está basado en la profundidad de lapenetración del indentador. Se aplica con
una precargade 10 Kgf, la cual se considera como el nivel cero de lapenetración. Se realizan
mediciones de durezavolumétrica según escalas A, B y C y también paradurezas superficiales
según escalas T y N.
2.DurezaBrinell: consiste en indentar la superficiemetálica con una bola de carburo de wolframio
de 1, 2,5y 5 mm de diámetro y con cargas de 10, 30, 62,5 y187,5 Kgf
3.DurezaVickers: usa un indentador de diamante deforma piramidal y de base cuadrada con
ángulos de136º y también se cuenta con uno de 120º. El durómetrocuenta con cargas de 10, 30 60
y 100 Kgf
4.DurezaKnoop: procedimiento llamado también demicrodurezas, se basa en la formación de
pequeñashuellas o impresiones extremadamente pequeñas. Las cargas aplicadas varían entre 1kg.
y 100 Kg. dependiendo del material de que se trate. Utiliza una pirámide dediamante del tipo
Vickers de base cuadrada o también un marcador piramidal alargadode diamante. En la
microhuella formada en la máquina Knoop se mide la longitud de ladiagonal más larga con ocular

4. de micrómetro de rosca, convirtiendo este valor endurezaKnoop (HK) usando las tablas
correspondientes o en su defecto aplicando lafórmula empírica.
Fatiga Se define la fatiga como el desfallecimiento que sufren los metales al cabo de
undeterminado número de esfuerzos alternados de intensidad variable; en una falla por fatiga
sedistinguen 3 períodos:
1.Incubación de la falla
2.Fisuración progresiva
3.Ruptura final
El aspecto que presentan las piezas que fallan por fatiga denotan dos partes quecorresponden a
los dos últimos períodos antes señalados:
A.- Una zona de grano FinoB.- Una zona de grano GruesoTermofluencia
Se define la termofluencia como “LA DEFORMACION LENTA” y permanente, a lo largo deltiempo,
que sufren los materiales sometidos a un esfuerzo constante, con el efecto combinado dela
temperatura. Esta acción se produce en casi todos los materiales empleados en ingeniería massin
embargo, en el caso de los metales, solo es importante a temperaturas superiores a pocomenos
de la mitad de la temperatura de fusión (0.4T
f ).En la Termofluencia se pueden distinguir 3 etapas:1.Termofluencia primaria o transitoria, en
donde la deformación sufrida es del tipo elástica2.Termofluencia Secundaria o estacionaria, en
donde la deformación continúa a velocidadconstante3.Termofluencia Terciaria en donde la
deformación se acelera con velocidad determofluencia hasta la ruptura finalCon el objeto de
determinar las características de TERMOFLUENCIA de un material, sepractica un ensayo con una
probeta cilíndrica similar a las usadas en el ensayo de tracción que seintroduce a un horno de
diseño especial como se muestra en la figura, y se le aplica un esfuerzo; laprobeta sufre un
alargamiento (escaso) que depende del esfuerzo aplicado y del módulo deelasticidad del material
a esa temperatura.-La gráfica a continuación ilustra una curva típica deTermofluencia que muestra
ladeformación producida comouna función del tiempo paraesfuerzo y temperaturaconstante.

5. Alta temperatura o alto esfuerzoTemperatura o esfuerzos medianosE Baja temperatura o bajo
esfuerzo
Cavitación: Las picaduras causadas por el colapso de las cavidades producen un enorme desgaste
en los diferentes componentes y pueden acortar enormemente la vida de las bombas o hélices
Fatiga: Es el resultado de la acción química sobre el metal de la superficie de los dientes por
oxidación, mediante una contaminación ácida o alcalina o por contaminación de lubricantes
inapropiados o inferiores. Los efectos destructivos del desgaste corrosivo pueden ser acelerados
ocasionalmente por humedad excesiva en la caja de engranajes.
Se puede presentar del tipo frágil o dúctil, su huella debe ser analizada para encontrar el motivo
de la falla. La pieza queda inservible, generalmente es causada por el fenómeno de la fatiga.
Erosión: Condiciones de impacto de las partículas abrasivas contra la superficie de los elementos.
Agujas y asientos de turbinas. Asientos y llaves de válvulas de descarga. Es la pérdida del mismo de
forma superficial, provocada por acciones mecánicas entre las que distinguimos dos causas:
* Impactos y Rozamientos: Como consecuencia del uso continuo y habitual, provocan
desconchones puntuales y desgastes en zonas accesibles, siendo más vulnerables las esquinas por
su mayor nivel de exposición, lo cual exige soluciones que aporten mayor resistencia a las
superficies.
* Acción Eólica: Es más notable en puntos altos y más expuestos de las fachadas (coronaciones,
esquinas ) donde el viento provoca una acción desgastante que erosiona el material.
Fluencia o cedencia: Es
la deformación brusca de la probeta sin incremento de la carga aplicada que se puede llegar a
producir en el ensayo de tracción (algunos materiales no experimentan fluencia).
El fenómeno de fluencia se da cuando las impurezas o los elementos de aleación bloquean las
dislocaciones de la red cristalina impidiendo su deslizamiento, proceso mediante el cual el
material se deforma plásticamente
Tensión Se introduce en la Resistencia de Materiales, para intentar explicar el comportamiento
interno de los cuerpos sometidos a esfuerzos.
Fragilización: Reducción de la ductilidad debido a cambios físicos o químicos. La fragilización por
hidrógeno ha sido definida como la pérdida de resistencia y ductilidad inducida por el hidrógeno
que puede derivar en la iniciación o propagación de fracturas mecánicas.
ENSAYO MECÁNICO ESTÁTICO Y DINÁMICO

6. Se entiende por ensayo, el conjunto de pruebas que permiten el estudio del comportamiento de
un material al objeto de determinar:
* Sus características frente a una posible utilización.
* Los posibles defectos de piezas ya terminadas.
* Las causas de un posible fallo.
Hay ensayos que tratan de averiguar el comportamiento del material frente a requerimientos de
tipo físico, por ejemplo: desgaste por rozamiento, dureza, esfuerzos de tracción, de compresión,
etc. Es decir, la capacidad e soportar esfuerzos físicos.
Otros ensayos, en cambio intentan conocer la estructura interna del material, a partir de ellos, se
obtienen datos relacionados con la resistencia de este frente a los agentes químicos, la dilatación,
la densidad; la conductividad eléctrica, térmica, magnética, etc.
MECÁNICO ESTÁTICO
* ENSAYO DE COMPRESIÓN
El esfuerzo de compresión es una presión que tiende a causar una reducción de volumen. Cuando
se somete un material a una fuerza de flexión, cizalladora o torsión actúan simultáneamente
fuerzas de torsión y compresión.
Es la fuerza que actúa sobre un material de construcción, suponiendo que esté compuesto de
planos paralelos, lo que hace la fuerza es intentar aproximar estos planos, manteniendo su
paralelismo (propio de los materiales pétreos).
Los ensayos practicados para medir el esfuerzo de compresión son contrarios a los aplicados al de
tensión, con respecto a la dirección y sentido de la fuerza aplicada.
* ENSAYO DE DUREZA
En metalurgia determinar la dureza es necesario para conocer su resistencia mecánica. Es un
método más económico y rápido que el ensayo de tracción, por lo que su uso está muy extendido.
Los primeros ensayos para determinar dureza se realizaban cualitativamente con una lima de
acero templado que era el material más duro que se empleaba en los talleres. Luego de la
aparición de la máquina de Brinell, la dureza se mide utilizando un durómetro para el ensayo de
penetración. Dependiendo del tipo de punta empleada y del rango de cargas aplicadas, existen
diferentes escalas, adecuadas para distintos rangos de dureza. Las escalas de uso industrial
actuales son las siguientes:
* Dureza Brinell: emplea como punta una bola de acero templado o carburo de tungsteno. Estima
resistencia a tracción.

7. * Dureza
Rockwell: se utiliza como punta un cono de diamante (en algunos casos bola de acero). La dureza
se obtiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales. Se suele considerar un
ensayo no destructivo por el pequeño tamaño de la huella.
* Rockwell superficial: existe una variante del ensayo, llamada Rockwell superficial, para la
caracterización de piezas muy delgadas, como cuchillas de afeitar o capas de materiales que han
recibido algún tratamiento de endurecimiento superficial.
* Dureza Webster: emplea máquinas manuales en la medición, siendo apto para piezas de difícil
manejo como perfiles largos extruidos. El valor obtenido se suele convertir a valores Rockwell.
* Dureza Vickers: emplea como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular.
Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la escala Brinell. Mejora del
ensayo Brinell para efectuar ensayos de dureza con chapas de hasta 2mm de espesor.
* Dureza Shore: emplea un escleroscopio. Se deja caer un indentador en la superficie del material
y se ve el rebote. Es adimensional, pero consta de varias escalas. A mayor rebote -> mayor dureza.
Aplicable para control de calidad superficial. Es un método elástico, no de penetración como los
otros
* ENSAYO DE TENCION
En los ensayos de tensión comerciales se determinan, generalmente, propiedades tales como la
resistencia a la cedencia, la resistencia a la tensión, la ductilidad y el tipo de fractura. Para
materiales quebradizos, solamente la resistencia a la tensión. En ensayos de laboratorios,
se determinan también las relaciones entre esfuerzo y deformación, el módulo de elasticidad y
otras propiedades mecánicas.
Ya en la práctica se debe notar que antes de colocar la probeta la máquina debe tener la
indicación de carga cero. También debe cerciorarse que el dispositivo de sujeción funcione
adecuadamente. La probeta debe colocarse en posición tal que resulte conveniente para hacer las
observaciones en las líneas de calibración.
Otro factor que se debe notar es la velocidad del ensayo. Éste debe ser a una velocidad tal que no
exceda las velocidades de las lecturas de carga y otras que deban ser tomadas, tampoco debe
exceder las velocidades establecidas en las normas de la ASTM para metales. Notar que las
velocidades establecidas por la ASTM son las máximas, es decir, que es recomendable que las
velocidades sean menores que las establecidas por ASTM.
Luego de haber realizado la prueba y que la probeta ha fallado, si se desea saber la longitud, se
unen los dos pedazos rotos y se juntan, obteniendo así una última medida. El diámetro de la

8. sección más pequeña se puede calibrar preferiblemente con un separador micrométrico equipado
con un huso puntiagudo y un yunque, para determinar la reducción del área.
MECÁNICO DINÁMICO
* ENSAYO DE CIZALLAMIENTO
La fuerza de cortante o esfuerzo cortante es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones
paralelas a la sección transversal de un prisma mecánico como por ejemplo una viga o un pilar.
Este tipo de solicitación formado por tensiones paralelas está directamente asociado a la
tensión cortante.
* ENSAYO DE FLEXIÓN
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 preponderante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que
están diseñas para trabajar, preponderantemente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión
se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.
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.
Las vigas o arcos son elementos estructurales pensados para que trabajar predominantemente en
flexión. Geométricamente son prismas mecánicos cuya rigidez depende, entre otras cosas, del
momento de inercia de la sección transversal de las vigas. Existen dos hipótesis cinemáticas
comunes para representar la flexión de vigas y arcos
Ejemplo de onda senoidal. En este caso hay que imaginar que la tensión representada es una
tensión con ciclos de tracción (cuando es positiva) y de compresión (cuando es negativa).
* ENSAYO DE FATIGA
En ingeniería y, en especial, en ciencia de materiales, la fatiga de materiales se refiere a un
fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más
fácilmente que con cargas estáticas.
Un ejemplo de ello se tiene en un alambre: flexionándolo repetidamente se rompe con facilidad.
La fatiga es una forma de rotura que ocurre en estructuras sometidas a tensiones dinámicas y
fluctuantes (puentes, aviones, etc.). Puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia a

9. tracción o el límite elástico para una carga estática. Es muy importante ya que es la primera causa
de rotura de los materiales metálicos (aproximadamente el 90%), aunque también ocurre en
polímeros y cerámicas.
* ENSAYO DE TORSIÓN
Fuerzas de torsión.
En ingeniería, torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje
longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes o, en general,
elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en
situaciones diversas.
La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja
de estar contenida en el plano formado inicialmente por las dos curvas. En lugar de eso una curva
paralela al eje se retuerce alrededor de él (ver torsión geométrica).
El estudio general de la torsión es complicado y existen diversas aproximaciones más simples para
casos de interés práctico (torsión alabeada pura, torsión de Saint-Venant pura, torsión recta o
teoría de Coulomb).
* ENSAYO DE IMPACTO
Los ensayos de impacto se utilizan para la determinación del comportamiento de un material a
velocidades de deformación más altas. Los Péndulos clásicos determinan la energía absorbida en
el impacto por una probeta
estandarizada, midiendo la altura de elevación del martillo del Péndulo tras el impacto.
Generalmente se pueden aplicar varios métodos de ensayo:
* Charpy (ISO 179-1, ASTM D 6110)
* Izod (ISO 180, ASTM D 256, ASTM D 4508) y 'unnotched cantilever beam impact' (ASTM D 4812)
* Ensayo tracción por impacto (ISO 8256 und ASTM D 1822)
* Dynstat ensayo flexión por impacto (DIN 53435)
Método para determinar el comportamiento del material sometido a una carga de choque en
flexión, tracción o torsión. La cantidad que suele medirse es la energía absorbida al romperse la
probeta en un solo golpe, como en el ensayo de impacto Charpy, el ensayo de impacto Izod y el
ensayo de tensión por impacto. Los ensayos de impacto tambien se realizan sometiendo las
probetas a varios golpes de intensidad creciente, como en el ensayo de impacto con caída de bola
y el ensayo de impacto con golpe repetido. La resilencia al impacto y la dureza con rebote de
proyectil se determinan en ensayos de impacto no destructivos.

10. * ENSAYO DE PANDEO
El objeto del ensayo de pandeo es investigar el comportamiento de elementos largos (esbeltos)
sometidos a cargas de compresión axial, es decir, que no fallan por aplastamiento.
En la ingeniería mecánica se da el nombre de pandeo a la pérdida de la estabilidad. Bajo el efecto
de fuerzas de compresión, al aumentar esta el eje de la barra de pierde su linealidad hasta que
cede de forma brusca antes de alcanzar el límite de resistencia a la rotura. Las tensiones existentes
en la barra suelen permanecer en el campo elást