Ensayo de barras y varillas

Las barras y varillas son productos largos redondos o canteados con secciones de hasta 240 x 320 mm² que se emplean en el laminado y forjado, como materia prima para alambre laminado y perfiles, para productos forjados en la industria del automóvil, tales como bielas, cigüeñales, raíles de ferrocarriles, árboles para generadores o ejes de turbinas, o como productos finales en ingeniería de puentes o ingeniería naval, así como en la construcción de aparatos y contenedores. Según sus diferentes aplicaciones, también varían los requisitos exigidos en las propiedades mecánicas y tecnológicas que deben presentar: desde la alta resistencia para materiales estructurales hasta la ductilidad para posteriores procesos de moldeo.
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Ensayos de tracción

Los ensayos de tracción en barras y varillas chapas gruesas se llevan a cabo principalmente de acuerdo con las normas reconocidas internacionalmente y muy extendidas ISO 6892-1 y ASTM E 8. La norma ISO 6892-1 es a su vez idéntica a una norma europea (EN ISO 6892-1) y, por ello, también tiene validez dentro de los países de la Unión Europea (p. ej. en Alemania como DIN EN ISO 6892-1). Las probetas para el ensayo de tracción se extraen del producto según la forma del producto o como lo regula la norma. También se pueden tomar piezas cortadas del producto como probetas, si la sección del mismo lo permite. Las fuerzas de tracción necesarias llegan rápidamente a valores superiores a los 2500 kN. ZwickRoell tiene sistemas individuales de hasta 5000 kN, fabricados a medida del cliente, que funcionan a la perfección. En esos casos, las mordazas y la sujeción de las probetas están sujetas a requerimientos muy específicos. ZwickRoell no sólo desarrolla mordazas innovadoras para este fin, sino también nuevas técnicas para evitar la fractura prematura de las probetas, producida por el apriete de la misma.

Medición de la deformación normalizada

Las mordazas hidráulicas ZwickRoell de cierre paralelo de ZwickRoell garantizan la perfecta sujeción y el control de las probetas durante el proceso de ensayo. El deslizamiento de la probeta en las mordazas hidráulicas se puede evitar en todos los casos. En la mayoría de los casos, la medición de deformación normalizada la realizan extensómetros longitudinales por contacto u ópticos (sin contacto) automáticos. La solución clásica y muy valorada por su larga experiencia es un extensómetro longitudinal para el ensayo de probetas de barras y varillas metálicas del makroXtens de la empresa ZwickRoell. Gracias a su construcción mecánica, el makroXtens es una fusión de alta resolución y máxima precisión con gran robustez, incluso en ambientes adversos. Por su construcción mecánicas de gran robustez, la medición de deformación se lleva a cabo de forma continua hasta la rotura. Con ello, se puede determinar automáticamente la deformación a rotura, sin que la probeta se desgarre con esfuerzo y medición manual al juntar los restos de probeta.

Medición de la deformación hasta rotura de la probeta

La solución innovadora para la medición de deformación hasta la rotura de la probeta es el laserXtens. El laserXtens también cumple con éxito los requisitos establecidos por la norma (ISO 6892-1, ASTM E 8, e ISO 9513 y ASTM E 83) para barras y varillas. El laserXtens no requiere el marcado de la probeta; gracias al principio de medición el laserXtens puede utilizar la marca generada por la propia luz láser en la superficie. La evaluación óptica de dicha "automarca" se produce de forma que incluso la cascarilla y el desprendimiento de la cascarilla no moleste este marcado automático. Tanto la ISO 6892-1 como la ASTM E 8 permiten, desde el año 2009, controlar y regular la velocidad de ensayo a través de la velocidad de deformación (también denominada tasa de deformación). Las tolerancias requeridas en las normas para la regulación de la velocidad de deformación (especialmente la de "closed loop") se pueden cubrir perfectamente con los dos extensómetros makroXtens y laserXtens.

Ensayos de dureza

Los ensayos de dureza en barras y varillas se llevan a cabo para la caracterización de estructuras (ensayo de micro dureza), para determinar la dureza superficial y también estimar la resistencia. De este modo, se aplican los métodos más variados con fuerzas de ensayo muy pequeñas y elevadas. Todos los métodos clásicos según Brinell (DIN EN ISO 6506-1), Rockwell y Vickers (DIN EN ISO 6507-1) y Knoop (DIN EN ISO 4545-1) son métodos de ensayo de dureza para estos productos prefabricados. Los estándares más relevantes ASTM son las normas ASTM E 10 (Brinell), ASTM E 384 (Vickers y Knoop) y ASTM E 18 (Rockwell). Además, para determinados ámbitos de aplicación se emplean otros métodos o directrices (p. ej. para campos de aplicación en la industria aeronáutica y aeroespacial, la norma europea EN 2002-7). Dada la simplicidad, rapidez y fiabilidad de los ensayos de dureza, se realizan con frecuencia y se correlacionan con otros valores característicos. Dada la simplicidad, rapidez y fiabilidad de los ensayos de dureza, se realizan con frecuencia y se correlacionan con otros valores característicos; DIN EN ISO 642). ZwickRoell dispone de durómetros adecuados para todos los métodos requeridos para el ensayo de dureza y, en especial, para los dispositivos de ensayo Jominy automatizados.

Verificación y garantía de la dureza media global

Otro aspecto del ensayo de dureza es verificar y garantizar la dureza media global después del laminado. El laminado es un proceso termomecánico con el que, además del ajuste del ancho y del espesor de la chapa también se determinan propiedades mecánicas. Para este ensayo de dureza se emplean métodos con fuerzas más elevadas para determinar la estructura ocasionalmente gruesa. Preferentemente, se emplean los métodos Brinell o Rockwell. En el caso de barras y varillas gruesas, a menudo, se emplean equipos de ensayos portátiles, que se pueden utilizar in situ en la pieza original.

Verificación de la estructura con ensayos de dureza en componentes

Otro aspecto del ensayo de dureza es la verificación de la estructura mediante ensayos en componentes del granulado. Debido al reducido tamaño de los componentes del granulado, se emplean equipos de dureza de fuerzas reducidas a muy reducidas, generalmente equipos de microdureza estáticos, cuyos tamaño y profundidad de la huella se pueden adaptar a los componentes del granulado mediante las fuerzas de penetración. 
La gama de productos ZwickRoell ofrece equipos de dureza para todas las aplicaciones todos los métodos. Los equipos de dureza ZwickRoell cumplen las normas internacionales más comunes y, del mismo modo, se pueden calibrar de acuerdo con las normas internacionales correspondientes. La compañía ZwickRoell está acreditada como laboratorio de dureza para la calibración de equipos de dureza según la certificación DAkkS. 
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Ensayos de fatiga bajo carga de torsión

En los productos redondos, es especialmente importante el comportamiento bajo torsión. Para los ensayos estáticos, ZwickRoell ofrece accionamientos que, en combinación con máquinas de ensayos de materiales, pueden aplicar momentos de torsión y determinar los valores característicos correspondientes. Al mismo tiempo, es posible sobreponer varios ejes de fuerza y así ensayar el comportamiento del material según su uso. En el caso de ensayos de fatiga bajo una elevada carga alternante de torsión, se pueden conseguir frecuencias por encima de los 200 Hz con nuestros pulsadores de alta frecuencia (Vibrophore) en combinación con dispositivos especiales. Gracias al aprovechamiento de la resonancia, se trata no sólo de una forma rápida de realizar ensayos, sino también económica por el consumo de energía muy reducido. En relación con los pulsadores de alta frecuencia (Vibrophore), presenta las siguientes ventajas

  • Construcción de dispositivos a medida del cliente
  • Ensayo más rápido
  • Alta eficiencia energética
  • Reducido mantenimiento
414Carga de torsión
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