¿Qué es un ensayo de fluencia?

Un ensayo de fluencia, a veces denominado ensayo de relajación de tensiones, se utiliza para determinar la cantidad de deformación que experimenta un material a lo largo del tiempo bajo una carga de tracción o compresión continua a una temperatura constante. Los ensayos de fluencia son fundamentales para los materiales que deben soportar determinadas temperaturas de funcionamiento bajo carga. En el caso de materiales como metales o aleaciones, sus propiedades cambian significativamente a temperaturas más altas o más bajas. Al examinar los resultados de un ensayo de fluencia, los ingenieros pueden determinar la deformación prevista de un material y evitar fallos al diseñar nuevos sistemas para diferentes condiciones ambientales. Los ensayos de fluencia se realizan habitualmente en los siguientes componentes y materiales:

• Trabajo del metal
• Muelles
• Juntas soldadas
• Materiales para altas temperaturas

¿Cómo se realiza un ensayo de fluencia?

Para determinar las propiedades de fluencia, un material se somete a una carga de tracción o compresión constante y prolongada a una temperatura elevada constante. Durante el ensayo, la deformación del material se registra a intervalos de tiempo específicos y los datos generales se representan en un diagrama de fluencia frente al tiempo. La pendiente en cualquier punto de esta curva se conoce como velocidad de fluencia, cuyas unidades se expresan en términos de in/in/hr o porcentaje (%) de elongación/hr. Mantener una temperatura constante durante un ensayo de fluencia es fundamental debido a la posible expansión o contracción térmica del material.

Tres etapas del ensayo de fluencia

Durante un ensayo de fluencia, las probetas pasan por tres etapas diferentes. La primera etapa es la fluencia primaria, donde la velocidad de fluencia comienza aumentando rápidamente y luego se ralentiza y disminuye. La etapa secundaria es donde la velocidad de fluencia permanece bastante uniforme. Durante la etapa terciaria, cuando se espera que la probeta alcance su punto de rotura, la velocidad de fluencia es mucho mayor que en la etapa secundaria, culminando en el fallo de la probeta. Si se produce un fallo, se registra el tiempo de rotura. Si una probeta no se fractura durante el período de ensayo de fluencia, se puede medir la recuperación de la fluencia.

Algunos ejemplos de normas que requieren ensayos de fluencia son ASTM E139, ASTM D2290, ASTM D2291 y ASTM D2294. Para obtener más información sobre los procedimientos de ensayo, consulte estas normas.

¿Cómo se determina la relajación de tensiones?

Para determinar la relajación de tensiones de un material, la probeta se deforma una cantidad determinada y se registra la disminución de la tensión durante un periodo prolongado de exposición a una temperatura elevada constante. La velocidad de relajación de tensiones es la pendiente de la curva en cualquier punto.