Uso de la perforación dinámica como un método alternativo para determinar el comportamiento mecánico de materiales refractarios

Abstract

La dureza de los materiales cerámicos generalmente se determina mediante microindentación Vickers, para lo cual la muestra debe ser rigurosamente pulida y se deben analizar múltiples huellas para que el resultado sea representativo de las propiedades mecánicas del material, dificultando su uso en el ámbito industrial. En este trabajo se relacionó la dureza Vickers de ladrillos refractarios de alúmina, alúminacircona-sílice (AZS) y de alúmina-cromita, con la resistencia que tienen los mismos a ser perforados por una broca para concreto con punta de carburo de tungsteno. Los refractarios de alúmina y de AZS estudiados fueron fabricados por electrofusión, lo que les confiere alta densificación, mientras que los de alúmina-cromita fueron manufacturados mediante prensado y sinterizado y, por lo tanto, la cohesión entre las partículas que los constituyen y su densificación es baja. La dureza medida para el ladrillo de alúmina y el de AZS es de 1506,00 ± 99,71 HV1,5N (15,10 ± 0,90 GPa) y 1028,00 ± 95,49 HV2,7N (10,30 ± 0,90 GPa) respectivamente, mientras que para el de alúminacromita la dureza es sorprendentemente baja, tan solo de 54,00 ± 2,00 HV50N (0,54±0,02 GPa), a pesar de que este material está constituido por partículas altamente duras, lo cual es producto de la baja cohesión de dichas partículas. Los resultados obtenidos indican que existe buena concordancia entre la resistencia a la perforación y la dureza Vickers de los ladrillos estudiados, por lo que el ensayo de perforación mecánica puede ser utilizado para predecir la dureza tanto en materiales cerámicos bien densificados, como en aquellos poco densificados.