Ensayo de Traccion Del Acero

ENSAYO DE TRACCION DEL ACERO: 1. OBJETIVOS:      

Examinar y observar cómo se comporta el acero cuando es sometido a una carga axial de tracción. Reconocer y Analizar el comportamiento de los materiales al colocar cargas axiales. Determinar las propiedades mecánicas del acero sometido a carga axial de tracción. Interpretar e hacer la gráfica Esfuerzo vs Deformación para el ensayo de tracción. Calcular el esfuerzo de fluencia, limite elástico, módulo de elasticidad, elongación o alargamiento, estricción y el esfuerzo de rotura. Diferenciar y examinar la ductilidad y la fragilidad, así como la tenacidad y la resilencia.

2. FUNDAMENTO TEORICO: PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MATERIALES: Cuando a un sistema, o estructura, o elemento estructural, se somete a solicitaciones externas, sus componentes sufren esfuerzos y se deforman, ya sea micro o macro (tamaño) a la vista de acuerdo a la intensidad de la fuerza. La relación entre estos esfuerzos y las deformaciones producidas depende del material empleado (ósea de las propiedades mecánicas del material). 

Elasticidad: Es la propiedad de algunos materiales de deformarse

proporcionalmente a las cargas y volver a su estado primitivo cuando deja de actuar dicha carga. Estos materiales siguen la ley de Hooke. 

Plasticidad: Es la propiedad de los materiales para deformarse sin fisuras no

recuperando su estado primitivo al cesar las cargas.

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Ductilidad: Es la aptitud que presenta un metal para ser deformado en forma de alambre mediante esfuerzos de tracción, estando el mismo en estado plástico.

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Fragilidad: Es la propiedad de algunos metales de no poder experimentar deformaciones plásticas, de forma que al superar su límite elástico se rompen bruscamente

Diagrama esfuerzo vs deformación de la tracción:

1. Límite de proporcionalidad: Es desde el punto A hasta donde se mantiene esta relación lineal. Debido a que las deformaciones son proporcionales a los esfuerzos; en esta etapa se cumple la Ley de Hooke. 2. Si se incrementa ligeramente la carga más allá del punto A, la relación lineal se pierde. Sin embargo, si no se ha pasado al punto B, y se retira la carga, la probeta recupera completamente sus dimensiones iniciales. Esta características de recuperación completa de la forma se denominan comportamiento elástico, y el intervalo en que se produce (segmento OB en la curva) se denomina zona elástica del material. 3. Si a partir del punto B, se sigue aplicando carga, la probeta sigue deformándose e ingresa a una zona denominada, Zona de Fluencia, zona en que la deformación crece apreciablemente sin que se produzca un incremento del esfuerzo. Los puntos C y D, corresponden al inicio y al final del denominado Escalón de Fluencia. El esfuerzo para cual se inicia este fenómeno, se conoce como esfuerzo de fluencia (σf). 4. Esfuerzo máximo: En esta zona el incremento de deformaciones también viene acompañado de un incremento de esfuerzos, hasta llegar a su valor máximo, 5. Esfuerzo de Rotura: Verdadero esfuerzo generado en un material durante la rotura (falla).

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Resiliencia: Es la resistencia que opone un cuerpo a choques o esfuerzos bruscos, esta absorbe la energía sin deformación plástica o permanente

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Ductilidad: Es la aptitud que presenta un metal para ser deformado en forma de alambre mediante esfuerzos de tracción, estando el mismo en estado plástico. Maleabilidad: es la aptitud que presenta un metal para ser deformado en láminas mediante esfuerzos de compresión, estando el mismo en estado plástico. Tenacidad: Con este factor medimos la resistencia que opone un cuerpo a su rotura cuando está sometido a esfuerzos lentos de deformación

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3. EQUIPOS DE ENSAYO USADOS:

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Equipos de aplicación de carga, provisto de una celda de carga de 100KN de capacidad máxima. Extensómetro automático, el cual permite medir deformaciones en forma automática durante el proceso de ensayo.  Calibrador vernier con precisión a 0.01mm para tomar las dimensiones iniciales y finales de la muestra a ensayar.  Computador provisto de software donde se registran los datos del ensayo (el mismo que controla el ensayo).

5. PROCEDIMIENTO:

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Previamente al desarrollo de los ensayos se debió tener preparadas las muestras de acero, cuyas medidas antes de desarrollar el ensayo, cabe señalar que se desarrolló dos ensayos a velocidades de 18 mm/min y 9 mm/min, estas fueron de 100,71 mm de largo inicial y 6,83 mm de diámetro, la segunda con 99,46mm de largo inicial y 6,31 mm de diámetro inicial respectivamente, ambas probetas fueron medidas con el vernier. Luego, se implementó a la máquina Universal 3382 marca INSTRON de sus respectivos accesorios, mordazas resistentes de superficie rugosa para evitar la fricción o escape de la muestra de acero. El responsable colocó estos lo más firme posible, para, de esta manera, evitar que la muestra de acero sufra algún movimiento inesperado. Además se ajustaron las muestras por el sistema de mordazas para mantenerlas fijas. Seguido de esto, se colocó un sensor en el centro de la muestra que permitió colocar los datos al computados y a partir del software “Instron Blue hill 2” construir la curva Esfuerzo Vs Deformación

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En el computador se colocan las cargas a la cual va a someterse la muestra, teniendo en cuenta, que al inicio del ensayo la deformación debe ser igual a cero. Para realizar esto se consideró: 1. Intervalo Elástico: usar una velocidad igual o inferior al 5% de la longitud entre marcas por minuto (0.05Lo/min) o un aumento de la tracción de (10N/mm2)/min 2. Intervalo Plástico: usar una velocidad igual o inferior al 40% de la longitud entre marcas por minuto (0.40Lo/min).

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A partir de este punto se dio inicio al ensayo, considerando que el software “Instron Blue Hill 2 mandó un aviso con la finalidad de retirar el extensómetro para evitar posibles daños. El ensayo terminó cuando la muestra falló obteniendo dos partes debido a la rotura. en donde se obtuvieron las siguientes medidas: o Al realizar el ensayo a 18% la longitud final resultó 109,72mm y de diámetro 4,32mm. o Al realizar el ensayo a 9% la longitud final resultó 113,18mm y su diámetro fue de 5,37mm.

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6. CALCULOS:

Ensayo de 9 mm 

Estricción Estricción (%) 

( ÁreaInicia l  ÁreaFinal )  100 ÁreaInicia l

Estricción (%) 

(0.313  0.226)  100 0.313

Estricción (%)  27.796% 

Elongación Elongación (%) 

( LongitudFinal  LongitudIn icial )  100 LongitudInicial

Elongación (%) 

(11.318  9.946)  100 9.946

Elongación (%)  13.794%

Ensayo de 18 mm

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Estricción

Estriccion (%) 

Estriccion (%)  

( Area..inicial  Area.. final )  100% Area..inicial

(0.3663796  0.1465741)  100%  59.99% 0.3663796

Elongación

Elongacion (%) 

( Longitud .. final  Longitud ..inicial )  100% Longitud ..inicial

Elongacion (%) 

(10.972  10.071)  100%  8.95% 10.071

1. RESULTADOS DEL ENSAYO.