ESCUELA POLITECNICA NACIONAL INGENIERIA MECÄNICA INFORME 1 TEMA:
Ensayo de tracción tra cción en probetas probe tas metálica de sección circular y
rectangular GRUPO:
Gr6
INTEGRANTES:
1. Ramiro Ramiro Israel Álvarez Álvarez Vargas 2. Fecha:
1721822953
29/10/2014
OBJETIVOS:
1. Evaluar Evaluar las propiedades mecánicas del acero acer o y sus formas de falla 2. Estudiar el comportamien comport amiento to del acero acer o en sus diferentes zonas, zonas, hasta alcanzar la falla 3. Trazar la curva esfuerzo- deformación defor mación unitaria unitaria para las probetas probe tas ensayadas 4. Determinar si la probeta ensayada ensayada posee ductilidad ductilidad o fragilidad 5. Familiarizar Familiarizar al estudiante con la materia. RESUMEN:
En la práctica del 14 de Octubre del mismo año observamos el ensayo de tracción de una probeta metálica, gracias a esto pudimos darnos cuenta sus propiedades con la gráfica esfuerzo- deformación. Lo que hicimos fue coger la pieza maquinada, poner en la maquina universal de ensayos hasta que se rompa y así obtener los datos. ABTRACT:
In the practice in the 14 October 2014, observes the tensile test specimen of a metal, we realized realized its properties with the graphic graphic stress-str stress -strain ain.. We did was take the machined work piece, put in the universal testing machine until it breaks and get the data.
Revisión teórica
Se denomina traccón al esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicacion de dos fuerzas q actuan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo. El ensayo de tracción es utilizado para determinar varias propiedades de los materiales que son importantes para el diseño. Normalmente se deforma una probeta hasta la rotura, con una carga de tracción que aumenta gradualmente y que es aplicada uniáxicamente a lo largo del eje de la probeta. Las probetas de ensayo para materiales metálicos se obtienen, generalmente por mecanizado de una muestra del producto objeto de ensayo, o de una muestra moldeada. En el caso de tratarse de productos que tengan una sección constante (perfiles, barras, etc.) o de barras obtenidas por moldeo, se pueden utilizar como probetas las muestras sin mecanizar. La sección de la probeta puede ser circular, cuadrada o rectangular. El diagrama esfuerzo-deformación unitaria es una característica del material particular que se ensaya y contiene información importante sobre sus propiedades mecánicas y el tipo de comportamiento. Un diagrama de esfuerzo- deformación unitaria para un acero estructural El ensayo consiste en deformar una probeta por estiramiento uniaxial y registrar dicha deformación frente a la tensión aplicada. Se realiza en dinamómetros o máquinas de tracción con velocidad regulable y un registro gráfico. Materiales y Equipos Materiales:
Probeta normalizada de acero de sección circular (ASTM E8) Probeta normalizada de acero de sección rectangular (ASTM A370)
Equipos:
Máquina universal de ensayos Calibrador digital Marcador
Maqu ina uni versal de ensayos
Procedimiento: 1. Verificar la calidad de los acabados y superficie de las probetas. 2. Marcar en las probetas los puntos para la medición de la elongación en
50mm. 3. Medir las dimensiones: Probeta de sección circular: tomar tres medidas de largo y diámetro de la probeta con un calibrador. Probeta de sección rectangular: tomar tres medidas de largo y ancho de la probeta con un calibrador. 4. Comprobar las dimensiones de las probetas con las probetas con las requeridas en las normas utilizadas. 5. Colocar las mordazas correspondientes para cada tipo de probeta en la máquina universal de ensayos (Tipo cuña o circulares) 6. Determinar la velocidad de carga según los requerimientos de la norma. 7. Encender la máquina universal de ensayos. 8. Establecer la plantilla con la que se va a trabajar en el ensayo. Para este caso se encuentra creada una en la memoria del programa TEST NAVIGATOR con el nombre “ASTM_E8_TRACCIÓN”. 9. Verificar que la máquina se encuentre en su posición inicial (Return) y colocar la probeta en las mordazas. 10. Encerar la carga en la máquina universal de ensayos. 11. Iniciar el ensayo. 12. Observar la fluencia del acero, y el encuellamiento de la probeta. 13. Observar el tipo de falla de la probeta. 14. Obtener del software de la máquina universal de ensayos las lecturas de deformación y carga. 15. Medir la longitud final entre las marcas realizadas en la probeta. 16. 17. Comparar los resultados obtenidos con las normas de los materiales
ensayados.
DATOS OBTENIDOS:
Pieza
Longitud Probeta Sección circular
Diámetro
inicial
(mm)
(mm)
11,87
50
Longitud Carga de Resistencia a la final máxima tracción (KSI) (mm) (lb) 101,9 60,79 9030
Tabla de datos
Carga (Kg) 100.2 200 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 CALCULOS:
Deformación Unitaria:
Datos (Probeta de acero) ENLONGACION Carga (mm) (KG) 0.067 6000 0.13 6500 2,84 7000 2,96 7500 3,07 8000 3,17 8500 3,27 9030 3,37 8100 3,47 7770 3,57 7000 3,68 6680 4,22 2970
= −
= = 2 = 110.66
Esfuerzo: Área:
ENLONGACION (mm) 4,63 10,15 5,59 6,2 7 8,15 12,74 16,13 16,72 17,76 17,95 17,98
5000 = 903.61[ ] = = 8000 7 3.68 2 A NALISIS DE RESULTAD OS
La zona plástica del material utilizado es amplia por lo que el material ensayado es muy dúctil, además tiene una zona elástica también grande, por lo que no se deforma permanentemente muy fácilmente. Las gráficas nos ayuda a observar claramente el comportamiento del material, por lo q podemos saber sus propiedades. Los errores obtenidos en esta práctica no son muy elevados por lo q podemos utilizarlos.
PREGUNTAS 1. Elaborar un esquema de las dimensiones de las probetas ensayadas y compararlo con el esquema propuesto en las normas.
Según la Norma utilizada podemos darnos cuenta q el error de este no es tan grade por lo que la maquina universal tiene una gran tolerancia 2. Si el porcentaje de elongación del material se determina en longitudes mayores a dos pulgadas ¿Este será mayor menor o igual?
Sera menor ya que el porcentaje de elongación es inversamente proporcional a su longitud 3. ¿Qué información aportan las líneas de Lüder?
Las líneas de Lüder (Stretcher Strains) son defectos las cuales aportan informando que en el diagrama de esfuerzo-deformación se va a exhibir un pronunciado puntos de esfuerzos de elongación. 4. ¿Qué método se utiliza para determinar el esfuerzo de fluencia, cuando no se puede apreciar directamente en el ensayo?
El límite de fluencia se puede determinar utilizando la norma ASTM E8 con sus métodos como utilizando el limite elástico. 5. ¿Cómo diferenciar los tipos de falla dúctil y frágil en el ensayo de tracción?, y ¿Cómo son las fracturas típicas por tensión en los metales?
Cuando un material tiene falla dúctil este tiene una deformación grande antes de romperse mientras un material con falla frágil este no se deforma se rompe.Se puede fracturar debido a la fatiga si está sometido a una tensión cíclica, a altas temperaturas y tensiones un metal puede sobrevenirle termo fluencia. 6. Comparar el comportamiento sometidos a tracción.
de
materiales
frágiles
y
dúctiles
Su comportamiento es diferente: mientras un material frágil sometido a tracción este se observa q se rompe rápidamente sin enlongarse, mientras un dúctil cuando se va a romper este se empieza a enlongar y después se rompe. 7. ¿Cómo es el diagrama real esfuerzo-deformación unitaria, y cuál es la diferencia con el diagrama ingenieril?
En el grafico se puede apreciar su diferencia. 8. ¿Qué dispositivos de montaje se usaron en la práctica?
En la práctica se utilizaron las mordazas para probetas de sección circular. 9. ¿Por qué es indispensable que las probetas tengan las dimensiones propuestas por la norma utilizada?
Siguiendo las especificaciones de la norma, los resultados se aproximan a lo real mientras teniendo otras dimensiones estas cambian y no podremos hacer una comparación. 10. ¿Existe un cambio de propiedades mecánicas de la probeta después de ser sometida a tracción?
Ya que la pieza ensayada es sometida a tracción, este esfuerzo o trabajo se considera como un trabajo en frio por lo que sufre un cambio de propiedades. 11. ¿Interviene en los resultados el acabado superficial de la probeta?
Si interviene en los resultados ya que esta pieza sufre cambios de propiedades, por lo que su resistencia puede cambiar y por lo tanto se podría decir que su acabado superficial cambia. CONCLUSIONES:
Al analizar el ensayo a tracción de la pieza pudimos comprobar que sus propiedades se asemejan a las propiedades dichas en los libros Se pudo hacer una comparación exhaustiva entre un material frágil y un material dúctil. La zona plástica en la curva esfuerzo-deformación se ve como una recta debido a la falta de valores intermedios de carga, lo que debiera ser una
curva aparece como una recta, y debido a esto la tenacidad real del material debería ser mayor Gracias a la practica el estudiante se familiarizo con los equipos que se trabaja en el laboratorio Hay que tomar muy en cuenta los errores generados en dicha práctica, ya que nos ayuda a comparar con la norma.
RECOMENDACIONES:
Debemos tener cuidado al hacer la práctica, calibrando muy bien la máquina y así obtener el menor porcentaje de errores. Medir correctamente la pieza que se va utilizar. Hacer un analices correctamente de los resultados obtenidos.
REFERENCIAS
MORENO, José, El módulo resiliente, U.P. Catalunya, 2004, 28-44 Gere, J., y Goodno, B. (2009). Mecánica de materiales. México DF: Cengage Learning. http://www.utp.edu.co/~publio17/propiedades.htm
