MATERIALES Y PROCESOS DE MANUFACTURA MANUFACTURA
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PROPIEDADES MECANICAS DE LOS METALES Esta gráfica relativamente simple proporciona una vista a varias propiedades clave. Durante los primeros pasos del ensayo de tracción, el material podría regresar a su estado original si la tensión se libera. La región en donde no suceden cambios permanentes al material se llama región de def o rm aci ón elást ic a . El material regresará completamente a su estado anterior una vez que la deformación se haya liberado, siempre que el material se mantenga en la región de deformación elástica, pero tan pronto como el primer cambio suceda por el cual el material no pueda pu eda recuperarse completamente, se inicia la defo rmac ión plástic a . Para la mayoría de los materiales, la curva de esfuerzo/deformación proporciona una línea recta en la región de deformación elástica, pero la pendiente pe ndiente cambia notablemente cuando inicia la deformación plástica. La tensión en el punto de transición entre las deformaciones elástica y plástica se llama resisten cia a la conformación ( y ). ). Una vez que la tensión sobre el material haya excedido la resistencia a la conformación, no regresará por completo a su forma original.
Aun cuando la deformación plástica haya iniciado, algunos materiales materiales son capaces de manejar más tensión. La tensión aplicada a la fuerza más alta (lo máximo en la curva de esfuerzo/deformación) se llama resistenc ia a la tracción (Ss) del material. La tensión en la cual el material finalmente se rompe por completo se llama resisten cia a la ruptura ( B). (Newell, 2011) GRAFICO 2-1
Curva representativa de esfuerzo/deformación
Fuente: Extraído de: Newell, J. (2011). "Ciencia de Materiales: Aplicaciones en Ingeniería"
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Principales formulas:
Esfuerzo Ingenieril
F: Fuerza aplicada Ao: Área original
Deformación Ingenieril
L: Longitud final Lo: Longitud original
Ley de Hooke
E: Modulo de elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación porcentual
Reducción de área
Ao: Área transversal original Af: Área transversal final
Deformación Real
Li: Longitud final i Lo: Longitud original
Modulo de Young
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CONTROL Nº2 1. ¿Cuál es la composición química del acero y cuáles son sus principales aplicaciones? 2. Realice un esquema del proceso de producción del acero. (diagrama de flujo, diagrama de bloques, etc.) 3. ¿Qué empresa Industrial le gustaría conocer?
PROBLEMAS DE CLASE 1. Para la curva esfuerzo vs deformación (GRAFICO 2-2) que se proporciona, determinar: a) La resistencia a la conformación b) La resistencia a la tracción c) La resistencia a la ruptura d) El modulo de Young e) La deformación en la falla f) Si el material es frágil o dúctil
GRAFICO 2-2 Curva representativa de esfuerzo/deformación
Fuente: Extraído de: Newell, J. (2011). "Ciencia de Materiales: Aplicaciones en Ingeniería"
2. Una serie de seis muestras compuestas son probadas en tensión. Las resistencias a la tracción (en MPa) para las seis muestras duplicadas fue de 742, 763, 699, 707, 714 y 751. Determinar la media de la resistencia la tracción con las adecuadas barras de error basándose en la confianza de 95%. Aux. Doc. Univ. Quispe Ticona Felix Roly
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3. De un ensayo de tracción efectuado sobre un probeta normalizada de acero se obtuvo el siguiente valor de reducción de sección (RA) en la rotura: RA=25%. a) ¿A qué valor de deformación verdadera se rompió el material? b) Si la longitud original de la probeta era Lo=25mm, ¿cuánto se alargo antes de romper? 4. Un ensayo de tensión utiliza un espécimen que tiene una longitud de calibración de 50mm y un área de 200 mm 2, durante el ensayo el espécimen cede bajo una carga de 98.000 N, La longitud correspondiente de calibración es de 50,23mm. Este es el punto de fluencia 0,2%. La carga máxima es 168.000 N se alcanza a una longitud de calibración de 64,2 mm. Determine: a) El modulo de elasticidad b) Resistencia de tensión c) Af=92 mm2, determine el porcentaje de reducción de la sección transversal. d) Elongación porcentual.
PRACTICA Nº2 1. Los siguientes datos de tracción fueron recolectados de un espécimen de ensayo estándar con un diámetro de 0.505 pulgadas de una aleación de cobre.
Después de la fractura, la longitud de la muestra es de 3.014 pulgadas y el diámetro es de 0.374 pulgadas. Grafique los datos y calcule: a ) La resistencia a la conformación compensatoria b ) La resistencia a la tracción c ) El módulo de elasticidad d ) El esfuerzo ingenieril en la fractura e ) El esfuerzo real en la fractura f ) El módulo de resiliencia Posteriormente etiquete las regiones de la deformación plástica y el límite elástico en su trazo. 2. Para los siguientes datos, determinar:
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a) La resistencia a la conformación b) La resistencia a la tracción c) El módulo de Young d ) La resistencia a la ruptura e) Si el material era frágil o dúctil f ) El módulo de resiliencia g) El porcentaje de alargamiento 3. De un ensayo de tracción efectuado sobre un probeta normalizada de acero se obtuvo el siguiente valor de reducción de sección (RA) en la rotura: RA=35%. c) ¿A qué valor de deformación verdadera se rompió el material? d) Si la longitud original de la probeta era Lo=35mm, ¿cuánto se alargo antes de romper? 4. Un ensayo de tensión utiliza un espécimen que tiene una longitud de calibración de 50mm y un área de 250 mm 2, durante el ensayo el espécimen cede bajo una carga de 90.000 N, La longitud correspondiente de calibración es de 50,23mm. Este es el punto de fluencia 0,2%. La carga máxima es 168.000 N se alcanza a una longitud de calibración de 64,2 mm. Determine: e) El modulo de elasticidad f) Resistencia de tensión g) Af=100 mm2, determine el porcentaje de reducción de la sección transversal. h) Elongación porcentual. (Groover, 2005)
NOTA: Fecha de entrega 16 de Marzo, al inicio de clase, no se aceptaran practicas retrasadas. BIBLIOGRAFÍA (para la práctica) Groover,
M. (2005). "Fundamentos de manufactura moderna". Mexico D.F.: Mc Graw Hill.
Newell, J. (2011). "Ciencia de Materiales: Aplicaciones en Ingeniería". Mexico D.F.: Alfaomega.
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