Designacion: A 370 – 05
Métodos Estándar de Ensayos y Definiciones Para Ensayos Mecánicos de Productos de Acero Esta norma es emitida bajo la designación A370, el número que sigue la designación indica el año de adopción original, o en caso de revisión indica el año de revisión. Un número en parntesis indica el año de la última reprobación. Un s!mbolo psilon indica un cambio editorial desde la última revisión o reprobación.
Esta norma ha sido aprobada aprobada por el departamento departamento de defensa. defensa.
1. Scope*
"." Esto Estoss mtodos de Ensa#os cubren procedimi procedimientos entos # de$iniciones para los ensa#os mec%nicos de aceros $orjados # de $undi $undición ción,, acer aceros os ino&i ino&idable dables, s, # alea aleacione cioness rela relaciona cionadas. das. 'oss ens 'o ensa# a#os os des descri critos tos aqu aqu!! son usa usados dos par paraa det determ ermina inar r propiedades requeridas para la especi$icaci especi$icación ón de productos. 'as variaciones en los ensa#os deben evitarse # los mtodos est%ndar est% ndar de ensa# ensa#os os debe deben n segu seguirse irse para obte obtener ner resu resultado ltadoss reproduci repr oducibles bles # compa comparabl rables. es. En aquel aquellos los casos donde los requerimientos del ensa#o para ciertos productos son únicos o quee di qu di$i $ier eren en co con n es esto toss pr proc oced edim imie ient ntos os ge gene nera rale les, s, lo loss requerimientos para los ensa#os de los productos deben ser controlados. ".( 'os siguientes ensa#os mec%nicos son d escritos escritos)) Seccion
Tension Flexion Dureza
5 a 13 14 15
Brinell
16
Rockwell
17
Portable
!"acto Palabras cla%e
18
1# a $8 $#
&nnex
*on%ertin+ Percenta+e ,lon+ation o- Roun' S"eci!ens to ,.ui%alents -or Flat S"eci!ens Testin+ /ulti0)ire Stran' Roun'in+ o- Test Data /eto's -or Testin+ Steel Rein-orcin+ Bars Proce'ure -or 2se an' *ontrol o- eat0*cle Si!ulation
&1(1 &nnex &$ &nnex &3 &nnex &4 &nnex &6
&nnex &7 &nnex &8 &nnex &nnex &1
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seguridad, de haber alguna, asociada con su uso. Es la responsabilidad del usuario de la norma establecer prácticas de salud y seguridad y de determinar las limitaciones de las regulaciones apropiadas antes de su uso. 2.Documentos Relacionados:
".3 Ane&o Ane&oss que cubr cubren en detalles relacionad relacionados os con cier ciertos tos productos) Bar Pro'ucts Tubular Pro'ucts Fasteners Roun' )ire Pro'ucts
# tensión pueden ser determinados en unidades pulgada*libra. 'a de$ormación determinada en tramos calibrados de ( a + pulgadas pueden ser reportadas en tramos calibrados de 0 o (00mm en unidades del -istema nternacional. nternacional. /e igual $orma, cuando se aga re$erencia a este documento se aga re$erencia por un producto con unidades pulgada*libra, los valores de $luencia # tensión pueden ser determinados en unidades -, # luego ser convertido a valores pulgada*libra. ".1 /ebe consultarse consultarse las pr%cticas A ++0 # E "2 cuando a#a necesidad de in$ormación de criterios para la evaluación de laboratorios de ensa#os mec%nicos. ".7 Esta norma no intenta cubrir todas las medidas de
:ese Estos Ensa#os # de$iniciones estan bajo la jurisdiccion del comite A-:4 A0" de acer aceros, os, acer aceros os ino& ino&idab idables les # alea aleacion ciones es rela relaciona cionadas das son una responsabilidad responsabili dad directa del comite A0"."3
(." ASTM Standards: 3 A 703A 7034 -peci$ication $or -teel 5astings, 6eneral equirements, $or 8ressure*5onta 8ressure*5ontaining ining 8arts A 7+"A 7+"4 -peci$icat -peci$ication ion $or 5astings, -teel and Allo#, 5ommon equirements, $or 6eneral ndustrial Use A +33 8ractice $or ndentation 9ardness o$ 4etallic 4ate*
rials b# 5omparison 9ardness :esters :esters A ++0 8ractice $or 5riteria $or Use in Evaluation o$ :esting 'aboratories and =rgani>ations $or E&amination and n* spection o$ -teel, -tainless -teel, and elated Allo#s E ; 8ractices $or ?orce
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A 370 – E "+ :est 4etods $or ocCell 9ardness and ocCell -uper$icial 9ardness o$ 4etallic 4aterials E (3 :est 4etods $or Fotced Bar mpact :esting o$ 4etallic 4aterials E (2 8ractice $or Using -igni$icant /igits in :est /ata to /etermine 5on$ormance Cit -peci$ications E +3 8ractice $or
3." 5iertos mtodos de $abricación, como los de doblado # de soldadura, u operaciones que involucran calentamiento, puede a$ectar las propiedades del material bajo ensa#o. 8or lo tanto las especi$icaciones del producto deben cubrir la etapa de manu$actura donde ensa#os mec%nicos deben ser ecos. 'as propiedades mostradas por los ensa#os antes de su $abricación pueden ser no representativos del producto despus a sido $abricado. 3.( 4ecani>ado o preparación inadecuada de los espec!menes de prueba puedan dar resultados erróneos. /ebe asegurarse un mecani>ado correcto. Espec!menes mecani>ados de manera inapropiada deber%n ser descartados # substituidos por otros espec!menes. 3.3 ?allos en los espec!menes tambin pueden a$ectar los resultados. -i cualquier espcimen de prueba desarrolla $allas, la prueba deber% ser repetida. 3.; -i cualquier espcimen de prueba $alla debido a $allas mec%nicas como un $allo en el equipo del ensa#o o preparación inadecuada del espcimen, este deber% ser sustituido por otro. 4. Orientación de los especímenes de Prueba.
;." 'os trminos HEnsa#o longitudinalI # HEnsa#o transversalI son usados únicamente para productos $orjados, # no son aplicables a productos de $undición. 5uando tal re$erencia sea eca a un espcimen de prueba, aplican las siguientes de$iniciones) ;."." Ensayo Longitudinal , de no ser de$inido de otra manera, signi$ica que el eje longitudinal del espcimen es paralelo la dirección de la ma#or e&tensión del acero durante su $orja. El es$uer>o aplicado a un espcimen bajo un ensa#o de tensión longitudinal es en la dirección de la ma#or e&tensión, # el eje de pliegue de un ensa#o de $le&ión de un espcimen es en %ngulo recto de la dirección de la ma#or e&tensión. J?ig. ", ?ig. (a, # (bK.
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FIG ! "a re#aci$n de %uestras de aná#isis a #a direcci$n de #a%inado o de e&tensi$n 'A(#ica)#e a #os (roductos for*ados genera#es+
;.".( Ensayo Transersal , de no ser de$inida de otra manera, signi$ica que el eje longitudinal del espcimen esta a %ngulos rectos a la dirección de la ma#or e&tensión, del acero durante la $orja. El es$uer>o aplicado a un espcimen en un ensa#o de tensión transversal $orma un %ngulo recto con la ma#or e&tensión, # el eje de pliegue de un ensa#o de $le&ión en un espcimen es paralelo a la ma#or e&tensión. J?ig. "K. ;.( 'os trminos HEnsa#o radialI # HEnsa#o tangencialI son usados en especi$icaciones de materiales para algunos productos $orjados circulares # no son aplicables a materiales de $undición. 5uando tal re$erencia sea eca a un espcimen de prueba, las siguientes de$iniciones aplican) ;.(." Ensayo !adial , de no ser de$inida de otra manera, signi$ica que el eje longitudinal del espcimen es perpendicular al eje del producto # coincide con uno de los radios de un c!rculo dibujado con un punto en ele eje del producto como centro. J?ig. (aK. ;.(.( Ensayo Tangencial , de no ser de$inida de otra manera, signi$ica que el eje longitudinal del espcimen es pe rp en di cu la r a un pl an o qu e co nt ie ne el ej e de l pr od uc to # ta ng en te a un ci rcul o di bu ja do co n un pu nt o ubicado en el eje del producto como centro J ?ig. (a, (b, (c, and (dK. nsa!o a "raccion #. Descripcion
." el ensa#o de tracción en relación con el ensa#o mec%nico de productos de acero somete una muestra mecani>ada o de sección completa de material bajo e&animación a una carga controlada su$iciente para causar ruptura. 'as propiedades buscadas son de$inidas en terminologia E 1. .( En general, el equipo del ensa#o # los mtodos son dados en mtodos de ensa#o E +. Fo obstante a# ciertas e&cepciones a E + en los ensa#os en acero, estas son cubiertas aqu!.
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FIG , -)icaci$n de #as %uestras #ongitudina#es de tensi$n de (rue)a en ani##os de corte de Productos .u)u#ares
$. "erminolo%ía . 1." 8ara las de$iniciones de los trminos relativos a las pruebas de tensión, inclu#endo resistencia a la tracción, l!mite de elasticidad, l!mite de elasticidad, elongaciónción, # la reducción de %rea, se debe acer re$erencia a terminolog!a E 1. &. 'paratos de nsa!os! Operaciones.
7." Sistemas de cargas L9a# dos tipos de sistemas de cargas, mec%nicas e idr%ulicas. Estas di$ieren principalmente en la variación de la tasa de aplicación de carga. 'as maquinas mec%nicas antiguas est%n limitadas a un numero m%s pequeño de velocidades $ijas . Algunas maquinas mec%nicas modernas , # todas las maquinas idr%ulicas permiten variaciones sin escalones en el rango de velocidades.
7.( 'a m%quina de prueba de tensión deber%n mantenerse en buen estado de $uncionamiento, que se utili>a sólo en el rango de carga adecuado # calibrado periódicamente de acuerdo con la última revisión de las pr%cticas E ;. F=:A "L 4ucas m%quinas est%n equipadas con grabadoras de tensión*de$ormación para autogr%$ico tra>ado de curvas de tensión* de$ormación. 5abe señalar que algunos de estos aparatos tienen un componente de medición de carga totalmente separada de el indicador de carga de la m%quina de ensa#o. :ales registradores se calibran por separado.
7.3 Aplicacion de carga L Es la $unción del dispositivo de agarre o de sujeción de la m%quina de ensa#o para transmitir la carga de las cabe>as de la m%quina para el espcimen de prueba. El requisito esencial es que la carga se transmite a&ialmente. Esto implica que los centros de la acción de las
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A 370 – o torsión sea m!nimo. 8ara las muestras con una sección reducida, el agarre de la muestra se limita a la sección de agarre. En el caso de ciertas secciones ensa#adas en tamaño completo, la carga no a&ial es inevitable # en tales casos se permitir%. 7.; "elocidad de Aplicaci#n de $arga L 'a velocidad de ensa#o no debe ser ma#or que aquella a la que lecturas de la carga # las de$ormaciones se pueden reali>ar con precisión. En las pruebas de producción, la velocidad de la prueba se e&presa comúnmente) J"K en trminos de la velocidad de aplicación de la carga Jvelocidad de movimiento de la cruceta de la m%quina de ensa#o cuando no est% bajo cargaK, J(K en trminos de tasa de separación de las dos cabe>as de la m%quina de prueba bajo carga, J3K en trminos de tasa de de$ormación de la muestra, o J;K en trminos de la tasa de es$uer>os aplicados. 'as siguientes limitaciones en la velocidad de las pruebas se recomiendan como adecuados para la ma#or!a de productos de acero) F=:A (L 'os ensa#os de tracción utili>ando m%quinas de bucle cerrado Jcon control de realimentación de velocidadK no se debe reali>ar utili>ando el control de carga, #a que este modo de prueba dar% como resultado la aceleración de la cruceta a ceder # la elevación de la resistencia a la $luencia medido.
7.;." 5ualquier velocidad conveniente de las pruebas se puede utili>ar asta la mitad del punto de $luencia o l!mite el%stico. 5uando se alcan>a este punto, la tasa de $uncionamiento libre de la separación de las crucetas se ajustar%n de manera que no e&ceda de ""1 pulgadas por minuto por pulgada de sección reducida, o la distancia entre las morda>as para las muestras de ensa#o que no tienen secciones reducidas . Esta velocidad se mantiene a travs del punto de $luencia o l!mite el%stico. En la determinación de la resistencia a la tracción, la tasa de $uncionamiento libre de la separación de las cabe>as no ser% superior a "( pulgada por minuto por pulgada de sección reducida, o la distancia entre las morda>as para muestras de prueba que no tienen secciones reducidas. En cualquier caso, la velocidad m!nima de la prueba no deber% ser in$erior a ""0 de las tasas m%&imas especi$icadas para la determinación de un l!mite de elasticidad o resistencia a la $luencia # resistencia a la tracción. 7.;.( Es permitido para ajustar la velocidad de la m%quina de ensa#o mediante el ajuste de la velocidad de marca libre cruceta a los valores especi$icados anteriormente, dado que la velocidad de separación de las cabe>as bajo carga en estos ajustes de la m%quina es menor que los valores especi$icados de velocidad de cruceta libre ejecutando . 7.;.3 5omo alternativa, si la m%quina est% equipada con un dispositivo para indicar la velocidad de carga, la velocidad de la m%quina desde la mitad del punto de $luencia especi$icada o resistencia a la $luencia se puede ajustar de modo que la tasa de es$uer>os no a de e&ceder de "00 000 psi J120 48aK min. -in embargo, el porcentaje m!nimo de es$uer>os no ser% in$erior a "0 000 psi J70 48aK min. (. Parametros del specimen de Prueba +." Selecci#n L 'os espec!menes de prueba deben seleccionarse de acuerdo con las especi$icaciones de los productos correspondientes. +."." Acero %or&ado L 8roductos de acero $orjado se prueban generalmente en la dirección longitudinal, pero en algunos casos, en donde las dimensiones lo permitan # el servicio lo justi$ique, la
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prueba es en las direcciones transversal, radial o tangencial J?ig. " # ?ig.(K. +.".( Aceros %or&ados L 8ara pie>as de $orja, el metal para las pruebas de tensión es proporcionada generalmente permitiendo e&tensiones o prolongaciones en uno o ambos e&tremos de las pie>as $orjadas, #a sea en todo o un número representativo de lo dispuesto en los pliegos de condiciones correspondientes. 'as muestras de ensa#o se toman normalmente a la mitad del radio. 5iertas especi$icaciones del producto permite el uso de una barra representativa o la destrucción de una parte de los productos con $ines de prueba. 8ara anillo o pie>as $orjadas como disco de metal, la prueba es proporcionada por el aumento del di%metro, el grosor o la longitud de la $orja. +.".3 Aceros de ?und ició n L Espec!menes de prueba para $undición de donde se preparan los espec!menes de prueba se ar%n de acuerdo a las especi$icaciones de las normas A 703A 7034 o A 7+" A 7+"4, según aplique. +.( Tama'o y Tolerancias L'os espec!menes de prueba ser%n de grosor complete o una sección de material laminado, o Mpuede ser maquinado a las dimensiones mostradas en las $iguras 3*1. 'a selección del tipo # tamaño del espcimen de prueba es determinado por las especi$icacionesaplicables delproducto +.3 (btenci#n de Espec)menes de *rueba L'os espec!menes ser%n esquilados, acerradas # cortadas de o&igeno por secciones del material. 8or lo general son maquinados para tener una sección transversal reducida en la mitad de la longitud con el $in de obtener una distribución uni$orme de la presión sobre la sección transversal # para locali>ar la >ona de $ractura. -e debe tener cuidado de remover por mecani>ado todas las >onas a$ectadas por el acabado en $rio o caliente de los bordes del espcimen de prueba. +.; Ene&ecimiento de espec)menes de *rueba L/e no ser especi$icado de otra manera, es permisible envejecer los espec!menes de prueba. El ciclo tiempo*temperatura usado debe ser tal que los e$ectos de procesos anteriores no ser%n cambiados. Esto puede lograrse envejeciendo en un cuarto temperatura ambiente de (; a ;+ oras, o en menos tiempo calent%ndolo en agua a una temperatura ligeramente mas alta. +. Medici#n de las Dimensiones de Espec)menes de
*rueba.+ +.." Espec)menes !ectangulares Estándar para Ensayos a Tensi#n+ Estos espec!menes se muestran en la $igura 3. 8ara determinar el %rea transversal, el anco del centro ser% medido con una precisión de 0.00in J0."3mmK para el tramo calibrado de +in J(00mmK # una precisión de 0.00"in J0.0(mmK para el tramo calibrado de (in J0mmK en la $igura 3. El espesor en el centro deber% medirse con una precisión de 0.00"in J0.0(mmK para ambos espec!menes. +..( Espec)menes !edondos Estándar para Ensayos a Tensi#n LEste tipo de espcimen esta mostrado en ?ig. ; and ?ig. . 8ara determinar el %rea transversal, el di%metro ser% medido en el centro con una precisión de 0.00" in. J0.0( mmK J :abla"K. +.1 eneral L'os espec!menes de prueba ser%n de tamaño completo o maquinado, según la indicación del producto sometido al ensa#o.
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F=:E "L8arael espcimen de "" N (*in. J;0*mmK de largo, las marcas de per$oración para medir la de$ormación despus de la rotura ser%n ecas a lo largo del espcimen # dentro del %rea de sección reducida. Un grupo de nueve o m%s marcas a una distancia de " in. J( mmK, o uno o mas pares de marcas de + in. J(00 mmK de separación pueden ser usadas. F=:E (L8ara el espcimen de " N (*in. J"(.*mmK de largo, las marcas de per$oración para medir la de$ormación despus de la rotura ser%n ecas en la cara de " N (*inc J"(.*mmK o en el borde del espcimen # dentro del %rea reducida. Un grupo de tres o m%s marcas con una separación de ".0 in. J( mmK pueden ser usados. = uno o m%s pares de arcas con una separación de ( in. J0 mmK F=:E 3L8ara las tres dimensiones del espcimen, los e&tremos del %rea reducida no variaran en anco m%s de 0.00;, 0.00( o 0.00" in. J0."0, 0.0 or 0.0( mmK. :ambin, puede aber una reducción gradual en el anco de los e&tremos al centro, pero el anco en cada e&tremo no variara en mas de 0.0" in., 0.00 in., or 0.003 in. J0.;0, 0."0 o 0.0+ mmK con respecto al anco del centro. F=:E ;L8or cada tipo de espcimen, el radio de todos los $iletes ser% igual con una tolerancia de 0.0 in. J".( mmK, # los centros de curvatura de los dos $iletes en cada e&tremo estar%n locali>ados $rente uno del otro Jen una l!nea perpendicular a la l!nea centralK con una tolerancia de 0."0 in. J(. mmK. F=:E L8or cada una de las tres dimensiones del espcimen, ancos m%s pequeños JG # $ K pueden ser usados de ser necesario. En tales casos el anco de la sección reducida deber% ser al menos tan grande como el anco del material en ensa#o lo permita, no obstante, a no ser que sea de$inido de otra manera, los detalles de la de$ormación en la especi$icación de un producto no aplicara cuando se usen estos espec!menes mas pequeñas. -i el anco del material es menos de G, los lados pueden ser paralelos en el largo del espcimen. F=:E 1L 'a muestra puede ser modi$icada aciendo los lados paralelos a lo largo de la longitud de la muestra, la ancura # tolerancias siendo iguales que los especi$icados anteriormente. 5uando sea necesario un espcimen m%s estreco puede ser utili>ado, en cu#o caso el anco debe ser tan grande como la ancura del material lo permita. -i la ancura es de ""( pulgadas J3+ mmK o menos, los lados pueden ser paralelas a lo largo de la longitud de la probeta. F=:E 7L 'a dimensión : es el espesor del espcimen de prueba indicado en las especi$icaciones del material. El menor espesor nominal es de " " N (*in. J;0*mmK espec!menes ancos ser% de 3 N "1 in. J mmK, e&cepto donde sea indicado por las especi$icaciones del producto. El m%&imo espesor nominal ser% de " N (*in. J"(.*mmK # en espec!menes de " N ;*in. J1*mmK de anco ser% de 3 N ; in. J"2 mmK # " N ; in. J1 mmK F=:E +L8ara a#udaren la obtención de cargas de tensión en los espec!menes de " N ;*in. J1*mmK de anco, el largo general ser% como lo permita el material. F=:E 2LEs pre$erible, de ser posible, acer el largo de la sección de agarre lo su$icientemente largo para permitir al espcimen e&tenderse una distancia igual a dos tercios o m%s del largo de agarre. -i el espesor de los espec!menes de " N (*in. J"3*mmK de anco es mas de 3 N + in. J"0 mmK, morda>as m%s largas, # correspondientemente secciones de agarre m%s largos ser%n necesarios para prevenir $allos en la sección de agarre. F=:E "0L8ara espec!menes en $orma de ojas # espec!menes de menor tamaño los e&tremos del espcimen ser%n simtricos con la l!nea central del are reducida con una precisión de 0.0" and 0.00 in. J0.( and 0."3 mmK.8or lo tanto, para el acero si los e&tremos del espcimen de N (*in. J"(.*mmK de anco son simtricos con una precisión de 0.0 in. J".0 mmK un espcimen puede ser considerado satis$actorio para todo e&cepto como re$erencia. F=:E ""L8ara espec!menes en $orma de pla>ca los e&tremos del espcimen ser%n simtricos con la l!nea central del %rea reducida con una precisión de 0.( in. J1.3 mmK e&cepto para pruebas de re$erencia en cu#o caso los e&tremos del espcimen ser%n simtricos con la l!nea central del %rea reducida con una precisión de 0."0 in. J(. mmK. FIG 3 Es(ec/%enes ectangu#ares (ara ensayos a .ensi$n
+.1." Espec!menes preparados de $orma inadecuada suelen dar resultados erróneos. Es importante, por lo tanto, tener cuidado cuidad en la preparación de muestras, particularmente en el mecani>ado, para asegurar un buen acabado. +.1.( Es deseable tener una %rea transversal m%s pequeña al centro del tramo calibrado para asegurar rotura dentro del
tramo calibrado. Esto se logra con la disminución gradual en el tramo calibrado permitido por cada de uno de los espec!menes descritos en las secciones siguientes. +.1.3 8ara materiales $r%giles es deseable tener $iletes de gran radio en los e&tremos del tramo calibrado.
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F=:E "L'a sección reducida puede tener una disminución gradual desde los e&tremos acia el centro, con los e&tremos no mas grandes que " por ciento en el di%metro que el di%metro del centroJcontrol de dimensionesK F=:E (L/eser deseado, el largo de la sección reducida puede aumentarse para acomodar un e&tensómetro de cualquier tramo calibrado apropiado. 4arcas de re$erencia para le medición de las de$ormaciones deber%n, no obstante, estar indicadas en el tramo calibrado. F=:E 3LEl tramo calibrado # los $iletes ser%n como son mostrados, pero los e&tremos pueden ser de cualquier $orma para ser acomodado en las morda>as de la m%quina para el ensa#o de tal manera que la carga sea aplicada a&ialmente J ?ig. 2K. -i los e&tremos ser%n sujetados en morda>as de cuña, es deseable de ser posible, acer el largo de la sección de sujeción lo su$icientemente largo para permitir al espcimen e&tenderse en el agarre una distancia igual a dos tercios o m%s del largo de las morda>as. F=:E ;LEn los espec!menes de ?ig. # ?ig. 1, los tramos calibrados son iguales a cuatro veces el di%metro nominal. En las especi$icaciones de algunos productos otros espec!menes pueden ser usados, pero a no ser que se mantenga la relación ;*" dentro de las tolerancias dimensionales, los valores de de$ormación pueden no ser comparables con aquellos obtenidos en los ensa#os est%ndar . F=:E L:e use o$ specimens smaller tan 0.(0*in. J1.(*mmK diameter sall be restricted to cases Cen te material to be tested is o$ insu$$icient si>e to obtain larger specimens or Cen all parties agree to teir use $or acceptance testing. -maller specimens require suitable equipment and greater sill in bot macining and testing. F=:E 1L5inco tamaños de espec!menes usados $recuentemente tienen di%metros de apro&imadamente 0.0, 0.37, 0.((, 0."10, # 0.""3 in., la ra>ón es para permitir c%lculos $%ciles de los es$uer>os, dado que las %reas transversales correspondientes son iguales a 0.(00, 0."00, 0.000, 0.0(00, ( and 0.0"00 in. , apro&imadamente. 8or lo tanto, cuando los di%metros verdaderos concuerdan con estos valores, los es$uer>os pueden calcularse usando los $actores de multiplicación , "0, (0, 0, # "00, respectivamente. FIG 1 Es(ec/%enes Estándar de Ensayos a .ensi$n de 05002in '!,52%%+ con tra%os ca#i)rados de ,2in '502%%+ y E*e%(#os de Es(ec/%enes de .a%ao (e4ueo Es(ec/%enes Pro(orciona#es a #os Es(ec/%enes Estándar
). specímenes de +orma de Placa.
2." El espcimen est%ndar en $orma de placa es mostrado en la ?ig. 3. Este espcimen es usado para ensa#os en materiales met%licos en $orma de placas, barras estructurales, # materiales planos que tienen un espesor nominal de 3 N "1 in. J mmK or mas. 5uando las especi$icaciones del producto lo permitan, otros espec!menes pueden ser usados. F=:E 3L5uandosea necesario en la especi$icación del producto, el espcimen con un tramo calibrado de +*in puede ser usado para material laminado # en $orma de tiras.
1. specímenes de +orma de ,amina.
"0." El espcimen est%ndar en $orma de l%mina es mostrado en la ?ig.3. Este espcimen es usado para ensa#os de materiales met%licos en $orma de l%minas, placas, alambre plano, bandas, con un espesor nominal desde 0.00 a 3 N ; in. J0."3 to "2 mmK. 5uando las especi$icaciones del producto lo permitan, otros tipos de espec!menes pueden ser usados, como se menciono en la sección 2 J Fote 3K. 11. specímenes de +orma Redonda.
""." El espcimen est%ndar de di%metro de.00*in. J"(.*mmK mostrado en ?ig. ; es usado generalmente para los ensa#os de materiales met%licos, tanto de $undición como de $orja. "".( ?ig. ; tambin muestra espec!menes pequeños proporcionales a los espec!menes est%ndar. Estos pueden ser usados cuando sea ario reali>ar ensa#os para los cuales
no se pueden preparar los espec!menes mostrados en ?ig. 3. =tras medidas para espec!menes redondos pequeños pueden ser usados. En cualquier espcimen pequeño es importante que el tramo calibrado para medir la de$ormación sea cuatro veces el di%metro del espcimen. JFote ;, ?ig. ;K. "".3 'a $orma de los e&tremos de las muestras $uera de la longitud calibrada ser% la adecuada para el material # de una $orma para adaptarse a las morda>as de la m%quina de ensa#o de modo que las cargas se aplican a&ialmente. 'a $igura. muestra las muestras con diversos tipos de e&tremos que an dado resultados satis$actorios. 12. -arcas de Sueción. "(." 'os espec!menes se muestra en las ?igs. 3*1 ser%n marcadas con un pun>ón, marcas tra>adas, dispositivo múltiple, o dibujado con tinta. El propósito de estas marcas es para determinar el porcentaje de elongación. 'as marcas de per$oración deber%n ser ligeras, $uertes, # espaciadas con precisión. 'a locali>ación de la tensión en las marcas que ace un espcimen duro susceptibles a la $ractura a partir de las marcas de per$oración. 'as marcas de calibre para medir el alargamiento de rotura se e$ectuar% en el plano o en el borde de la muestra de ensa#o de tensión # dentro de la sección paralelaO para el espcimen de +in de tramo calibrado, $ig.3, uno o m%s conjuntos de marcas de calibración de +*in. pueden ser utili>ados.
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F=:E "L'a sección reducida puede tener una disminución gradual desde los e&tremos acia el centro con los e&tremos no mas de 0.00 in. J0."0 mmK m%s grande en el di%metro que en el centro. F=:E (LEn el espcimen cinco, es deseable, de ser posible, acer el largo de la sección de agarre lo su$icientemente grande para que el espcimen se de$orme en las morda>as una distancia igual a dos tercios o m%s del largo de las morda>as. F=:E 3L'os tipos de e&tremos mostrados son aplicables para el espcimen redondo de 0.000*inO tipos similares pueden ser usados para espec!menes de menor tamaño. El uso de las series UF? J 3 N ; por "1, " N ( por (0, 3 N + por (;, # " N ; por (+K es sugerido para materiales $r%giles de alta resistencia para evitar $ractura en la parte de la rosca. FIG 5 .i(os ugeridos de E&tre%os (ara Es(ec/%enes edondos Estándar (ara Ensayos a .ensi$n
Espec!menes rectangulares con tramos calibrados de (*in, ?ig. 3, # espec!menes redondos, ?ig. ;, son marcados con un pun>ó n de dob le punta . Uno o m%s con jun tos de mar cas de calibración pueden ser usados, no obstante un conjunto debe estar centrado apro&imadamente en la sección reducida. 'as mismas precauciones deben tomarse cuando el espcimen de prueba tiene una sección completa. 13. Determinación de las Propiedades de "racción
"3." *unto de %luencia L 8unto de $luencia es el es$uer>o primero en un material, menor que el es$uer>o m%&imo que puede obtenerse, en el que un aumento de la de$ormación se produce sin un aumento de carga. El punto de $luencia est% destinado a aplicarse sólo para materiales que pueden e&ibir la caracter!stica única de mostrar un aumento de la de$ormación sin un aumento de carga. El diagrama de es$uer>o* de$ormación se caracteri>a por una discontinuidad. /eterminar el punto de $luencia por uno de los mtodos siguientes) "3."." $a)da de la iga o detenci#n del M-todo del puntero L En este mtodo, se aplican una carga cada ve> ma#or a la muestra a una velocidad uni$orme. 5uando una m%quina de
palanca, mantenga la viga en equilibrio mediante la aplicación de cargas a apro&imadamente un ritmo constante. 5uando el punto de $luencia del material que se alcance, el aumento de la carga se detiene, # el indicador de la m%quina caer% durante un breve intervalo de tiempo, pero apreciable. 5uando una maquina con un indicador de carga se usa a# un momento en que el indicador se detiene, o vacila, esto corresponde con la ca!da de la viga. :ome el valor de la carga # el es$uer>o en este punto ser% el punto de $luencia. "3.".( M-todo rafico del Diagrama L 5uando se a obtenido un diagrama Es$uer>o*/e$ormación, tome el es$uer>o que corresponde al primer quiebre, o donde la gra$ica cambia J?ig. 7K. "3.".3 M-todo de la Etensi#n Total ba&o la $arga L 5uando se prueba un material para determinar el punto de $luencia # las muestras de ensa#o pueden no e&ibir una de$ormación desproporcionada bien de$inida que caracteri>a un punto de $luencia como se describió en las secciones "3."." # "3.".(, un valor equivalente al punto de $luencia para su uso pr%ctico puede ser determinado con el siguiente mtodo) Use un e&tensómetro 5lase 5 o mejor Attac J Fote ; # Fote K al espcimen. 5uando la carga produce una de$ormacion
F=:E "L'a sección reducida Jdimensiones A, /, E, ?, 6, P K ser%n mostradas, pero los e&tremos pueden ser de cualquier $orma para ajustarse a los sujetadores de la maquina del ensa#o tal $orma que la carga sea a&ial. Formalmente los e&tremos est%n roscados # tienen las dimensiones B # 5 dadas. FIG 6 Es(ec/%enes Estándar (ara Ensayos de .ensi$n (ara ierro fundido .A8"A ! Factores Mu#ti(#icadores a usarse (ara 9arios diá%etros de es(ec/%enes redondos
Especi$ica,J Fote 1K debe registrase el es$uer>o correspondiente a la carga como el punto de $luencia. J?ig. +K. F=:E ;L9a# aparatos que determinan la carga en el punto especi$ico sin la necesidad de acer una gra$ica es$uer>o*de$ormación. :ales aparatos pueden usarse si su precisión a sido demostrada como equivalente a un e&tensómetro clase 5
F=:E
L-e ace re$erencia a la pr%ctica E +3.
A 370 –
05
5on los que se pueda acer un gra$ico es$uer>o*de$ormación con un modulo caracter!stico del material bajo ensa#o. 'uego en el gra$ico J?ig. 2K trace (m igual al alor especi$icado para la compensación, dibuje mn paralelo a =A, locali>ando as! r la intersección de mn con la curva es$uer>oQde$ormación correspondiente a la carga , la cual es el es$uer>o de $luencia. Al obtener valores de es$uer>o de $luencia con este mtodo, el valor de la compensación usado, ser% e&presado en parntesis despus del trmino del es$uer>o de $luencia, por ejemplo) Es$uer>o de ?luencia 0.( S o$$setT R
FIG 7 tress2train Diagra% oing ;ie#d it .o( of =nee
Point
,
( 000 psi 310 48a T J"K R
5uando la compensación es de 0.(S o m%s, el e&tensómetro usado clasi$icara como 5lase B( con un rango de de$ormación de 0.0 a "S. -i se especi$ica una compensación menor, puede ser necesario especi$icar un aparato m%s preciso J5lase B"K o reducir el l!mite in$erior del rango de es$uer>os. Fote 2 para aparatos autom%ticos. F=:E +L 5uando los diagramas de es$uer>o*de$ormación no contienen un módulo distintivo, como para algunos materiales trabajados en $r!o, se recomienda que se use el mtodo de la e&tensión bajo la carga. -i el mtodo de compensación se utili>a para materiales sin un módulo distintivo, un valor de módulo apropiado para el material que se ensa#a debe ser utili>ado) 30 000 000 psi J(07 48a 000K para acero al carbonoO (2 000 000 psi J(00 000 48aK para acero $erritico ino&idableO (+ 000 000 "23 psi J000 48aK para el acero ino&idable austen!tico. 8ara las aleaciones especiales, el productor debe ser contactado para discutir los valores apropiados.
"3.(.( M-todo de la Etensi#n 0a&o la $arga L 8ara los ensa#os para determinar la aceptación o reca>o de material cu#as caracter!sticas de tensión*de$ormación son bien conocidas a partir de las pruebas anteriores de material similar en el que los diagramas de es$uer>o*de$ormación se an gra$icado, la de$ormación total correspondiente al es$uer>o a la cual la compensación ocurre se dar% bajo limites satis$actorios. J Fote 2 and Fote "0K
FIG > tress2train Diagra% oing ;ie#d Point or ;ie#d trengt )y E&tension -nder "oad Met7od F=:E 1L8ara aceros con un punto de $luencia especi$icado a no m%s de +0 000 psi J048aK, un valor apropiado es 0.00 in.in. /e longitud calibrada. 8ara valores ma#ores de +0 000 psi, este mtodo no es v%lido a no ser que se aumente la longitud F=:E 7L'a $orma de la porción inicial de una gra$ica es$uer>o* de$ormación puede ser a$ectada por numeroso $actores tales como la $orma de agarre del Espcimen, el endere>ado causado por los es$uer>os residuales # la velocidad de aplicación de la carga permitida en 7.;.". 6eneralmente los errores al inicio de la gra$ica deber%n ignorarse para establecer la l!nea del modulo.
"3.( Esfuer/o de %luencia LEl es$uer>o de ?luencia es el es$uer>o a la cual un material e&ibe una desviación de la curva de proporcionalidad en el gra$ico es$uer>o*de$ormación. 'a desviación es e&presada en trminos de es$uer>os, e&tensión total bajo la carga, etc. /etermine la carga de $luencia por uno de los siguientes mtodos) "3.(." M-todo de $ompensaci#n L8ara determinar el es$uer>o de $luencia es necesario tener datosJgr%$icos o numricosK FIG ? tress2train Diagra% for Deter%ination of ;ie#d trengt
A 370 – ' es$uer>o en el espcimen, cuando esta de$ormación total es alcan>ada, es el valor del es$uer>o de $luencia. 5uando se registran valores de es$uer>o de $luencia obtenidos por este mtodo, el valor de He&tensiónI especi$icada o usada, debe ser e&presada en parntesis despus del termino de es$uer>o de $luencia, por ejemplo) Es$uer>o de ?luencia 0. S E1LT R
,
( 000 psi 310 48a T J(K R
'a de$ormación total puede obtenerse satis$actoriamente con el uso de un e&tensómetro clase B" J Fote ;, Fote , # Fote 7K. F=:E 2L 9a# dispositivos autom%ticos disponibles que determinan el es$uer>o de $luencia sin tra>ar una curva de es$uer>o*de$ormación. :ales dispositivos pueden ser utili>ados si su e&actitud se a demostrado. F=:E "0L 'a magnitud apropiada de la e&tensión bajo carga variar% obviamente con el rango de resistencia del acero especial bajo prueba. En general, el valor de la e&tensión bajo carga aplicable al acero en cualquier nivel de $uer>a puede determinarse a partir de la suma de la de$ormación proporcional # la de$ormación pl%stica esperada en el punto a la $luencia especi$icada. 'a ecuación siguiente se utili>a)
/onde) 2S esistencia de $luencia especi$icada, psi or 48a, E modulo de elasticidad, psi or 48a, and r de$ormacion plastica limite, in.in. "3.3 !esistencia a la Tracci#n L El c%lculo del es$uer>o a la tracción se ace dividiendo la carga m%&ima que es aplicada al espcimen entre el %rea transversal inicial. "3.; Alargamiento) "3.;." 5olocar los e&tremos de la muestra $racturada juntos cuidadosamente # medir la distancia entre las marcas de calibre con precisión de 0,0" pulg J0,( mmK para tramos calibrados de (in o menos, # con una precisión de 0,S para tramos calibrados de m%s de (in. El alargamiento es el aumento en la longitud del tramo calibrado, e&presada como un porcentaje de la longitud calibrada original. Al registrar los valores de elongación, se debe especi$icar el porcentaje de elongación # la longitud inicial. "3.;.( -i cualquier parte de la $ractura tiene lugar $uera de la mitad central del tramo calibrado o en una marca per$orada o descritas dentro de la sección reducida, el valor de alargamiento obtenido puede no ser representativa del material. -i el alargamiento as! medido se ajusta a los requisitos m!nimos, no a# necesidad de mas pruebas, pero si la elongación es menor que los requisitos m!nimos, desece la prueba # rep!tala. "3.;.3 4todos Automati>ados de Ensa#os a :racción utili>ando e&tensómetros permiten la medición de la elongación en un mtodo descrito a continuación. Alargamiento puede ser medido # noti$icado #a sea de esta manera, o como en el mtodo descrito anteriormente, el montaje de los e&tremos rotos juntos. 5ualquier $orma es valida "3.;.; Alargamiento de rotura se de$ine como el alargamiento medido justo antes de la disminución repentina de la $uer>a asociada con la $ractura. 8ara mucos materiales dúctiles que no e&iban una disminución repentina de la $ue el ala ami de de el
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debajo de "0S de la $uer>a m%&ima encontrada durante la prueba. "3.;.;." Alargamiento a la rotura deber%n incluir alargamiento el%stico # pl%stico # se puede determinar con los mtodos autogr%$icos o automati>ados usando e&tensómetros veri$icados en el rango de de$ormación necesario. Utilice un e&tensómetro clase B( o mejor para materiales que tienen menos de S de alargamientoO una clase 5 o mejor para materiales que tienen alargamiento ma#or o igual a S pero in$erior al 0S, # una clase / o mejor e&tensómetro para materiales que tienen 0S o ma#or alargamiento. En todos los casos, la longitud de re$erencia del e&tensómetro ser% igual al tramo calibrado nominal requerido para la muestra bajo prueba. /ebido a la $alta de precisión en el ajuste de los e&tremos $racturados, la elongación de rotura utili>ando los mtodos manuales en los p%rra$os anteriores puede di$erir de la elongación a la rotura determinada con e&tensómetros. "3.;.;.( 8orcentaje de alargamiento a la rotura se puede calcular directamente a partir de los datos de alargamiento a la $ractura # se da en ve> del porcentaje de elongación tal como se calcula en "3.;.". -in embargo, estos dos par%metros no son intercambiables. El uso del mtodo de alargamiento a la rotura generalmente proporciona datos m%s reproducibles. "3. !educci#n de 3rea L 5olocar los e&tremos de la muestra $racturada juntos # medir el di%metro medio o la ancura # el espesor en la sección transversal m%s pequeña con la misma precisión que las dimensiones originales. 'a di$erencia entre el %rea medida # la %rea original e&presado como un porcentaje del %rea original es la reducción del %rea.