NORMA ARGENTINA
IRAM-IAS U 500-102-1*
00000-0 97
Junio de 1987**
Productos de acero Método de ensayo de tracción Condiciones generales Steel products - Tensile testing
* Corresponde a la revisión parcial de la edición edición de diciembre de 1976 ** Reimpresión de enero enero de 2000
Referencia Numérica: IRAM-IAS U 500-102-1:1987
IRAM 2000 No está permitida la reproducción de ninguna de las partes de esta publicación por cualquier medio, incluyendo fotocopiado y microfilmación, sin permiso escrito del IRAM.
IRAM-IAS U 500-102-1:1987
Prefacio El Instituto Argentino de Normalización (IRAM) es una asociación civil sin fines de lucro cuyas finalidades específicas, en su carácter de Organismo Argentino de Normalización, son establecer normas técnicas, sin limitaciones en los ámbitos que abarquen, además de propender al conocimiento y la aplicación de la normalización como base de la calidad, promoviendo las actividades de certificación de productos y de sistemas de la calidad en las empresas para brindar seguridad al consumidor. IRAM es el representante de la Argentina en la International Organization for Standardization (ISO), en la Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT) y en el Comité MERCOSUR de Normalización (CMN). Esta norma IRAM es el fruto del consenso técnico entre los diversos sectores involucrados, los que a través de sus representantes han intervenido en los Organismos de Estudio de Normas correspondientes. correspondientes. Corresponde a la revisión parcial de la edición de diciembre de 1976. Esta norma fue estudiada en el marco del Convenio con el Instituto Argentino Argentino de Sideru Siderurgia rgia (IAS). (IAS).
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Índice
Página
0 NORMAS PARA CONSULTA CONSULTA ......................... ...................................... .......................... .......................... ................. .... 5 1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN APLICACIÓN ......................... ...................................... .......................... ................ ... 5 2 DEFINICIONES DEFINICIONES ......................... ........................................ ........................... .......................... ........................... ....................... .......... 5 3 SÍMBOLOS SÍMBOLOS Y DESIGNACIONES....................... DESIGNACIONES.................................... .......................... ......................... .............. 8 4 METODOS DE ENSAYO................... ENSAYO................................ ........................... ........................... .......................... ................ ... 14 5 ANEXOS - DETERMINACIÓN DEL ALARGAMIENTO PORCENTUAL DE ROTURA BASADA EN LA SUBDIVISIÓN DE LA LONGITUD DE REFERENCIA REFERENCIA INICIAL...................................... INICIAL................................................... .......................... .......................... ............... 19 ANEXO B (informativo) ..................... .......... ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... .................. ....... 21 ANEXO C (informativo) ............ ...................... .......... ............ ...................... .......... ............ ...................... ........... ................ ..... 22
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Productos de acero Método de ensayo de tracción Condiciones generales 0 NORMAS PARA CONSULTA
- Parte 3: chapas y flejes finos de acero;
Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones, las cuales, mediante su cita en el texto, se transforman en prescripciones válidas para la presente norma IRAM. Las ediciones indicadas eran las vigentes en el momento de su publicación. Todo documento es susceptible de ser revisado y las partes que realicen acuerdos basados en esta norma se deben esforzar para buscar la posibilidad de aplicar sus ediciones más recientes.
- Parte 4: caños y tubos de acero;
Los organismos internacionales de normalización y el IRAM mantienen registros actualizados de sus normas. IRAM 755:1964 - Materiales metálicos - Método de ensayo para determinar el límite convencional de fluencia IRAM-IAS U 500-21:1976 - Aceros al carbono de baja aleación - Conversión de alargamiento IRAM-IAS U 500-34:1978 - Productos de acero - Toma y preparación de muestras y de probetas para ensayos mecánicos IRAM-IAS U 500-108:1977 - Máquinas de ensayo de tracción - Métodos de verificación 1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN 1.1 Establecer las condiciones generales del método de ensayo de tracción a temperatura ambiente para productos de acero. 1.2 Las condiciones del método de ensayo para casos particulares se establecen en las siguientes partes de esta norma: - Parte 2: barras, alambrones, alambres, chapas y flejes de acero;
- Parte 5: alambres y barras de diámetro o espesor menor que 4 mm. 2 DEFINICIONES 2.1 probeta. Trozo de producto, mecanizado o no, que se somete a ensayo. 2.2 diámetro equivalente. El del un círculo cuya área es igual que la de la sección no circular de la probeta. Está dado por la expresión siguiente: d e =
4 S0
π
2.3 longitud calibrada (Lc). Longitud de la zona de sección constante de la probeta dentro de la cual se marca la longitud de referencia. 2.4 longitud de referencia. Distancia entre marcas de referencia, realizadas dentro de la longitud calibrada, respecto de la cual se determina el alargamiento de la probeta durante el ensayo. En particular se distinguen las siguientes. 2.4.1 longitud de referencia inicial (L0). La existente antes de ensayar la probeta. 2.4.2 longitud de referencia final (Lu). La existente luego de la rotura de la probeta, cuando las partes son cuidadosamente unidas y alineadas. 2.5 probetas proporcionales 2.5.1 Aquéllas en las que la relación entre la longitud de referencia inicial ( L0 ) y la raíz
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cuadrada del área de la sección transversal (S0 ) está dada por la expresión siguiente: K
=
L 0 S 0
siendo: K
el coeficiente de proporcionalidad. proporcionalidad.
2.5.2 Cuando las probetas son de sección circular y se requiere expresar L0 en función del diámetro de la zona calibrada, hay que afectar el coeficiente K con el factor que resulta de expresar el área de la sección en función de su diámetro, de acuerdo con: L0 =
k 2 / π
2.11 alargamiento porcentual. porcentual. Alargamiento unitario expresado como porcentaje. 2.12 alargamiento permanente porcentual para una tensión preestablecida (Ap). Alargamiento porcentual producido por una tensión preestablecida después de suprimida la carga. El símbolo de este alargamiento se completa con un subíndice que indica la tensión alcanzada en megapascal (por ejemplo, para una tensión de 400 MPa, se indica A p400 ). 2.13 alargamiento porcentual de rotura (A) 2.13.1 Alargamiento porcentual medido luego de la rotura de la probeta y expresado por la fórmula siguiente:
⋅ d
Lu − L0 ⋅ 100 L0
A =
2.6 probetas proporcionales normales 2.6.1 Aquéllas en que el coeficiente de proporcionalidad K es es igual a 5,65 . 2.6.2 Cuando las probetas son de sección circular y se quiere expresar L0 en función del diámetro de la zona calibrada, será:
2.13.2 En probetas probetas proporcionales, proporcionales, cuando el coeficiente de proporcionalidad es distinto de 5,65 , el símbolo A se completa con un subíndice que indica el número de diámetro o diámetros equivalentes, por ejemplo: A10 alargamiento porcentual de rotura con
probetas de longitud de referencia inicial
L0 = 5d
2.7 probetas no proporcionales. proporcionales. Aquéllas cuya longitud de referencia L0 , no depende del área de la sección transversal. 2.8 longitud de referencia inicial del extensómetro (Le). Distancia inicial entre cuchillas del extensómetro usada para determinar el alargamiento de la probeta. Esta longitud puede diferir de L0 y tener cualquier valor que sea mayor que el ancho o el diámetro de la probeta. 2.9 alargamiento ( L). Incremento de la longitud de referencia inicial producido por la aplicación de un esfuerzo axil en cualquier momento del ensayo. 2.10 alargamiento unitario. Cociente entre el alargamiento y la longitud de referencia inicial utilizada.
6
L0 = 10 d = 11,3
S0
2.13.3 En probetas no proporcionales proporcionales el símbolo A se completa con el subíndice que indica la longitud de referencia inicial utilizada, expresada en milímetros, por ejemplo: A80
alargamiento alargamiento porcentual de rotura con probeta de longitud de referencia inicial L0 = 80 mm.
2.14 alargamiento porcentual total de rotura (At). Alargamiento porcentual bajo bajo carga en el momento de la rotura (fig. 6). 2.15 alargamiento porcentual a carga máxima. Alargamiento porcentual producido hasta el momento de alcanzarse la carga máxima. Debe distinguirse entre el alargamiento porcentual total a carga máxima
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Agt ) y el alargamiento porcentual no ( A proporcional a carga máxima ( Ag ) (fig. 6). 2.16 alargamiento porcentual de fluencia. Alargamiento porcentual entre el comienzo de la zona de fluencia y el comienzo de la zona de endurecimiento. Puede determinarse en el diagrama carga-alargamiento carga-alargamiento (fig. 8).
2.17 estricción (Z). Relación entre la reducción máxima del área de la sección transversal de la probeta S0 - S u, y el área de la sección original S0 , expresada en por ciento: S0 − Su ⋅ 100 S0
Z =
siendo: el área mínima de la sección de la probeta luego de la rotura.
Su
2.18 carga máxima (Fmáx.). Carga ). Carga máxima que la probeta soporta durante el ensayo (fig. 7). 2.19 tensión. Convencionalmente, Convencionalmente, el cociente entre la carga alcanzada en cualquier instante del ensayo y el área de la sección inicial de la probeta. 2.20 resistencia a la tracción (R). (R). Tensión correspondiente a la carga máxima alcanzada durante el ensayo. 2.21 límite de proporcionalidad (Rh). Tensión máxima que un acero es capaz de soportar sin que los alargamientos dejen de ser proporcionales a las tensiones, es decir, sin apartarse de la ley de Hooke. 2.22 límite de elasticidad (RE). ). Tensión máxima que el material es capaz de soportar sin que se produzcan alargamientos permanentes en la probeta descargada. 2.23 módulo de elasticidad (E). (E). Constante elástica que relaciona la tensión con el alargamiento unitario correspondiente, debajo del límite de proporcionalidad.
2.24 límite de fluencia (Re). En los aceros que presentan el fenómeno de fluencia, la tensión en la que comienza la deformación plástica, la cual, inmediatamente después de haberse iniciado, puede continuar manifestándose a carga aproximadamente constante o con oscilaciones de la carga. En este último caso se establecen los siguientes: 2.24.1 límite superior de fluencia (ReH). Valor de la tensión medida al comenzar la deformación plástica de fluencia (fig. 2), o el valor de la tensión medida para el primer pico obtenido durante la fluencia aún cuando este pico sea menor que cualquier otro subsiguiente observado durante ella (fig. 4). 2.24.2 límite inferior de fluencia (ReL). ). Valor mínimo de la tensión, medido durante la deformación plástica de fluencia, sin tener en cuenta el efecto transitorio inicial (fig. 2 y 8). NOTA - Salvo que se establezca lo contrario, se adopta por límite de fluencia el límite superior de fluencia.
2.25 límite convencional de fluencia (Rp). Tensión que corresponde a un alargamiento porcentual no proporcional especificado (fig. 4). El símbolo usado para esta tensión se completa con un subíndice que indica el porcentaje preestablecido. NOTA - El límite convencional de fluencia más utilizado es el R p0,2 , denominado límite 0,2 y es el que corresponde a un alargamiento porcentual no proporcional de 0,2%. 0,2%.
2.26 tensión correspondiente a un alargamiento total preestablecido (Rt). Tensión que corresponde a un alargamiento porcentual total (alargamiento elástico más plástico) preestablecido (fig. 5). El símbolo usado para esta tensión tiene un subíndice que indica el porcentaje preestablecido, por ejemplo: R t0,5 t0,5 .
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subíndice que indica el porcentaje preestablecido, por ejemplo: R r0,2 r0,2 (fig. 3). 3 SÍMBOLOS Y DESIGNACIONES 2.27 tensión correspondiente a un alargamiento permanente preestablecido (Rr ). Tensión que produce, después de la supresión de la carga, un alargamiento porcentual permanente preestablecido. El símbolo usado para esta tensión tiene un
Los símbolos y designaciones de los elementos usados en este ensayo, se indican en la tabla 1 y figuras 1 a 10.
Tabla 1 - Símbolos y designaciones Símbolo
Indicado en figura nº
Unidad de medida
Designación
d
1
mm
Diámetro de la probeta de sección transversal circular en la zona calibrada
a
1
mm
Espesor de probetas planas en la zona calibrada
b
1
mm
Ancho de probetas planas en la zona calibrada
de
-
mm
Diámetro Diámetro equivalente
Lc
1
mm
Longitud calibrada
L0
1
mm
Longitud de referencia inicial
Lu
1
mm
Longitud de referencia final, luego de la rotura de la probeta
Lt
1
mm
Longitud total
Le
-
mm
Longitud de referencia del extensómetro
S0
1
mm2
Area de la sección sección inicial de la zona calibrada calibrada de la probeta probeta
Su
1
mm2
Area mínima mínima de la sección sección de la probeta luego de la rotura rotura
∆L
-
mm
Alargamiento Alargamien to
-
7
mm
Alargamiento permanente luego de la rotura de la probeta Lu - L0 Lu − L0 × 100 L0
A
%
Alargamiento porcentual de rotura rotura
Ejemplo: A10
%
Alargamiento porcentual de rotura para una longitud de referencia inicial L0 = 10d = 11,3 S0
Ap
%
Alargamiento porcentual permanente para un esfuerzo preestablecido preestablecido
Ejemplo: Ap400 At
Alargamiento porcentual permanente permanente para una tensión de 400 400 MPa 6
%
Alargamiento porcentual total de rotura (continúa)
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Tabla 1 (continuación) Símbolo
Indicado en figura nº
Unidad de medida
Designación
Agt
6
%
Alargamiento porcentual total a carga máxima
Ag
6
%
Alargamiento porcentual no proporcional a carga máxima
-
4
%
Alargamiento porcentual no proporcional preestablecido
-
5
%
Alargamiento porcentual total preestablecido
-
3
%
Alargamiento porcentual permanente preestablecido
Ae
8
%
Alargamiento porcentual de fluencia
Rh
MPa
Límite de proporcionalidad
RE
MPa
Límite de elasticidad
E
MPa
Módulo de elasticidad longitudinal o de Young
Re
MPa
Límite de fluencia
ReH
2
MPa
Límite superior de fluencia
ReL
2
MPa
Límite inferior de fluencia
Rp
4
MPa
Límite convencional de fluencia
MPa
Límite convencional de fluencia para un alargamiento porcentual no proporcional de 0,2%
MPa
Tensión correspondiente a un alargamiento total preestablecido
MPa
Tensión correspondiente al alargamiento total de 0,5%
MPa
Tensión correspondiente a un alargamiento permanente preestablecido
MPa
Tensión correspondiente al alargamiento permanente de 0,2%
Ejemplo: Rp0,2 Rt
5
Ejemplo: Rt0,5 Rr
3 y 10
Ejemplo: Rr0,2 Fm
7
N
R
6
MPa
Z
%
Carga máxima Resistencia a la tracción =
F máx . S 0
S0 − Su × 100 S 0
Estricción =
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d
S0
L0 Extremo de amarre
a
b
S0
Lc Lt
Su
Lu
Su
Lu
Figura 1 - Indicación de las medidas fundamentales de la probeta
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tensión
H e
R
tensión
Efecto transitorio inicial
L e
R
0
H e
R
Efecto transitorio inicial
L e
R
0
Alargamiento unitario
a)
Alargamiento unitario
b)
tensión tensión
H e
R
e
R
L e
R
Alargamiento unitario
0
c)
0
Alargamiento unitario
d)
Figura 2 - Diagramas convencionales convencionales de tensión alargamiento unitario mostrando fluencia
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tensión
tensión
p
r
R
R
0
0
Alargamiento porcentual
Alargamiento porcentual
Alargamiento no proporcional proporcional
Alargamiento permanente permanente
Figura 3
Figura 4
tensión
tensión R
Alargamiento porcentual
Ag t
R
Agt A 0
Alargamiento porcentual
At
Alargamiento total
Figura 5
12
Figura 6
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tensión
Carga
. x á m
F
0
Alargamiento
Alargamiento porcentual Ae
LU - L0
Figura 7
Figura 8 Fx Carga e t n e i d n o p p s R e l r r a o c a g r a C
0,1 Fx Alargamiento Alargamiento no proporcional proporcional
Figura 9 tensión
r
R
P0 P1 P2 P3 Pn
Alargamiento
Alargamiento permanente permanente preestablecido
Figura 10
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4 MÉTODOS DE ENSAYO 4.1 Resumen El ensayo consiste en someter a la probeta a una deformación creciente en dirección axil, a temperatura ambiente, generalmente hasta la rotura, con el fin de determinar una o más de las características mecánicas que se definen en esta norma. 4.2 Probeta 4.2.1 La toma y preparación de muestras, para realizar los ensayos de tracción de productos de acero, se efectúa según la norma IRAM-IAS U 500-34. 4.2.2 La sección transversal de la probeta puede ser circular, cuadrada, rectangular o de otra forma. 4.2.3 La zona calibrada calibrada de la probeta probeta se unirá con los extremos de fijación (cabezas) con una curva de transición suave y continua. Los radios de estas curvas de transición tienen importancia, y los valores mínimos, salvo que se establezcan otros en la norma particular del producto, serán los que se fijan en las partes 2, 3, 4 y 5 de esta norma. 4.2.4 Los extremos de de amarre (cabezas) de de la probeta, tendrán forma y medidas que se adapten a los dispositivos de fijación de la máquina de ensayo, las que se establecerán previamente. NOTA - A título indicativo, el diámetro equivalente de los extremos de fijación se recomienda que sea no menor que 1,25 veces el diámetro equivalente de la probeta en la zona calibrada.
4.2.5 Las discrepancias discrepancias en las las medidas de de la probeta son las establecidas en las partes 2, 3, 4 y5 de esta norma. 4.2.6 La longitud de referencia inicial no será menor que 25 mm. Cuando el área de la sección transversal de la probeta sea muy pequeña para cumplir con los requerimientos de L0 = 5,65 S 0 ≥ 25 mm, se puede utilizar un
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coeficiente K mayor, o una probeta no proporcional. 4.2.7 La longitud longitud calibrada para probetas probetas de de sección circular será como mínimo: L0 + d/2 y para probetas de sección prismática : L0 + 1,5 S0 . En caso de arbitraje, la longitud calibrada debe ser: L0 + 2 d para para probetas de sección circular y L0 + 2 S0 para probetas de sección prismática. 4.2.8 Pueden usarse probetas no proporcionales proporcionales cuando así se especifique en la norma particular del producto o se establezca por convenio previo. 4.2.9 El largo total Lt de la probeta depende de la forma y medidas de los extremos de fijación (cabezas) y tipo de mordazas de la máquina de ensayo a utilizar. 4.2.10 Algunos productos de sección constante tales como barras, alambres, etc. pueden ensayarse sin necesidad de mecanizar las probetas. 4.2.11 En el caso de probetas no mecanizadas la distancia entre mordazas será como mínimo L0 + 4 d y el largo total Lt depende del tipo de mordazas de la máquina a utilizar, a menos que se indique otra cosa en la norma particular del producto. 4.2.12 probeta
Terminación superficial de la
El acabado superficial de mecanizado de la probeta no debe afectar los resultados del ensayo. 4.2.13 Determinación del área de la sección transversal 4.2.13.1 El área de la sección transversal transversal de la probeta se calcula con medidas cuya incertidumbre no sea mayor que ± 0,5%, salvo que la norma particular del producto indique otro valor. 4.2.13.2 En casos particulares particulares de probetas probetas sin extremos de amarre donde la determinación del área de su sección transversal inicial no pueda realizarse por medición directa, se la
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calcula dividiendo su masa por el producto de la longitud total por la densidad del acero. En el caso de probetas con extremos de amarre esta determinación puede realizarse cortando la probeta al ras de las marcas de referencia después de rota y dividiendo la masa de la probeta por el producto de la longitud de referencia inicial por la densidad del acero. 4.2.14 Marcado de la longitud de referencia inicial 4.2.14.1 En probetas probetas proporcionale proporcionales, s, el valor de L0 , calculado de acuerdo con 2.4 y 2.5 puede redondearse al múltiplo más cercano de 5 mm, siempre que la diferencia entre el valor calculado y la longitud de referencia adoptada sea menor que 10% de L0 . La longitud de referencia inicial así establecida debe ser marcada con precisión de ± 1%. 4.2.14.2 Los extremos de la longitud de referencia se trazan con una marca fina o con una línea dibujada. Un método alternativo es: primero pintar la probeta con una tinta de secado rápido y luego marcar la longitud de referencia con una línea fina. No se recomiendan marcas relativamente profundas en aceros sensibles a la entalladura, pues pueden producir roturas prematuras en dichas marcas. 4.2.14.3 Resulta útil marcar sobre sobre la superficie superficie de la probeta una línea paralela a su eje longitudinal que facilite la alineación de los trozos de la probeta una vez rota. En probetas de caras planas, la línea y las marcas de referencia deben hacerse sobre la cara más ancha. 4.2.14.4 Si la longitud calibrada es mucho mayor que la longitud de referencia, como puede suceder con las probetas no mecanizadas, se marcan sobre éstas una serie de longitudes de referencias solapadas. 4.3 Equipo de ensayo 4.3.1 La máquina de ensayo debe aplicar las cargas de manera de obtener únicamente solicitación axil de la probeta, minimizando todo efecto de solicitaciones por torsión y
flexión debidas a la rotación de los cabezales y desalineación de las mordazas. 4.3.2 La máquina máquina de ensayo se calibra calibra de acuerdo con la norma IRAM-IAS U 500-108 y será de grado 1,0, salvo que en la norma particular del producto se establezca el grado 0,5. 4.3.3 El error error de indicación del alargamiento alargamiento unitario del extensómetro utilizado para la determinación de límites convencionales, no debe exceder de 0,0002. 4.4 Condiciones de ensayo 4.4.1 Temperatura de ensayo El ensayo se realiza a temperatura ambiente, entre 10ºC y 35ºC. Cuando el ensayo se realice bajo condiciones de temperatura controlada, ésta debe ser de 23ºC ± 5ºC. 4.4.2 Fijación de de la probeta 4.4.2.1 Las probetas probetas se sujetan sujetan por por medios medios adecuados, tales como mordazas, cabezales roscados, cabezal con apoyo en resalte, etc. 4.4.2.2 Se prestará especial atención a la sujeción de la probeta de manera tal que la carga resulte aplicada lo más axilmente posible. Esto es de particular importancia cuando se ensayen materiales frágiles o cuando se determine la tensión correspondiente a un alargamiento preestablecido o el límite de fluencia. 4.4.3 Velocidad de ensayo 4.4.3.1 Los resultados del ensayo dependen no sólo del tipo de acero sino también de la velocidad de ensayo, siendo el límite de fluencia (R e ), el límite convencional de fluencia (R la tensión correspondiente a un p ) y alargamiento permanente preestablecido (R ) r r , las características más afectadas. 4.4.3.2 la velocidad de ensayo puede expresarse como velocidad de tensión, velocidad de alargamiento o velocidad de desplazamiento del cabezal móvil de la máquina.
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se aplican las velocidades establecidas en la tabla 3.
4.4.3.3 Para la determinación de las características que se definen en esta norma, Tabla 3 - Velocidades de ensayo Características Características a determinar
Forma de medir la velocidad
de
ensayo
Velocidad mín. 3 N.mm -2/s
ReH, Rp, Rt, Rr
por variación de tensión
máx. 30 N.mm -2/s mín. 0,00025/s
ReH y ReL en el mismo ensayo o sólo R eL por variación del alargamiento unitario máx. 0,0025/s por variación de tensión
Zona elástica máx. 30 N.mm -2/s
R por desplazamiento del cabezal
4.4.3.4 En todos todos los los casos la velocidad velocidad de de ensayo elegida será mantenida lo más uniforme posible y los cambios de velocidades se harán gradualmente. 4.5 Procedimiento 4.5.1 Determinación de de los límites superior e inferior de fluencia 4.5.1.1 El límite límite superior superior de de fluencia, fluencia, R eH eH y/o el límite inferior de fluencia, R eL eL, pueden determinarse observando la detención y el retroceso del indicador de carga o mediante el diagrama carga alargamiento.
Zona plástica máx. 50% de L 0/min
4.5.1.4 Cuando el acero no presente fluencia, fluencia, o sea que en la zona plástica los incrementos de alargamiento se producen siempre con aumento de la carga, hasta alcanzarse la carga máxima, se determina el límite convencional de fluencia. 4.5.2 Determinación del límite convencional de fluencia (Rp) y de la tensión correspondiente a un alargamiento total preestablecido (Rt) 4.5.2.1 Para la determinación determinación de las tensiones tensiones R p y R t t , el ensayo se realiza respetando los límites de velocidad indicados en la tabla 3.
4.5.1.2 Durante la determinación del límite de fluencia, el ensayo se realiza respetando los límites de velocidad indicados en la tabla 3.
4.5.2.2 En esta determinación se utilizan extensómetros que cumplan con lo indicado en 4.3.3.
4.5.1.3 Si la velocidad de alargamiento no puede regularse directamente, se lo hace regulando la velocidad de carga, antes de alcanzar el 90% de la carga de fluencia estimada, luego de la cual los controles de la máquina no se modificarán.
4.5.2.3 El límite convencional de fluencia fluencia (R p ) se determina a partir del diagrama cargaalargamiento, trazando una línea paralela al tramo recto del diagrama a una distancia igual al alargamiento no proporcional preestablecido, por ejemplo: 0,2% de la longitud de referencia del extensómetro. El punto en que esta paralela corta a la curva del diagrama permite determinar la tensión buscada (fig. 4).
NOTA - En gran número de máquinas, el valor máximo de la velocidad de alargamiento (0,0025/s) es el que resulta normalmente durante la fluencia, cuando se ensaya una probeta proporcional con los controles de la máquina ajustados para obtener una variación de aplicación de la tensión de 30 N.mm-2/s.
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4.5.2.4 Si el tramo tramo recto del diagrama diagrama cargaalargamiento no está claramente definido e
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impide, por lo tanto, el trazado de la línea paralela con suficiente precisión, se recomienda el procedimiento siguiente: una vez que la tensión correspondiente al límite convencional de fluencia ha sido presumiblemente excedida, se reduce la carga a un valor aproximadamente igual al 10% de la carga alcanzada, luego de lo cual se incrementa nuevamente continuando con el ensayo. Por el lazo de histéresis resultante se puede trazar ahora una recta con cuya paralela se determina la tensión buscada (fig. 9). 4.5.2.5 La precisión precisión del trazado del del diagrama diagrama carga-alargamiento es de fundamental importancia ya que la determinación de R p se realiza gráficamente. La curva puede trazarse por registro automático o por procedimiento manual (lectura simultánea de cargas y alargamientos). NOTA - Estas determinaciones también pueden realizarse sin graficar la curva carga-alargamiento utilizando equipos apropiados.
4.5.2.7 El alargamiento alargamiento preestablecido se expresa como porcentaje de la longitud de referencia del extensómetro Le. 4.5.2.8 El porcentaje de alargamiento preestablecido, ya sea total o no proporcional, para el cual se determina la tensión correspondiente debe ser el establecido en la norma particular del producto. 4.5.3 Determinación de la tensión correspondiente para un alargamiento permanente preestablecido (Rr ) 4.5.3.1 Para la la determinación determinación de la tensión correspondiente a un alargamiento permanente preestablecido, el ensayo se realiza respetando los límites de velocidad indicados en la tabla 3 y utilizando el método que se indica en 4.5.3.2 a 4.5.3.6. 4.5.3.2 Se coloca el extensómetro en la probeta y se aplica una precarga que origine una tensión del orden del 10% del valor de R r r estimado.
4.5.3.3 La lectura o registro registro del alargamiento que se obtenga para la precarga aplicada será el valor inicial P 0 0 de la determinación a partir del cual se mide el alargamiento permanente preestablecido (fig. 10). 4.5.3.4 Se incrementa incrementa luego la carga carga hasta hasta alcanzar el valor correspondiente a una tensión de aproximadamente el 90% de R r r estimado, manteniendo dicha carga durante 10 s a 12 s, luego de lo cual se descarga la probeta hasta llegar a un valor por debajo de la precarga. Una vez restablecida la precarga, se lee o registra el alargamiento permanente acusado por el extensómetro. 4.5.3.5 El método indicado en 4.5.3.4 se repite en etapas, obteniéndose los puntos P 1, P 2 2, P 3 ..., aumentando la carga de manera de obtener escalones de tensión de 10 MPa a 20 MPa hasta que el alargamiento permanente permanente alcance el valor preestablecido. Dichos escalones pueden reducirse convenientemente a medida que se aproxime al valor buscado (fig. 10). 4.5.3.6 La carga que origina origina el alargamiento permanente preestablecido, dividida por el área de la sección inicial de la probeta determina la tensión R r r buscada. 4.5.3.7 El porcentaje del alargamiento permanente preestablecido para el cual se determina la tensión correspondiente, debe estar establecido en la norma particular del producto. 4.5.4 Verificación del alargamiento permanente máximo admitido para una tensión especificada Se aplica una carga de prueba que origine la tensión especificada, manteniendo la probeta cargada durante 10 s a 20 s, y determinando luego de relevada la carga, el alargamiento permanente producido como porcentaje de la longitud de referencia inicial L0 . El alargamiento porcentual medido debe ser menor o igual que el preestablecido. 4.5.5 Determinación de de la resistencia a la tracción
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4.5.5.1 Para la determinación de la resistencia resistencia a la tracción, el ensayo se realiza respetando los límites de velocidad indicados en la tabla 3, salvo que la norma particular del producto establezca otras condiciones. 4.5.5.2 La resistencia a la tracción es el cociente entre el valor de la carga máxima alcanzada y el área de la sección inicial de la probeta. 4.5.6 Determinación del alargamiento porcentual de rotura. 4.5.6.1 El alargamiento alargamiento porcentual de rotura rotura se determina de acuerdo con la definición establecida en 2.13. 4.5.6.2 Para determinar el valor del alargamiento porcentual de rotura, la rotura de la probeta debe producirse en una sección situada entre las marcas de referencia. 4.5.6.3 La determinación determinación se considera considera válida válida si la rotura de la probeta se produce dentro del tercio medio de la longitud de referencia inicial. NOTA - Si la rotura se produce fuera del tercio medio de la longitud de referencia inicial, el alargamiento se considera aceptable si el valor obtenido es igual o mayor que el alargamiento mínimo especificado (ver 5.1).
4.5.6.4 Cuando la rotura se produce fuera fuera del tercio medio, salvo que se establezca lo contrario puede emplearse el método indicado en 5.1.1 a 5.1.3, basado en la subdivisión de la longitud de referencia inicial. 4.5.6.5 Para la medición de la longitud de referencia final Lu después de la rotura, se unen las dos porciones de la probeta de manera tal que tengan un correcto contacto en la zona de rotura y sus ejes sean coincidentes. Esto tiene particular importancia cuando se miden probetas de pequeña sección transversal y en aceros con valores bajos de alargamiento. Para facilitar la medición se pueden utilizar dispositivos que aseguren la posición adecuada en la probeta rota. 4.5.6.6 La medición de la longitud de referencia final Lu se realiza con una precisión del 0,5%. Si el alargamiento mínimo especificado es menor que 5% se recomienda
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tomar precauciones especiales determinación (ver 5.2).
en
su
NOTA 1 - Cuando el alargamiento total de rotura se determine con extensómetro, la longitud de referencia del extensómetro Le será igual a la longitud de referencia inicial L0 . NOTA 2 - Si se emplean máquinas de ensayo capaces de medir el alargamiento automáticamente, las marcas de referencia son innecesarias. Este alargamiento es el total, y por lo tanto, es necesario restarle el elástico para obtener el valor del alargamiento porcentual de rotura, a menos que la máquina lo haga automáticamente. automáticamente.
4.5.6.7 Cuando por alguna razón se utilicen probetas con longitudes de referencia independientes de las secciones transversales, se puede, por convenio previo, determinar el alargamiento equivalente a probetas de longitud de referencia L0 = 5,65 S0 , aplicando las fórmulas de conversión establecidas en la norma IRAM-IAS U 500-21 pero, en caso de discrepancia, el alargamiento se determina sobre longitudes de referencia L0 = 5,65 S0 . 4.5.6.8 El alargamiento alargamiento porcentual de rotura rotura se expresa con una cifra decimal. 4.5.7 Determinación de la estricción 4.5.7.1 La estricción se determina determina de acuerdo acuerdo con lo definido en 2.17 y se expresa con dos cifras significativas. 4.5.7.2 En el caso de probetas de sección sección rectangular, las mediciones del ancho y del espesor final se efectúan como se indica en la figura 11.
au bu
Figura 11
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5 Anexos 5.1 Determinación del alargamiento porcentual de rotura basada en la subdivisión de la longitud de referencia inicial 5.1.1 Antes del ensayo, se divide divide la longitud de referencia referencia inicial L0 en N partes partes iguales. 5.1.2 Después del ensayo se designa designa con con X la marca de referencia del trozo más corto de la probeta, y sobre el trozo más largo se designa con Y la marca que se encuentra aproximadamente aproximadamente a igual distancia de la rotura que la marca X . 5.1.3 Si n es el número de intervalos entre X e e Y , el alargamiento porcentual de rotura se determina en la forma siguiente: a) Si N - n es un número par (fig. 12a), se mide la distancia entre X e Y , y la distancia entre Y y la N − n intervalos de Y. 2 El alargamiento porcentual de rotura (A) se calcula mediante la f órmula:
marca Z que que está a
A =
XY + 2 YZ − L0 × 100 L0
b) Si N - n es un número impar (fig. 12b), se mide la distancia entre X e e Y y y la distancia de Y a a las marcas Z' y y Z" situadas, situadas, respectivamente, a: A =
N − n − 1 N − n + 1 y intervalos de Y. 2 2
XY + YZ ' + YZ " − L0 × 100 L0 N a) N − n 2
n X
Z
Y N
b) N−n− 1 2
n X
Y
Z'
1 Z"
Figura 12
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5.2 Método para la determinación de pequeños alargamientos 5.2.1 Cuando el alargamiento alargamiento porcentual porcentual de rotura es menor menor que 5% se recomienda recomienda utilizar el método indicado a continuación. 5.2.2 Previo al ensayo se hace una pequeña marca en la longitud calibrada, cerca de uno de sus extremos y usando un compás de punta seca ajustado a la longitud de referencia inicial L0 se traza un arco de circunferencia con centro en dicha marca. 5.2.3 Luego de la rotura, rotura, la probeta se coloca en en un dispositivo a tornillo que que comprima un trozo contra otro, lo suficiente para mantener las partes firmemente unidas durante la medición. 5.2.4 Con centro en la misma marca anterior anterior y con igual radio L0 se traza un segundo arco de circunferencia. Con la ayuda de un microscopio de medición u otro instrumento adecuado, se mide finalmente la distancia entre los dos trazos que representa el alargamiento Lu - L0 .
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Anexo A (informativo)
BIBLIOGRAFÍA En el estudio de esta norma se han tenido en cuenta los antecedentes siguientes: ISO -
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION ISO 6892:1984 - Metallic materials - Tensile testing
COPANT -
COMISIÓN PANAMERICANA DE NORMAS TÉCNICAS COPANT R2:1962 - Ensayo de tracción para aceros
EURONORM - COMMUNAUTE EUROPEENNE DU CHARBON ET DE L'ACIER EURONORM 2:1957 - Essai de traction pour l'acier AFNOR -
ASSOCIATION FRANÇAISE DE NORMALISATION NF A 03-151:1971 - Essai de traction t raction de l'acier
ASTM -
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS ASTM a 370:1974 - Mechanical testing of steel products products
BSI -
BRITISH STANDARDS INSTITUTION BS 18:1971 - Part 2: Methods for tensile testing of metals BS 18:1971 - Part 3: Steel (general)
IRANOR -
INSTITUTO NACIONAL DE RACIONALIZACIÓN Y NORMALIZACIÓN UNE 7-262:1973 - Ensayo de tracción para productos de acero
SAA -
STANDARDS ASSOCIATION OF AUSTRALIA AS 1391:1974 - Methods Methods for tensile testing of of metals
IRAM -
INSTITUTO ARGENTINO DE RACIONALIZACIÓN DE MATERIALES IRAM 102:1970 - Productos de acero - Método de ensayo de tracción IRAM-IAS U 500-102:1976 - Acero - Método de ensayo de tracción
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Anexo B (informativo)
El estudio de esta norma ha estado a cargo de los organismos respectivos, integrados en la forma siguiente: Comisión 5 de la 8a. Convención Nacional para Racionalizar el Consumo de Aceros Comité de Normalización del IAS Comisión de Métodos de Ensayo del IRAM Integrante
Representa a:
Dr. Juan ACUÑA Ing. Juan ALBORNOZ Sr. Carlos AMADO Dr. Carlos ANDREONE
UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA ADEFA (SAAB SCANIA ARGENTINA S.A.) PREFECTURA NAVAL ARGENTINA COMISIÓN NACIONAL DE ENERGÍA ATÓMICA UNIVERSIDAD TECNOLÓGINA NACIONAL (REGIONAL BUENOS AIRES) ACINDAR S.A. ESCUELA SUPERIOR TÉCNICA DEL EJÉRCITO e INSTITUTO DE MATERIALES Y ESTRUCTURAS (UBA - FACULTAD DE INGENIERIA) GAS DEL ESTADO CIS (SOCIEDAD MIXTA SIDERURGIA ARGENTINA) ACINDAR S.A. CIS (SIDERCA S.A.I.C.) CONET (LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES OTTO KRAUSE) DIRECCIÓN GENERAL DE FABRICACIONES MILITARES INSTITUTO ARGENTINO DE SIDERURGIA INSTITUTO ARGENTINO DE SIDERURGIA FAB. MILITAR DE ARMAS PORTÁTILES "D. MATHEU" CIS (SOCIEDAD MIXTA SIDERURGIA ARGENTINA) LEMIT - CIC INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGÍA INDUSTRIAL INTI (CENTRO DE INVESTIGACIÓN DE MATERIALES) CIS (SIDERCA S.A.I.C.) MINISTERIO DE OBRAS Y SERVICIOS PÚBLICOS DE MENDOZA (INSTITUTO TÉCNICO DE INVESTIGACIÓN Y ENSAYO DE MATERIALES) INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGÍA INDUSTRIAL ESCUELA SUPERIOR TÉCNICA DEL EJÉRCITO e INSTITUTO DE MATERIALES Y ESTRUCTURAS (UBA - FACULTAD DE INGENIERIA)
Ing. Héctor ANTOGNINI Ing. Aldo BATTAGLIESE Ing. Claudio CAPELLA Ing. Mirta DONATO Sr. Juan Carlos FERNÁNDEZ Ing. Jorge GARCÍA Ing. Carlos GONZÁLEZ ARIAS Ing. Alfredo HEY Ing. Oliva HERNÁNDEZ Ing. Blas LATERZA Sr. Germán LÓPEZ Ing. Ricardo MAZZOLA Ing. Carlos A. MESTRONI Ing. Alberto NAUCEVICH Ing. Horacio NAVARRO Ing. Miguel A. PAGANI Ing. Mario PEZZOLA Ing. Mario QUINTEIRO Dr. Daniel SANDA Ing. Julián TYCHOJKIJ Ing. Hugo VEGA
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INSTITUTO ARGENTINO DE RACIONALIZACIÓN DE MATERIALES
ACINDAR S.A.
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Comite General De Normas (C.G.N.) Dr. V. Alderucchio Ing. A. Battagliese Ing. J.V. Casella Dr. E. Catalano Ing. D.L. Donegani Ing. G.C. Edo Lic. C.A. Grimaldi Dr. A. Grosso Dr. R.L. Huste Ing. B. Laterza Ing. J. Mangosio Ing. S. Mardyks Dr. E. Miró Dr. A.F. Otamendi Dr. D. Sanda Ing. G. Schulte Sr. F.R. Soldi Ing. J. Tychojkij Prof. M.P. Mestanza
vc. 21.1.2000
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CDU 620.172:669.15 *CNA 9640
*Corresponde a la Clasificación Nacional de Abastecimiento asignada por el Servicio Nacional de Catalogación del Ministerio de Defensa .
