4Resistencia de Materiales

ENSAYO DE TENSION EN UN ACERO 1020Jos David Romero, Carlos Daniel Gaviln Beltrn ResumenEste ensayo consiste es someter una muestra, denominada probeta, de seccin uniforme y conocida, a una fuerza de traccin que va aumentando progresivamente. En forma simultnea se van midiendo los correspondientes alargamientos de la probeta.Se dice que el material sobrepas su lmite elstico cuando la carga es de magnitud suficiente para iniciar una deformacin plstica, esto es, no recuperable. El esfuerzo alcanza su mximo en el valor de resistencia mxima a la tensin. La Resistencia a Traccin es la tensin en el mximo del diagrama tensin-deformacin nominales. Hasta llegar a este punto, toda la deformacin es uniforme en la regin estrecha de la probeta. La fractura ocurre en la estriccin. La tensin de fractura o bien de rotura corresponde a la tensin en la fractura.

Palabras Clave Deformacin, Ensayo, Fuerza, Traccin.

INTRODUCCINDebido a la gran cantidad de informacin que puede obtenerse a partir de el ensayo de traccin, es sin duda alguna, uno de los test mecnicos ms empleados para el acero. La versatilidad del ensayo de traccin radica en el hecho de que permite medir al mismo tiempo, tanto la ductilidad, como la resistencia. El valor de resistencia es directamente utilizado en todo lo que se refiere al diseo. Los datos relativos a la ductilidad, proveen una buena medida de los lmites hasta los cuales se puede llegar a deformar el acero en cuestin, sin llegar a la rotura del mismo.Este ensayo consiste es someter una muestra, denominada probeta, de seccin uniforme y conocida, a una fuerza de traccin que va aumentando progresivamente. En forma simultnea se van midiendo los correspondientes alargamientos de la probeta.

OBJETIVOS1. Determinar las propiedades mecnicas de diferentes materiales.2. Familiarizarse con el manejo de la Maquina de Ensayo Universal.3. Observar y analizar el cambio dimensional que presenta la probeta sometida a cargas de traccin. 4. Analizar el efecto de la carga con respecto a las propiedades.5. Analizar el comportamiento de una probeta sometida a tensin en condiciones normales, bajo condiciones de temperatura, usando un medio acuoso para el enfriamiento.

MARCO TEORICOEl ensayo de traccin tiene por objetivo definir la resistencia elstica, resistencia ltima y plasticidad del material cuando se le somete a fuerzas uniaxiales. Se requiere una mquina, prensa hidrulica por lo general, capaz de: a) Alcanzar la fuerza suficiente para producir la fractura de la probeta. Ciencia y Tecnologa de los Materiales b) Controlar la velocidad de aumento de fuerzas. c) Registrar las fuerzas, F, que se aplican y los alargamientos, L, que se observan en la probeta.

Un esquema de la mquina de ensayo de tensin se muestra en la Figura 1

Figura N 1

Con los resultados de la elongacin de la probeta, se puede graficar una curva de carga contra alargamiento, que generalmente se registran como valores de esfuerzo y deformacin unitarios, y son independientes de la geometra de la probeta

Al iniciarse el ensayo, el material se deforma elsticamente; esto significa que si la carga se elimina, la muestra recupera su longitud inicial. Se dice que el material sobrepas su lmite elstico cuando la carga es de magnitud suficiente para iniciar una deformacin plstica, esto es, no recuperable. En otras palabras, el material no recupera su longitud inicial si se elimina la carga aplicada.El esfuerzo alcanza su mximo en el valor de resistencia mxima a la tensin. En este valor de esfuerzo, se forma en la probeta una estriccin o cuello, la cual es una reduccin localizada en el rea de la seccin transversal, en la que se concentra todo el alargamiento posterior.Una vez formado este cuello, el esfuerzo disminuye al aumentar la deformacin y contina disminuyendo hasta que la probeta se rompe.

La interpretacin de la curva nos lleva

1.- En la curva podemos distinguir dos regiones:

Zona elstica: La regin a bajas deformaciones, donde se cumple la Ley de Hooke: = E (E = modulo elstico).

Zona plstica: A partir del punto P. Se pierde el comportamiento lineal, el valor de tensin para el cual esta transicin ocurre, es decir, se pasa de deformacin elstica a plstica, es el Lmite de Elasticidad, y, del material.

2.- Despus de iniciarse la deformacin plstica, la tensin necesaria para continuar la deformacin en los metales aumenta hasta un mximo, Resistencia a traccin (RT TS), y despus disminuye hasta que finalmente se produce la fractura. La Resistencia a Traccin es la tensin en el mximo del diagrama tensin-deformacin nominales. Esto corresponde a la mxima tensin que puede ser soportada por una estructura a traccin; si esta tensin es aplicada mantenida, se producir la rotura. Hasta llegar a este punto, toda la deformacin es uniforme en la regin estrecha de la probeta. Sin embargo, cuando se alcanza la tensin mxima, se empieza a formar una disminucin localizada en el rea de la seccin transversal en algn punto de la probeta, lo cual se denomina estriccin, y toda la deformacin subsiguiente est confinada en la estriccin. La fractura ocurre en la estriccin. La tensin de fractura o bien de rotura corresponde a la tensin en la fractura.

Materiales

Probeta de Tensin en Acero 1020 Probeta de Tensin en Aluminio Probeta de Tensin en cobre Probeta de Tensin en Polmero

Extensmetro

Calibrador Pie de Rey

V. PROCEDIMIENTO

1. Se tom las dimensiones inciales de la probeta, de acuerdo con las especificaciones de la misma en la norma ASTM E 8. Utilice el calibrador para tomar las mediciones.2. Se marca la longitud de la probeta, tomando como referencia esta medida se marca exactamente la mitad.3. Se procede a colocar la probeta en el tensimetro o extensmetro siendo esta sujetada por unas mordazas o sujetadores.4. Una vez accionado el mecanismo debemos esperar a que el material se fracture, la probeta partida en dos se retira de los sujetadores, y se toma el calibre de reduccin de rea y la longitud final.

VI. RESULTADOS

VI. anlisis de resultados

1. Tipo de Fractura: Fractura dctil, la superficie presenta una parte plana a lo y un labio de corte (formando unos 45 con la direccin del esfuerzo) lo que confiere a la fractura una apariencia de copa y cono y aspecto fibroso. En placas delgadas toda la superficie de fractura puede ser un labio de corte

VII. ANALISIS DE DATOS

1. ConclusionesReferencias[1] http://www.sinab.unal.edu.co/ntc/NTC2.pdf[2] http://books.google.com.co/books?id=RQqiC69f1WkC&pg=PA183&dq=ensayo+de+tension&hl=es&ei=eRdfTpKmFYG5tweplNmmCw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CC4Q6AEwAA#v=onepage&q&f=false[3] http://books.google.com.co/books?id=nrLSqjbHEl0C&pg=PA106&dq=ensayo+de+tension&hl=es&ei=eRdfTpKmFYG5tweplNmmCw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=9&ved=0CFsQ6AEwCA#v=onepage&q&f=false