informe 03 traccion final

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnologa de materiales avanzado

PROGRAMA DE FORMACIN REGULAR

MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA DE PLANTA

TECNOLOGIA DE MATERIALES AVANZADO

Informe 03

Ensayos Destructivos

ENSAYO DE TRACCIN

Aumno(a):

Apaza Cerezo Yaneth Miriam

Humpire Tintaya Diego Rodrigo

Rondan Flores Anyeli Rubi

Vilca Churo Kristel Amanda

Docente:

Juan Manuel Gmez

III SEMESTRE B

Arequipa Per


LABORATORIO 02

CODIGO DE CURSO:

TAREAS: - Ensayo de Traccin a probetas

cilndricas - Interpretacin de resultados

LUGAR DE REALIZACION DURACION DE LA TAREA TOLERANCIA

TALLER M1 01 SESIONES 5min

1. OBJETIVOS

Realizar probetas normalizadas de traccin

conforme a la normalizacin aplicable.

Realizar e Interpretar los valores obtenidos

en los ensayos de traccin para diferentes

materiales.

Realizar informes tcnicos de resistencia a la

traccin para diferentes materiales metlicos

y no metlicos.

CODIGO: M35313


ANLISIS DE TRABAJO SEGURO (ATS) Fecha:

07 05 14

ENSAYO DE TRACCION Da Mes Ao

DOCENTE Juan Manuel Gmez LABORATORIO X AMBIENTE M-1 EQUIPO DE TRABAJO

2

TALLER SESIN N 2

ALUMNOS : 1. Apaza Cerezo Yhanet 3. Rondan Flores Anyeli

2. Humpire Tintaya Diego 4 Vilca Churo Kristel

Caractersticas de Equipos y herramientas:

Mquina de Traccin Computadora con Software de Ensayo de Traccin

N PASOS DE LA TAREA DAO (RIESGO) PRESENTE EN CADA CASO

CONTROL DE RIESGO

1 Preparacin de las probetas. Tropiezos al caminar, y cadas de materiales o piezas Entregadas.

Caminar cuidadosamente, Tener todos los implementos de seguridad Para realizar el respectivo ensayo de traccin.

2 Encendido de la mquina de traccionXwick/Roell ZO 50 y del computador.

Riesgo elctrico al encender las maquinas por manipulacin de cables y conexin al tomacorriente.

Observar que los cables de las maquinas se encuentren en buen estado antes de conectar al tomacorriente.

3 Calibrar el software para la mquina de traccin.

No presenta riesgo alguno. Tener cuidado al momento de calibrar el software para mantener los equipos en buen estado.

4 Medicin de las probetas antes del montaje en la mquina.

Cada de las materiales e instrumentos de medicin.

Ser cuidadoso al momento de tomar las medidas, sujetar bien la pieza.

5 Montaje de la probeta en la mquina De traccin

Daos producidos por las pinzas de la mquina de traccin

debido a la presin de las mismas. Tener cuidado con las pinzas de sujecin.

6 Elaboracin del ensayo.

Desprendimiento de partculas de las probetas al momento del corte

Tener cuidado al empezar el ensayo hasta que se est completamente seguro de la sujecin, mantener distancia en el momento del ensayo.

7 Toma de datos Toma de datos errneos. Tener cuidado al momento de tomar los datos ya que pueden ser incorrectos.

8 Desmontaje de la probeta de la mquina de traccin

Cada de materiales, daos producidos por la manipulacin de la mquina.

Verificar que la maquina se encuentre en buen estado al terminar el ensayo.

9 Orden y limpieza. Cadas, tropiezos, choques.

Realizar la limpieza del lugar de trabajo.


2. IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD

3. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

DESCRIPCION FOTOGRAFICA

Mquina de Ensayo de Traccin ZWICK ROELL (Rango 0-50kN)

Software para Ensayo de Traccin TESTXPERT

Pie de rey para mediciones

4. MATERIALES

Probetas de Traccin Cilndricas de diferentes materiales


Acero 1020 Acero Inox

Aluminio Bronce

Cobre

5. ANLISIS DE RIESGOS (PELIGROS POTENCIALES)

Seguridad

INSTRUCCIONES DE TRABAJO.

Trabajar en forma ordenada. Nunca juntar instrumentos de

comprobacin y medicin con otras herramientas

RIESGO DESCRIPCIN DEL PELIGRO

Cortocircuitos Los alumnos que realizan trabajos con componentes

mecnicos y/o elctricos, no debern conectar inadecuadamente a los toma corrientes.

Agentes que pueden daar los instrumentos de comprobacin.

Los alumnos que realizan trabajos de equipos, debern tener cuidado con el empleo correcto de los instrumentos de

medicin y comprobacin.

Medio Ambiente

Los alumnos que realizan trabajos con diferentes contaminantes como grasas, aceites o similares, debern tener cuidado con el empleo correcto y eliminacin de los

residuos despus del ensayo.


6. FUNDAMENTO TERICO

6.1. ENSAYO DE TRACCION

Uno de los ensayos mecnicos tensin-deformacin ms comn es el

realizado a traccin. El ensayo de traccin puede ser utilizado para

determinar varias propiedades de los materiales. Normalmente se deforma

una probeta hasta rotura, con una carga de traccin que aumenta

gradualmente y que es aplicada niaxialmente a lo largo del eje de la probeta.

Los ensayos de traccin se realizan en materiales metlicos y no metlicos,

donde existen diferentes normas para preparar probetas y realizar el ensayo

de traccin, la normalizacin mayormente utilizada es la dada por la ASTM.

En un ensayo de traccin pueden determinarse diversas caractersticas de los

materiales elsticos:

Mdulo de elasticidad o Mdulo de Young: Cuantifica la

proporcionalidad anterior. Es el resultado de dividir la tensin por la

deformacin unitaria, dentro de la regin elstica de un diagrama

esfuerzo-deformacin.

Lmite de fluencia o lmite elstico aparente: Valor de la tensin que

soporta la probeta en el momento de producirse el fenmeno de la

cedencia o fluencia. Este fenmeno tiene lugar en la zona de transicin

entre las deformaciones elsticas y plsticas y se caracteriza por un

rpido incremento de la deformacin sin aumento apreciable de la carga

aplicada.

Lmite elstico (lmite elstico convencional o prctico): Valor de la

tensin a la que se produce un alargamiento prefijado de antemano. Es

la mxima tensin aplicable sin que se produzcan deformaciones

permanentes en el material.

Resistencia a traccin: Carga mxima resistida por la probeta dividida

por la seccin inicial de la probeta.

Estriccin: Es la reduccin de la seccin que se produce en la zona de

la rotura.

6.2. CURVA ESFUERZO-DEFORMACION


Deformacin Elstica Deformacin Plstica

Precede a la deformacin

plstica Es reversible Desaparece cuando la tensin es

removida Es prcticamente proporcional a

la tensin aplicada (obedece a la ley de Hooke)

Es provocada por

tensiones que sobrepasan el lmite de elasticidad.

Es irreversible por que el resultado del dislocamiento es permanente y no desaparece cuando la tensin es removida.

6.3. NORMAS APLICABLES:

Para este ensayo nos basamos en la norma ASTM E-8 para ensayos de

traccin de probetas cilndricas a continuacin en la figura detallamos las

medidas de las probetas.

Imagen 01: Dimensiones de Pobreta Cilndrica segn Norma E8


6.4. DIFERENCIA ENTRE EL ESFUERZO-DEFORMACION REAL Y EL

INGENIERIL:

La reduccin del esfuerzo ms all del punto de resistencia a la tensin

ocurre debido a la reduccin del rea (cuello) y no a un ablandamiento del

material. El esfuerzo y la deformacin ingenieril se basan en el rea inicial de

la probeta y por lo tanto no tienen mucho sentido despus de carga mxima,

discrepan de la realidad. El esfuerzo real (i) y la deformacin real (i),

basadas en las reas (ai) y longitudes (li) instantneas, son variables que

evalan el esfuerzo y deformacin verdadera, sobre todo para valores

despus de carga mxima:

El esfuerzo real (i)

La deformacin Real (i)

NOTA: Por motivos de estudio de materiales trabajamos con el esfuerzo

ingenieril y para as tambin obtener el lmite de fluencia, lmite elstico y la

zona de estriccin ya que si se trabaja de forma real, sera muy complicado la

toma de datos.

i = F /Ai

i = ln (li/lo)


Imagen 02: Curva Esfuerzo Deformacin Real e Ingenieril

A) ESFUERZO INGENIERIL:

B) DEFORMACION INGENIERIL:

C) MOFULO DE ELASTICIDAD:

D) ESTRICCIN:

7. PROCEDIMIENTO:

PREVIO ANTES DE REALIZAR EL ESNAYO DE TRACCIN:

Mecanizar las Piezas Cilndricas en el Taller M6, teniendo en cuenta sus

dimensiones segn Norma.

El procedimiento se basa en Refrentar los extremos de la Pieza, Cilindrar

aproximadamente 40mm en la parte interna media, y realizar un

Ranurado no exagerado de aproximadamente 0,5mm en la parte Central

para que cuando la pieza est sometida al ensayo la ruptura sea ms

eficiente.

=

=

=

=


TAREA N1: Operacin de la Mquina de Traccin

Antes de realizar el ensayo de traccin de diferentes materiales realizar una breve lectura del manual de operacin y realizar un resumen de este.

Verificar el programa de ensayo de traccin TESTXPERT y su forma de utilizacin.

Verificar el programa de Modulo Educacional del software TESTXPERT

Indicar los principales iconos y herramientas para el uso del software.

TAREA N2: Realizacin de Ensayo de Traccin.

Ejecutar, evaluar e Interpretar la resistencia a la traccin de los materiales propuestos mediantes los ensayos realizados en la mquina de traccin, para probetas planas y circulares.

Calcular la resistencia a la traccin y dems datos de manera terica o a travs de frmulas aplicables y completar el cuadro N1

Evaluar e Interpretar los datos obtenidos a travs del software que presento para cada probeta y completar el cuadro N2. (Pegar grficos obtenidos para cada material y explicar)

Realzar un cuadro comparativo entre los datos calculados matemticamente, los datos del software y datos tericos.

Despus de realizado el ensayo mencionar y evaluar los tipos de fractura presente en cada material propuesto.

TAREA N3: Anlisis de Resultados y Conclusiones

Realizar un reporte fotogrfico del Ensayo de Traccin para los diferentes materiales propuestos.

Completar el Cuestionario y Anexos propuestos.

Conclusiones y Recomendaciones

Imagen 02: Maquina de Traccin con Probeta de Acero 1020


PREVIO ANTES DE REALIZAR EL ESNAYO DE TRACCIN:

Al realizar el mecanizado en el Torno 1 del Taller M7 se tuvieron en cuenta la normalizacin de la fabricacin de Probetas realizando los siguientes pasos.

a) Sujecin de la Pieza con el Palto Universal aproximadamente con un ingreso de 75%.

b) Punto Centro con una Broca Gua HSS N 4.

c) Refrentado en los extremos con una cuchilla HSS, as la probeta tendr

esttica y mayor sujecin con una superficie lisa.

d) Cilindrado Central de 40 mm de Longitud Inicial con un Dimetro Inicial de 8mm.

e) Ranurado o desbaste de aproximadamente 0,5 mm en el centro de toda la

probeta, esto para mejorar el punto de ruptura cuando est sometido a Traccin.

Imagen 03: Probeta normalizada del material a ensayar.

Dimensiones: Longitud Inicial 40mm - Dimetro inicial de 8mm.

Imagen 04: Mecanizado de una Probeta en el Torno

40

D8


TAREA N1: OPERACIN DE LA MQUINA DE TRACCIN

CALIBRACION DE LA MAQUINA

Antes de realizar el ensayo de traccin de diferentes materiales realizar una

breve lectura del manual de operacin y realizar un resumen de este.

1. Se debe prender la computadora donde est instalado el programa

TESTXPERT II. Este programa permitir obtener datos del ensayo

enviados por la mquina de traccin Zwick/Roell.

2. Para iniciar con la calibracin de la maquina es importante no tener la

probeta en las mordazas.

3. Damos clic en Archivo>metal>Ensayo de traccin /Material metlico. Se

espera a que el programa cargue y se abra la ventana para realizar la

configuracin para e ensayo.

4. Damos clic en la opcin Asistente> tipo de probeta>cilndrica.

5. La mquina requiere una Posicin de inicio, significa la distancia a la

que se van a ubicar las mordazas que sujetan a la probeta, en este caso

se eligi la distancia de 60 mm. Luego, la velocidad ser de 100mm/min.

Las mordazas se ubican a 60 mm .

6. Luego damos clic en PRECARGA, esto significa que inicialmente la

probeta probablemente se encuentre curveada a nivel molecular, la

precarga es la fuerza inicial que enderezara la probeta antes de la toma

de datos. Es importante colocar la probeta solo ajustada por la

abrazadera inferior, luego seleccionar la fuerza CERO y ajustar la

segunda abrazadera.


7. Damos clic en la opcin PARAMETROS DE ENSAYO para configurar:

7.1. Lmite de fluencia>sencillo

7.2. Velocidad del lmite de fluencia> depende del material que se este

usando >mm/min

7.3. Velocidad de ensayo>depende del material que se este

usando>mm/min.

8. Seleccionamos la opcin RESULTADOS, en esta opcin seleccionamos

lo que queremos que la maquina calcule en el ensayo. Se seleccion:

a. Esfuerzo en rotura

b. Fuerza mxima de traccin

c. Resistencia a la traccin

d. Lmite superior de fluencia


9. Lugo se selecciona PARAMETROS DE INFORME, esta opcion es para

configurar los datos que saldrn en la hoja de datos que la maquina

proporciona. Las opciones son Encabezado, Cliente, Normas de ensayo,

Material, Tipo de probeta, Analista, Datos de maquina (Zwick Roell

Z050).

10. Luego seleccionamos la opcin Pantalla Serie y llenamos los datos que

solicita como el dimetro de la probeta y la longitud de ensayo.


11. Luego, seleccionamos GRAFICA DE LA PROBETA y damos inicio al

ensayo.

12. Para obtener los datos calculados por la maquina seguimos la siguiente

secuencia:

Archivo>Puertos de exportacin>Excel>Aceptar.

13. Obtenemos los datos en Excel que ser de mucha utilidad para los

clculos.

14. Para cambiar las unidades de la fuerza Estndar se realiza de la

siguiente manera:

Anticlic>configuracin de la grfica de curvas>seleccionamos las

unidades para la fuerza estndar ya sea MPa o N.

15. Se vuelven a exportar los datos a Excel para obtener otro documento

pero con la fuerza estndar en N.


TAREA N2: REALIZACIN DE ENSAYO DE TRACCIN

I. Ejecutar, evaluar e Interpretar la resistencia a la traccin de los materiales propuestos mediantes los ensayos realizados en la mquina de traccin, para probetas planas y circulares.

MATERIAL Lo (mm) Do (mm) Ao (mm2) Af (mm2) Lf (mm)

Acero 1020 43,3 / 165 8,2 52.81 20.42 208

Acero Inox 37,7 / 155 7,68 46,32 19,63 159

Aluminio 37,5 / 149 7,7 46,56 20,43 158,9

Bronce 39,0 / 163 8,2 52,81 50,26 164,5

Cobre 38,7 / 162.6 7,24 41,7 12,57 169

II. Calcular la resistencia a la traccin y dems datos de manera terica o a travs de frmulas aplicables y completar el cuadro N1

Clculos Completos:

ACERO 1020 Anlisis Interpretacin

Esfuerzo Mximo =

=

=

En el punto de esfuerzo ultimo o maximo la fuerza aplicada es de 24,68 KN y el area inicial es de 52,81 mm2, este punto indica la resistencia maxima de la

probeta.

Esfuerzo de Rotura =

=338

El esfuerzo maximo empleado para romper la

probeta de cobre es de 338 N/mm2, esto significa que el acero 1020 sosporto esa

carga en ese punto.

Deformacin Mxima =

=

=26.06%

La deformacin mxima de la probeta de Acero 1020

es de 26,06% esto se obtuvo comparando las longitudes tanto inicial

como final.

Mdulo de Young =

= 47059.37

El modulo de elasticidad del Acero 1020 es de 47059,37

N/mm2, este valor no es correcto debido a que la

maquina estuvo mal calibrada.

Estriccin = (

)

La estriccion para esta pieza, es decir, desde

donde empieza a disminuir


=

=

el area en la probeta es del 61,3 %.

Deformacin permanente al

esfuerzo mximo

=

=

La deformacion experimentada por la probeta es de 43 mm.

ALUMINIO Anlisis Interpretacin

Esfuerzo Mximo =

=

=

En el punto de esfuerzo ultimo o maximo la fuerza aplicada es de 200,63 N y el area inicial es de 46,56 mm2, este punto indica la resistencia maxima de la

probeta.


=

=

El esfuerzo maximo empleado para romper la probeta de Aluminio es de

158,186 N/mm2, esto significa que el Aluminio

sosporto esa carga en ese punto.

Deformacin Mxima =

=

=6,23%

La deformacin mxima de la probeta de Alumino es de

6,23% esto se obtuvo comparando las longitudes

tanto inicial como final.

Mdulo de Young

=

=

=

El modulo de elasticidad del Aluminio es de 3357,04 N/mm2, este valor no es correcto debido a que la


Estriccin = (

)

=

=


donde empieza a disminuir el area en la probeta es del

56,12 %.


esfuerzo mximo

=

=

La deformacion experimentada por la

probeta es de 9,9 mm.


BRONCE Anlisis Interpretacin

Esfuerzo Mximo =

=

=

En el punto de esfuerzo ultimo o maximo la fuerza aplicada es de 18761,94 N y el area inicial es de 44,41 mm2, este punto indica la resistencia maxima de la

probeta.


=

=

El esfuerzo maximo empleado para romper la probeta de Bronce es de

405,41 N/mm2, esto significa que el Bronce


Deformacin Mxima =

=

= %

La deformacin mxima de la probeta de Bronce es de



Mdulo de Young

=

=

=

El modulo de elasticidad del Bronce es de 5596 N/mm2,

este valor no es correcto debido a que la maquina

estuvo mal calibrada.

Estriccin = (

)

=

= %



6,32 %.


esfuerzo mximo

=

=


probeta es de 1,5 mm.

COBRE Anlisis Interpretacin

Esfuerzo Mximo =

=

=

En el punto de esfuerzo ultimo o maximo la fuerza aplicada es de 12.37 KN y el area inicial es de 41.17 mm2, este punto indica la resistencia maxima de la

probeta.


=

=

El esfuerzo maximo empleado para romper la probeta de cobre es de

106.63 N/mm2, esto significa que el cobre



Deformacin Mxima

=

=

=3,78%

La deformacin mxima de la probeta de Cobre es de



Mdulo de Young

1) =

=

=

=

=

=

=

El modulo de elasticidad del cobre es de 6042.086

N/mm2, este valor no es correcto debido a que la


Estriccin = (

)

=

= %



69.47 %.


esfuerzo mximo

=

=


probeta es de 6.4 mm.

Valores Utilizados para obtener el Modulo de Young

Acero 1020

Aluminio


Bronce

Cobre

III. Despus de realizado el ensayo mencionar y evaluar los tipos de fractura presente en cada material propuesto.

MATERIAL TIPO DE FRACTURA

Acero 1020 Fractura moderadamente dctil, comienza con la formacin de un cuello y la formacin de cavidades dentro de la zona de estrangulamiento.

Acero Inox Fractura Frgil por no presentar mucha deformacin plstica en el Cuello

Aluminio Fractura muy Dctil por presentar deformacin en forma de copa en el Cuello

Bronce Fractura Frgil por no presentar nada de deformacin en el Cuello no tiene deformacin plstica ni estriccin.

Cobre Fractura Dctil por presentar deformacin en el Cuello de una manera casi cnica.

TAREA N3: ANLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Realizar un reporte fotogrfico del Ensayo de Traccin para los diferentes materiales propuestos.

MAQUINA DE TRACCION (Zwick RoellZ)


Ensayos de traccin con las probetas

ALUMINIO COBRE ACERO 1020 BRONCE

Velocidad de ensayo: 20 mm/min Material: Aluminio Tipo: Probeta cilndrica Velocidad recomendada:

Velocidad de ensayo:20mm/min Material: Cobre Tipo: Probeta cilndrica Velocidad recomendada:

Velocidad de ensayo: 20 m/min Material: Acero 1020 Tipo: Probeta cilndrica Velocidad recomendada:

Velocidad de ensayo: 20 mm/min Material: Bronce Tipo: Probeta cilndrica Velocidad recomendada:

8. CONCLUSIONES:

A. Se realiz las probetas de traccin con la ayuda del torno del M7

conforme a la norma ASTM E8


B. Logramos hallar los mdulos de elasticidad, los valores de estriccin y

deformacin mxima de los diferentes materiales para determinar si el

material es dctil o frgil o ms resistente a la traccin.

C. Mediantes el ensayo de traccin podemos identificar, analizar e

interpretar las diferentes propiedades de cada material, por esto el

ensayo de traccin es uno de los ms usados en el campo industrial,

adems de brindarnos datos importantes acerca de sus propiedades

mecnicas.

D. El ensayo de traccin permite definir las caractersticas de cada

material ya sea su resistencia, plasticidad, su mdulo de elasticidad

entre otras propiedades, lo que significa que se puede comprender el

comportamiento de ciertos materiales en el campo industrial sometidos

a diferentes acciones, permitiendo as la eleccin de materiales

adecuados en los diseos industriales.

E. Los ensayos nos permiten obtener valores de forma experimental los cuales influyen directamente en la calidad y costo de las estructuras que necesitemos realizar.

9. RECOMENDACIONES:

A. Tener cuidado al momento de calibrar el software de la mquina para no

obtener ningn dato errneo.

B. Al momento de colocar la probeta en la maquina verificar que se encuentre perpendicular a la base de la pinza inferior de la mquina, esto puede afectar los resultados obtenidos en la computadora.

C. Mantenerse alejado de la maquina cuando se realice el ensayo porque puede haber un Desprendimiento de partculas de la probeta al momento del corte y puede daar su vista.

D. Es recomendable realizar un buen mecanizado de la probeta ya que es muy importante que la superficie para que no afecte en los resultados esperados.

E. Es muy importante seguir el procedimiento del ensayo de acuerdo a la norma para obtener muy buenos resultados y que los datos experimentales se asemejen a los datos tericos.

10. OBERVACIONES

A. Comprobar los datos obtenidos en el ensayo conforme a la

normalizacin aplicable.

11. BIBLIOGRAFIA:

Leer ms: http://www.monografias.com/trabajos46/fracturas-

mecanicas/fracturas-mecanicas2.shtml#ixzz312lIUVg8 Extrado el 05 de

Mayo del 2014


Pgina web

http://centraltrust.net/ivanbohman/productopdf/BRONCES%20ESPECIALE

S.pdf extrado el da Martes 05 de Mayo del 2014 a horas 16:58

http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=MA6061T4

http://www.smithsadvanced.com/ElEspanol/downloads/200-

3_2024_AMI.pdf

http://www.sumiteccr.com/Aplicaciones/Articulos/pdfs/AISI%201020.pdf

http://www.tegmetal.com/CLASIFICACION%20AISI.pdf

http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/4089/fichero/6.pdf

http://www.utp.edu.co/~publio17/ac_aleados.htm

http://www.copperinfo.co.uk/alloys/bronze/downloads/pub-40-CW451K-

PB102.pdf

http://es.calameo.com/read/0005942431ace482fb097 norma ASTM E8

http://www.buenastareas.com/ensayos/Normas-Astm/108535.html otros

no se

12. CUESTIONARIO:

A. Cuantas veces ms resiste el acero ensayado en comparacin con el cobre y el aluminio y que beneficios se puede obtener de esta observacin? El acero 1020 es ms resistente que el cobre y el aluminio. Por consiguiente el acero 1020 muestra una zona plstica mayor. En general, un aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la traccin, pero como contrapartida incrementa su fragilidad en fro y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad.

B. Cul es el metal ensayado que permite mayor trabajo plstico? El acero 1020 muestra una zona plstica mayor y visible en comparacin al

aluminio, cobre y el bronce, segn las tablas en ensayo y segn informacin

extrada.

.

Tenga en consideracin en todo momento acerca de las normas

de seguridad.


C. Cul de los materiales ensayados present un mayor valor en su

mdulo de Young? El material que presenta mayor valor en su mdulo de Young es el Acero 1020, es mucho mayor en cuanto a los otros metales ensayados ya que el valor bibliogrfico del mdulo de Young para un SAE 1020 es de 205 GPa mucho mayor que el aluminio que es de 73 GPa y que el bronce que es de 110 GPa.

D. Indique un ejemplo en el cual el mdulo de elasticidad sea fundamental en la eleccin de un material para fabricacin de un elemento mecnico determinado. Al construir un diversas edificaciones para construcciones industriales, se

selecciona el acero pues tiene mayor modulo en comparacin que el

aluminio, bronce y cobre; pero tambin tenemos que seleccionar que el

acero no sea frgil sino dctil, capaz de absorber energa de choque y

adems de mostrar cierta plasticidad para evitar malos resultados.

E. Cmo se puede compensar la poca resistencia mecnica de un metal

cuando tenga que ser elegido obligatoriamente para un requerimiento determinado? Para poder compensar la poca resistencia de un material se le tiene que hace un tratamiento, para as poder mejorar sus propiedades del mismo a travs de algn tipo mtodo como el temple.

F. Porque los resultados de los ensayos de traccin para probetas cilndricas es diferentes para probetas planas Una diferencia es el rea ya que en este caso se trabaj con probetas cilndricas.

G. Cundo se dice que un material est sometido a un esfuerzo de traccin? Cuando se desarrolla dos fuerzas que actan en sentido opuesto sobre un material Y este presenta cambios de forma y separacin debido a las fuerzas

H. Qu es la fluencia?

Es cuando experimenta alargamientos crecientes en funcin del tiempo, an para cargas aplicadas constantes. La fluencia nos indica caractersticas resistentes de los materiales Si se aumenta la carga por encima de este lmite de fluencia, se produce un alargamiento que progresa rpidamente hasta el lmite de traccin.

I. Cmo se determina la fluencia en un material dctil?

El lmite de fluencia est determinado por la siguiente ecuacin:


J. Cmo se determina la fluencia en un material duro? Un material es ms dctil cuanto ms extendido es su diagrama de esfuerzo y deformacin.

K. Qu aspecto presenta la fractura en un material dctil? El lmite de fluencia para los materiales duros, se pude determinar mediante las grficas que a medida que va aumentando el contenido de carbono crece la resistencia; al mismo tiempo disminuye la deformacin. Y Se va haciendo menos dctil.

L. Si en un determinado valor de fuerza P se detiene el ensayo de traccin y se quita las fuerzas que lo tensionan: Cmo se determina la longitud final de la probeta?

Esto va depender de la fuerza p. pues podra detenerse antes de que llegue a su lmite de elasticidad y su longitud no variara o podra sobrepasar su lmite de elasticidad y la longitud seria otra.

M. Por qu en el ensayo de traccin se rompe una probeta con una carga inferior a la mxima soportada, segn el diagrama Esfuerzo Deformacin?

Debido a la Estriccin que causa una disminucin de la seccin en la fractura de una probeta adems y tambin es por que Gran parte de la redistribucin de las tensiones que surgen por efecto de la hiper - estaticidad, de que no siempre se tiene en clculos

N. Qu indica el hecho de que un material tenga un porcentaje de estriccin alto? Cuando ms alto es el porcentaje de estriccin, el material ser ms dctil. Medida que va siendo menos dctil, al final una rotura netamente frgil y por ello es evidente que desaparece la estriccin.

13. ANEXOS

ANEXO 01: Probetas realizada en AutoCAD

Acero 1020

Usar el sentido comn y el conocimiento para contestar estas preguntas.


Bronce


Cobre

Acero inoxidable


Aluminio

ANEXO 02: Simulacin en Programa de Internet

http://recursostic.educacion.es/fprofesional/simuladores/web/simuladores

/fabricacionmecanica/ensayos_traccion/sim31_ensayosTraccion/sim.html


ANEXO 02: Traduccin de la Norma E8

NOTA 1 - La seccin reducida puede tener una conicidad gradual desde los extremos hacia el centro, con los extremos no ms de 1 % ms grandes en dimetro que el centro (dimensin de control). NOTA 2 - Si se desea, la longitud de la seccin reducida puede aumentarse para acomodar un extensmetro de cualquier longitud de calibre conveniente. Las marcas de referencia para la medicin de la elongacin deben, sin embargo, estar espaciadas a la longitud de referencia indicada. NOTA 3 La longitud calibrada y filetes pueden ser como se muestra, pero los extremos pueden

ser de cualquier forma para adaptarse a los titulares de la mquina de ensayo de tal manera


que la carga ser axial (vase. Fig. 9). Si los extremos se celebrarn en mordazas de cua es deseable , si es posible, para que la longitud de la seccin de agarre lo suficientemente grande para permitir que la muestra se extienden en las garras de una distancia igual a dos tercios o ms de la longitud de las garras . NOTA 4 En las muestras redondas en las Figs. 8 y 9, las longitudes de banda son igual a cuatro veces el dimetro nominal. En algunas especificaciones de productos otras muestras se pueden proporcionar para , pero a menos que la relacin de 4 - a - 1 se mantiene dentro de las tolerancias dimensionales , los valores de elongacin pueden no ser comparables con los obtenidos a partir de la muestra de ensayo estndar . NOTA 5 - El uso de muestras ms pequeas de 0.250 -in. Dimetro se limitar a los casos en que el material a ensayar es de tamao insuficiente para obtener muestras ms grandes o cuando todas las partes estn de acuerdo con su utilizacin para las pruebas de aceptacin. Especmenes ms pequeos requieren un equipo adecuado y una mayor habilidad tanto en el mecanizado y pruebas. NOTA 6 - Cinco tamaos de las muestras utilizadas a menudo tienen un dimetro de aproximadamente 0,505 , 0,357 , 0,252 , 0,160 y 0,113 pulgadas, siendo la razn para permitir clculos fciles de estrs de las cargas , ya que las reas transversales correspondientes son iguales o cerca 0,200 , 0,100 , 0,0500 , 0,0200 , y 0,0100 cm2 , respectivamente. As, cuando los dimetros reales estn de acuerdo con estos valores, las tensiones (o puntos fuertes) se pueden calcular utilizando los coeficientes multiplicadores simples.

rea de seccin transversal total del alambre, varilla o barra se utilizar siempre que sea posible. La longitud de la galga para la medicin de la elongacin de alambre de menos de 1/ 8 de pulgada de dimetro ser el prescrito en las especificaciones del producto. En alambre de pruebas, varilla o barra que tiene una 1/8-pulg. O de mayor dimetro, a menos que se especifique lo contrario, se utilizar una longitud de calibre igual a cuatro veces el dimetro. La longitud total de las muestras deber ser al menos igual a la longitud de calibre ms la longitud de material necesario para el uso completo de las empuaduras empleadas. 6.6.2 Para el alambre de seccin octogonal, hexagonal o cuadrado, para la barra o una barra de seccin redonda en que el espcimen se requiere en 6.6.1 no es factible, y para la barra o una barra de seccin octogonal, hexagonal o cuadrado, uno de los siguientes tipos de muestras se utilizar: 6.6.2.1 Completo Seccin Transversal (Nota 11) - No se permitir reducir la seccin de prueba ligeramente con un pao o papel de lija, o la mquina lo suficiente para garantizar la fractura dentro de las marcas de calibre. Para el material que no exceda de 0,188 pulgadas de dimetro o distancia entre pisos, el rea de seccin transversal puede reducirse a no menos de 90 % de la superficie original sin cambiar la forma de la seccin transversal. Para el material ms de 0,188 pulgadas de dimetro o distancia entre pisos, el dimetro o distancia entre pisos pueden ser reducidos por no ms de 0,010

pulg sin cambiar la forma de la seccin transversal. Alambre o varilla que no exceda de 0.188 pulgadas cuadradas, hexagonales, octogonales o entre pisos puede ser convertido a un redondo que tiene un rea de seccin transversal no menor que 90 % del rea del crculo inscrito mxima. Filetes, preferiblemente con un radio de 3/8 de pulgada, pero no menos de 1/ 8 de pulgada, se utilizarn en los extremos de las secciones reducidas. Cuadrado, varilla hexagonal, octogonal o ms de 0,188 pulg entre pisos se puede girar a una redonda que tiene un dimetro no menor que 0,010 pulgadas menor que la distancia original entre pisos. NOTA 11 - los extremos de los especmenes

de cobre o de aleacin de cobre pueden ser aplanadas 10 a 50 % de la dimensin original en una plantilla similar a la mostrada en la figura. 10 , para facilitar la fractura dentro de las marcas de calibre . En aplanando los extremos opuestos de la probeta de ensayo, se debe tener cuidado para asegurarse de que las cuatro superficies aplanadas son paralelas y que las dos superficies paralelas en el mismo lado del eje de la probeta de ensayo se encuentran en el mismo plano. 6.6.2.2 Para varilla y barra, el tamao prctico ms grande de la muestra redondas como se describe en 6.4 se puede utilizar en lugar de una muestra de ensayo de seccin transversal completa. A menos que se especifique lo contrario en el pliego, las muestras deben ser paralelas a la direccin de laminado o extrusin.


Se utilizarn 6,7 Las muestras para Barra rectangular - En las pruebas de barra rectangular uno de los siguientes tipos de especmenes: 6.7.1 Seccin -It Cross completa es permisible para reducir la anchura de la

muestra a lo largo de la seccin de prueba con un pao o papel de lija o mecanizando suficiente para facilitar la fractura dentro de las marcas de calibre, pero en ningn caso la anchura reducida

ANEXO 03: Tipos de Fractura en Ensayo de Traccin

Las fracturas por tensin pueden clasificarse en cuanto a forma, textura y color. Los

tipos de fractura, en lo respectivo a la forma, son simtricos: cono y copa, planos e

irregulares. Varias descripciones de la textura son: sedosa, grano fino, grano grueso

o granular, fibrosa o astillable, cristalina, vidriosa y mate.

Ciertos materiales se identifican efectivamente por sus fracturas.

El acero suave en forma de una probeta cilndrica normal usualmente

presenta un tipo de fractura de cono y copa de textura sedosa.

El hierro forjado presenta una fractura dentada y fibrosa, mientras que la

fractura tpica del hierro fundido es gris, plana y granular.

Un examen de la fractura puede arrojar una pista posible de los valores bajos de

la resistencia o la ductilidad de la probeta. La carga no axial causara tipos

asimtricos. La falta de simetra puede tambin ser causada por la heterogeneidad

del material o un defecto o una falla de alguna clase, tal como la segregacin, una

burbuja, o una inclusin de material extraa, tal como la segregacin, una burbuja, o

una inclusin de material extraa, tal como la escoria. Sobre la superficie fracturada

del material que haya sido trabajado en fi o posea una condicin de esfuerzo

interno, debida a ciertos tratamientos trmicos, frecuentemente existe una

apariencia de rayos o vetas que irradian de algn punto cercano al centro de la

seccin; esta ocasionalmente es denominada "fractura de estrella".

Una descripcin de la fractura debe incluirse en cada informe de ensayo, aun

cuando su valor sea incidental para las fracturas normales.

En la siguiente figura se muestran ilustraciones de un nmero de fracturas tpicas.

Fractura copa y cono & Fractura plana.

Como resultado de la triaxialidad de

tensiones producida por la estriccin, se

alcanza una situacin en la que las

pequeas inclusiones no metlicas que

contiene el material en la zona estringida o

bien se fracturan o bien se de cohesionan

de la matriz metlica produciendo micro

huecos que crecen gradualmente al ir

progresando la deformacin plstica, hasta

coalescer. De este modo se genera una

fisura interna plana en forma de disco

orientada normalmente a la direccin del

esfuerzo aplicado. Finalmente, la rotura se

completa por corte a lo largo de una

superficie cnica orientada a unos 45 del

eje de traccin, dando origen a la clsica

fractura copa y cono que se ilustra en la

Fig. (a).

La produccin de la rotura a lo largo de la

superficie cnica tiene su origen en el hecho

que a medida que el vrtice de la fisura

plana en forma de disco se acerca a la

superficie de la barra, se pierde triaxialidad

de tensiones porque la tensin normal a la

superficie libre es nula. Por lo tanto, la

constriccin plstica disminuye y

consecuentemente las tensiones de corte a

45 del eje se tornan preponderantes, lo que

conduce a la rotura plstica a lo largo de

tales planos.

Si el material es frgil, o mediante una

entalla superficial se induce un estado de

triaxialidad superficial, tiende a suprimirse la

zona cnica y se obtiene entonces una

fractura plana como puede verse en la


Fig. (b).

FRACTURA

Es la separacin de un slido bajo tensin en dos o ms piezas. En general, la

fractura metlica puede clasificarse en dctil y frgil. La fractura dctil ocurre

despus de una intensa deformacin plstica y se caracteriza por una lenta

propagacin de la grieta. La fractura frgil se produce a lo largo de planos

cristalogrficos llamados planos de fractura y tiene una rpida propagacin de la

grieta.

Energa de fractura por impacto para un acero al carbono

Mecanismos de fractura

Clivaje: Fracturas tpicas en policristales.

a. Fractura trasngranular

Las grietas propagan cortando los granos.


b. Fractura intergranular

Las grietas propagan a lo largo de las fronteras de grano.

c. FRACTURA DCTIL

Esta fractura ocurre bajo una intensa deformacin plstica.


La fractura dctil comienza con la formacin de un cuello y la formacin de

cavidades dentro de la zona de estrangulamiento. Luego las cavidades se

fusionan en una grieta en el centro de la muestra y se propaga hacia la

superficie en direccin perpendicular a la tensin aplicada. Cuando se

acerca a la superficie, la grieta cambia su direccin a 45 con respecto al eje

de tensin y resulta una fractura de cono y embudo.

d. FRACTURA FRGIL

La fractura frgil tiene lugar sin una apreciable deformacin y debido a una

rpida propagacin de una grieta. Normalmente ocurre a lo largo de planos

cristalogrficos especficos denominados planos de fractura que son

perpendiculares a la tensin aplicada.

La mayora de las fracturas frgiles son transgranulares o sea que se

propagan a travs de los granos. Pero si los lmites de grano constituyen

una zona de debilidad, es posible que la fractura se propague

intergranularmente. Las bajas temperaturas y las altas deformaciones

favorecen la fractura frgil.

Superficies dejadas por diferentes tipos de fractura. a) Fractura dctil,

b) Fractura moderadamente dctil, c) Fractura frgil sin deformacin plstica

informe 03 traccion final

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