Norma ISO 6892-1

INTRODUCCIÓN

        En esencia, el ensayo de tracción consiste en someter una pieza de forma determinada llamada probeta, a fuerza o cargas axiales gradualmente crecientes, de manera que la probeta alargue hasta llegar a su rotura. Se miden las fuerzas aplicadas y las deformaciones producidas y estudiando los resultados de estas mediciones, se determinan una serie de características importantes del metal. Los resultado obtenidos solo sirven de base para cálculos cuando las fuerzas a que están sometidas las piezas se traducen en tensiones normales a las secciones transversales, es decir, en las solicitaciones de tracción, flexión y compresión puras. Las fuerzas se aplican durante el ensayo con la suficiente lentitud para que se pueda considerar que durante el mismo, el material se somete a cargas estáticas y por ello, los resultados solo serán aplicables, teóricamente, a construcciones o piezas sometidas a este tipo de cargas. En la práctica los resultados del ensayo se utilizan muy frecuentemente para caso de cargas no perfectamente estáticas o cuando las cargas dinámicas reales son muy pequeñas o no pueden definirse con precisión. En estos casos se recurre al artificio de utilizar un coeficiente de seguridad que se considere lo suficientemente grande. En el ensayo es evidente que tiene influencia la forma de la probeta, pues para una misma fuerza aplicada y un mismo material se alargará más una probeta de menor sección que otra más gruesa o más larga. Con objeto de independizar en lo posible los resultados de la forma de la probeta y llegar a un valor realmente significativo para el material y no para cada pieza particular, hay que establecer una relación entre la fuerza y la unidad de sección y entre la deformación y la unidad de longitud, obteniéndose características unitarias que pueden aplicarse a piezas muy diferentes. A las cargas unitarias se les puede llamar esfuerzos o tensiones y a las deformaciones unitarias, alargamientos. En cada momento del ensayo la carga unitaria real se obtendrá, dividiendo la carga o fuerza total por la sección real de la probeta en ese momento; hay que tener en cuenta que, puesto, que la probeta alarga, debe disminuir de sección para mantener el volumen. En los ensayos reales y mientras no se presente una disminución de sección importante, se desprecia la variación de sección y las cargas unitarias se obtienen dividiendo la carga o la fuerza total por la sección inicial de la probeta. Esta aproximación es aceptable pues en primer lugar, da cargas unitarias menores a la verdadera y además, debe considerarse que el trabajo real, las piezas solo se somete a cargas que produzcan deformaciones muy pequeñas que el ensayo corresponden a una disminución de la sección de la probeta despreciable. Sin embargo, cuando haya una deformación importante en la probeta hay que tener en cuenta las secciones y longitudes reales de las mismas, para determinar en cada momento, las cargas unitarias y alargamientos verdaderos. Una de las técnicas más extendidas en el control de calidad es el ensayo de tracción. Este método consiste en la sujeción de una probeta del material que se desea estudiar, la aplicación de fuerzas opuestas sobre sus dos extremos a partir de máquinas universales de tracción y la obtención final de las curvas de fuerza-deformación y de tensión-deformación.

A partir de esta curva se nos permite, principalmente, medir las deformaciones elásticas de la probeta, su fluencia o cedencia, sus deformaciones plásticas y su estricción, entre otras. Si el proceso se ha realizado adecuadamente, con el equipamiento y el procedimiento indicado por la norma ISO 6892-1, estas medidas y otros sometimientos complementarios nos deberían permitir obtener todos los datos que necesitemos sobre el material.

MARCO TEÓRICO

• Propiedades Mecánicas: Las propiedades mecánicas son la réplica de un material a las fuerzas aplicadas. El comportamiento de los metales depende mucho de las condiciones en que trabajan, y así se manifiesta claramente en los ensayos. Las propiedades de ingeniería incluyen resistencia a la tensión, resistencia a la compresión, a la torsión, módulo de elasticidad y dureza. Se podría decir que las más importantes son la resistencia a la tensión y la dureza.
• Comportamiento Elástico: de los metales Los metales sometidos a un esfuerzo sufren deformación debido a las propiedades como elasticidad, plasticidad y termo fluencia. La elasticidad metálica es definida como la resistencia a un cambio temporal de forma. La magnitud de la deformación suele ser proporcional a la fuerza aplicada (Ley de Hooke). La proporcionalidad esfuerzo-deformación depende de factores metalúrgicos y de factores externos a la naturaleza del metal. Entre los primeros cabe citar la estructura cristalina, la macro estructura y la facilidad de iniciación de la deformación plástica; luego podemos referirnos a la temperatura y la velocidad de aplicación de esfuerzo. Las estructuras cristalinas que tienen planos máximos de empaquetamiento ofrecen, para el mismo tamaño atómico, mayor distancia interplanar que las que no poseen planos de máximo empaquetamiento. Un esfuerzo aplicado a una estructura cristalina se distribuye tanto más homogéneamente cuanto mayor es la distancia interplanar o, lo que es lo mismo, es más probable que se coloque en juego elevadas fuerzas de repulsión al aplicar un esfuerzo a una estructura cristalina con planos de máximos empaquetamiento. Por otro lado el tamaño de grano inferior a cierto límite apenas repercute en la elasticidad, al encontrarse los cristales de un material poli cristalino orientados al azar, hace que estos se comporten isotrópicamente. Podemos notar que cuando se tiene tamaños de grano muy pequeños, existe mayor presencia de límites de grano, que ocasionan un impedimento a la facilidad de deformación del material. La temperatura al ser cada vez más elevada origina la separación de los átomos y tiende a disminuir ligeramente el valor del módulo elástico al igual que el límite elástico

• Comportamiento Plástico La distinción entre la deformación plástica y de la deformación elástica es la no homogeneidad de la primera. Esto es motivo a la fluencia plástica causada por la aparición de discontinuidades en el campo de la red, tales como corrimientos de dislocaciones o bandas de traslación donde el corrimiento local, en relación con la escala atómica, es mayor en varios órdenes de magnitud. A pesar de que dichas discontinuidades pueden ser apreciadas con el uso del microscopio, ellas poseen unas variaciones tan pequeñas y lentas, en el conjunto de los planos de traslación como para poder ser registrados individualmente, lo cual no ocasiona cambios en la curva de esfuerzo-deformación, haciendo de ésta casi invariablemente continúa. 1.4 Ensayos Mecánicos Un ensayo es, simplemente, el proceso de cambio del ambiente del material u objeto y la descripción de su reacción ante dicho cambio. El ensayo más apropiado será aquel donde podamos recrear las condiciones del medio y los cambios ambientales en los cuales se someterá el material durante su vida en servicio; sin embargo esto ofrece ciertas dificultades, lo que nos lleva a ejecutar ensayos simulados de servicio. Estos ensayos se dividen en dos:

1.  Ensayos Destructivos. Son ensayos que se realizan mediante el uso de herramientas o máquinas que producen una alteración irreversible de su composición química, mecánica o de su geometría dimensional.
2. Ensayos No Destructivos. Consisten en pruebas que no alteran la forma de los materiales permanente, tampoco altera sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. Por lo tanto los ensayos no destructivos implican un daño imperceptible o nulo.

• Límite elástico: Representa el límite de la acción elástica de un material, y para fines de medida se define como el esfuerzo máximo que el material es capaz de desarrollar sin producirse deformación permanente al desaparecer completamente la carga.
• Resistencia Máxima a la Tracción (punto M): Es la máxima tensión de tracción soportada por un material durante el ensayo.
• Resistencia a la Rotura (punto R): Es la tensión que soporta un material en el momento de su rotura.

MÁQUINA DE TRACCIÓN

         Consiste generalmente en un dispositivo mecánico o hidráulico que produce el desplazamiento relativo de las mordazas que sujetan la probeta, de forma que aquellas ejerzan una tracción axial creciente sobre la misma. La probeta empieza a alargar y la máquina dispone de indicadores de la carga total que ejerce sobre la probeta y de la deformación que produce en la misma. En el laboratorio contamos con una máquina de tracción marca TENSOMETER MONSANTO, en la cual la carga máxima que se puede aplicar con la máquina es de 2000 Kgf.

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