Laboratorio #7 (ENSAYO DE TENSIÓN)

Laboratorio #7 (ENSAYO DE TENSIÓN)

1. RESUMEN

Un ensayo de tensión es una prueba donde pueden obtener las propiedades mecánicas un material el cual se desea evaluar. Mediante los datos obtenidos este ensayo resulta un diagrama de esfuerzo-deformación por el cual se puede evidenciar claramente el comportamiento del material mientras es sometido a este experimento. Para la realización de este estudio, se utiliza una probeta especialmente diseñada para los ensayos de tensión con ciertas normas internacionales con el fin de que sean funcionales a nivel mundial.

Para realizar este experimento, se introduce la probeta a la máquina del ensayo de tracción donde, luego de insertarla y ajustarla, está a ejercerá una carga adecuada para que se estire hasta que el material en estudio no soporte más y se rompa.

Este ensayo es  importante y utilizado de manera constante ya que arroja datos importantes que  indican al laboratorista que materiales usar, puede ser por la especificación del material, inspección, investigación, desarrollo, diseño de componentes estructurales, entre otros.|

1. ABSTRACT

A stress test is a test where you can get the mechanical properties of a material which is to be evaluated. Data obtained by this assay is a diagram for stress-strain which can be clearly demonstrate the behavior of the material while it is subjected to this experiment. To carry out this study, a probe specifically designed for testing voltage with certain international standards in order to be functional is used worldwide.

To perform this experiment, the specimen to the tensile testing machine which is, after inserting and adjusting, appropriate exercise load to stretch until the material under study and not more support break is introduced.

This test is important and consistently used because it sheds important data indicating the materials used lab worker who may be in the material specification, inspection, research, development, design of structural components, among others.

1. PALABRAS CLAVES

• Probeta.
• Tensión.
• Encuellamiento.
• Diagrama esfuerzo-deformación.
• Módulo de elasticidad.
• Zona elástica.
• Reacomodación atómica.
• Resistencia a la cedencia.
• Zona plástica.
• Resistencia a la tracción.
• Fractura.
• Ductilidad.

1. KEY WORDS

• Probe.
• Stress.
• Necking.
• Stress-strain diagram
• Modulus of elasticity.
• Elasticity zone.
• Atomic rearrangement.
• Yield strength.
• Plastic zone.
• Tensile strength.
• Fracture.
• Ductility.

1. MATERIALES Y METODOS

1. MATERIALES USADOS

1. Máquina de ensayo de tensión

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Figura 1. Máquina de ensayo de tensión.

Foto tomada en el laboratorio de materiales.

1. Probeta

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Figura 2. Probeta. Foto tomada en el laboratorio de materiales.

1. Software especializado

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Figura 3. Software de la máquina de tensión.

Foto tomada en el laboratorio de materiales.

1. MÉTODO

El ensayo de tracción es el más usado para estudiar la relación esfuerzo-deformación, particularmente en los metales. En este ensayo se aplica una fuerza a un material que tiende a elongarlo y a reducir su diámetro, tal como se muestra en la figura 1. Las normas ASTM (American Society for Testing and Materials) especifican la preparación del espécimen o probeta de prueba, las medidas y el procedimiento para el ensayo La probeta y montaje típicos del ensayo se muestran en la figura 2.

La probeta de prueba inicial tiene una longitud original L0 y un área A0. La longitud se mide por la distancia entre las marcas de calibración; y el área, por la superficie de la sección transversal de la probeta. La carga y el cambio de longitud del espécimen se registran conforme avanza el ensayo, ambos datos son necesarios para determinar las relaciones esfuerzo deformación.

[pic 4]

Figura 4. Ensayo de tracción. Fuerza de tensión  aplicada.

[pic 5]

Figura 5. Montaje ensayo de tracción.

Procedimiento:

1. Marcación de la longitud inicial (Lo) Para probetas proporcionales, el valor de la longitud calibrada inicial puede aproximarse al múltiplo de 5 mm más cercano, cuidando que la diferencia entre la longitud calibrada calculada y la marcada sea menor de 10% de Lo. La longitud calibrada inicial se debe marcar con una precisión de +/- 1%. La marcación es un aspecto fundamental, ya que al finalizar la prueba podremos medir la longitud final (Lf), y de esta forma calcular el % de elongación el cual es dependiente de las longitudes inicial y final.

1. Porcentaje de Elongación: el Porcentaje de Elongación representa la distancia que la probeta se alarga plásticamente antes de la fractura:

Donde:

• Lo: Longitud Inicial Calibrada de la Probeta (mm).

• L: Longitud Elongada de la Probeta (mm).

1. Análisis del porcentaje de reducción de área de un material, en una prueba de resistencia a la tracción.

Al realizar el ensayo de tracción se observa un encuellamiento de la probeta evaluada, midiendo cuanto redujo el área la probeta se puede calcular el porcentaje de reducción de área.

Procedimiento:

• Porcentaje de reducción de área: Este porcentaje también representa la deformación plástica antes de la fractura:

Dónde:

• RA: Porcentaje de reducción de área

• Ao: Área inicial de la probeta

• A: Área instantánea de la probeta

1. Para calcular el área instantánea de la probeta se puede hacer uso del principio de conservación del volumen total de la probeta, el cual no debe cambiar a pesar de que esta se estire y como resultado se reduce su área transversal:

1. Resistencia última a la tracción

La resistencia ultima a la tracción o tensión es la máxima alcanzada en la curva esfuerzo-deformación.  Si la probeta desarrolla un decrecimiento localizado de la sección transversal (comúnmente denominada estricción) la tensión convencional decrecerá con el incremento de la fuerza hasta que se produce la fractura, ya que la deformación convencional se calcula utilizando el área original de la sección transversal de la probeta.

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