TP: ENSAYO DE TRACCION Laboratorio de ciencia de los materiales.

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1 TP: ENSAYO DE TRACCION Laboratorio de ciencia de los materiales

2 TP: ENSAYO DE TRACCION Definición El ensayo consiste en someter a una probeta a un esfuerzo axial que va aumentando de manera progresiva (pudiendo ser hasta la rotura de la probeta), y a su vez, se registran los valores de fuerza y deformación para graficar los resultados y obtener propiedades mecánicas del material ensayado

3 TP: ENSAYO DE TRACCION Alcance del T.P El alcance del ensayo a realizar en la UNLu será obtener la curva tensión-deformación. Luego, obtener las propiedades mecanicas del material interpretando los resultados obtenidos, también verificar el tipo de rotura de las probetas

4 TP: ENSAYO DE TRACCION Características de entrada -Sección inicial -Longitud de referencia (50mm.) -Datos para el equipo (Velocidad del ensayo, referencias del equipo, escalas de grafico, etc.)

5 -Longitud de referencia final -Tipo de rotura (frágil / dúctil)
TP: ENSAYO DE TRACCION Información de la pieza ensayada -Sección final -Longitud de referencia final -Tipo de rotura (frágil / dúctil) -Valores de la curva Fuerza-Desplazamiento

6 TP: ENSAYO DE TRACCION Características del equipo Emic DL (30KN) de capacidad

7 TP: ENSAYO DE TRACCION Curvas obtenidas con el equipo

8 TP: ENSAYO DE TRACCION Nomenclatura utilizada
Probeta: Material que va a ser ensayado. L0/L :Longitud Inicial / Final, distancia entra marcas de referencia D: Diámetro, de la sección (circular),diámetro circunscrito mas pequeño que contiene el contorno de la sección ( otras secciones). So/S :Sección de la probeta antes de iniciarse el ensayo/Sección mínima de la probeta luego de concluido el ensayo (en la estricción). Probeta normal: Cuya sección y long. iniciales están de acuerdo a normas. Probeta proporcional: En la cual se aplica una relación para normalizar la muestra. Qm: Carga máxima que soporta la probeta durante en el ensayo. Qf: Carga final que actúa en la probeta en el momento de la rotura. Δl: Alargamiento, def. longitudinal del cuerpo originada por el esfuerzo. ε :Deformación lineal media

9 TP: ENSAYO DE TRACCION Cálculos
Los resultados del ensayo se aplican a todos los tamaños y secciones transversales de un material (para diferentes probetas), siempre que la fuerza se convierta en tensión y el desplazamiento en deformación. F: Fuerza aplicada [N] S0 : área sección transversal original [mm2] Tensión media [MPa] I: cambio de longitud después de haber aplicado una tensión (mm) Io: Longitud de referencia inicial (mm) Deformación media (adimensional)

10 TP: ENSAYO DE TRACCION Grafico esquemático del ensayo para acero
O:comienzo del ensayo. A: (σp)Limite de proporcionalidad B. (σz)Limite elástico aparente o superior de fluencia. C:Incremento de la carga por endurecimiento. D:(Qm)Carga máxima. E:Rotura

11 TP: ENSAYO DE TRACCION Grafico real del ensayo para acero obtenido del equipo Emic de la UNLu O:comienzo del ensayo. A: (σp)Limite de proporcionalidad B. (σz)Limite elástico aparente o superior de fluencia. C:Incremento de la carga por endurecimiento. D:(Qm)Carga máxima. E:Rotura

12 TP: ENSAYO DE TRACCION Modulo de elasticidad o de Young (E)
DEFINICION: Es la pendiente de la recta del diagrama Tensión-Deformación en la región elástica. Esta relación lineal se conoce como la Ley de Hook. El módulo de elasticidad es una medida de la rigidez del material, un mayor módulo de elasticidad indica que se necesita una mayor tensión para producir la deformación elástica del material.

13 TP: ENSAYO DE TRACCION Tensión de Fluencia
Deformación Elástica Plástica Límite superior de fluencia Límite inferior de fluencia Es el valor de tensión necesaria para iniciar la deformación plástica. En los materiales metálicos es el esfuerzo necesario para iniciar el movimiento de las dislocaciones. Según el material a ensayar, se la puede definir mediante uno de los siguientes métodos: Límite Convencional de Fluencia (Rp0.2): Tensión que corresponde a un alargamiento porcentual no proporcional de 0.2%. Límite de Fluencia (Re): Algunos aceros presentan el fenómeno de punto de fluencia, en donde la transición elástica plástica está muy bien definida y ocurre en forma abrupta. En este caso puede definirse un límite superior de fluencia (Reh) y un límite inferior de fluencia (ReL).

14 TP: ENSAYO DE TRACCION Probetas, tipos y secciones CILINDRICAS PLANAS

15 TP: ENSAYO DE TRACCION Probetas, proporcionalidades
Lc Lt Extremo de amarre a Probeta Normal: Todas las dimensiones de la probeta están normalizadas. Probeta Proporcional: La relación entre la longitud de referencia inicial (L0) y la raíz cuadrada del área de la sección transversal (S0) está dada por la siguiente relación: La norma IRAM define los siguientes valores para la constante de proporcionalidad: Probeta Proporcional Larga: Probeta Proporcional Corta: Para probetas cilíndricas, se emplean las siguientes relaciones: Probeta Proporcional Larga: Probeta Proporcional Corta:

16 TP: ENSAYO DE TRACCION PLANAS CILINDRICAS
Probetas colocadas en el equipo PLANAS CILINDRICAS (Mordazas planas) (Mordazas “V”)

17 TP: ENSAYO DE TRACCION Esquema CILINDRICAS PLANAS
Evolución de las probetas durante el ensayo Esquema Tensión Deformación CILINDRICAS PLANAS

18 TP: ENSAYO DE TRACCION Tipos de rotura y comportamiento dúctil / frágil A partir del ensayo de tracción, el comportamiento del material se puede clasificar según si el material muestra o no capacidad para deformase plásticamente. Frágil Dúctil Tensión Deformación No presenta deformación plástica ni estricciòn Fractura tipo “cono y copa”

19 TP: ENSAYO DE TRACCION Puntos a tener en cuenta para realizar el ensayo en la UNLu Definir la probeta para realizar el ensayo (tener en cuenta la sección máxima que puede tolerar el equipo, aprox. Ø 8mm. para un acero común tipo SAE 1010) Probeta tipo muestra de material: Trozo de producto, mecanizado o no, que se somete a ensayo Probeta normal: Cuya sección y longitud inicial están fijadas. Probeta proporcional: En la cual se aplica una relación para dimensionar la probeta.

20 TP: ENSAYO DE TRACCION Puntos a tener en cuenta para realizar el ensayo en la UNLu Una vez determinada la probeta a utilizar para el ensayo, medir con el calibre vernier las siguientes características antes de comenzar el ensayo: Longitud calibrada (Lc): Longitud de la zona de sección constante de la probeta dentro de la cual se marca la longitud de referencia. Longitud de referencia: Distancia entre marcas de referencia (realizar las marcas sobre la probeta a ensayar) realizarlas dentro de la longitud calibrada establecida en 50 mm. Según norma del ensayo d: Diámetro de la probeta de la sección transversal circular en la zona calibrada. S0: Área de la sección inicial de la zona calibrada de la probeta.

21 TP: ENSAYO DE TRACCION Características a tener en cuenta para cargar variables en el equipo de tracción de la UNLu Definir la velocidad de avance del equipo, Velocidad de Alargamiento o Velocidad de Desplazamiento de la mordaza móvil del equipo, aprox. establecemos en 4 a 6 mm/min.; Ingresar los valores de sección, tipo y otros medidos en el paso anterior; Establecer los parámetros de seguridad para evitar dañar el equipo; Editar el Relatorio (la hoja de presentación que entrega el equipo); Añadir las propiedades mecánicas que se desean que aparezcan en el Relatorio; Agregar las observaciones que se consideren necesarias para presentar en el Relatorio; Establecer los limites y escala del grafico para que sea visualizado en su totalidad.

22 TP: ENSAYO DE TRACCION Puntos a tener en cuenta luego de realizado el ensayo Con la probeta rota ensayada, medir sobre la misma con el calibre vernier las siguientes características: Longitud de referencia final (Lu): La existente luego de la rotura de la probeta, cuando las partes son cuidadosamente unidas y alineadas. Su: Área mínima de la sección de la probeta luego de la rotura (en la estricción). Serie de datos para construcción de la curva, convertir los datos de Fuerza/Desplazamiento a Tensión/Deformación

23 TP: ENSAYO DE TRACCION Puntos a tener en cuenta luego de realizado el ensayo Calcular las propiedades mecánicas: Módulo de Elasticidad Límite Convencional de Fluencia Rp0.2 Tensión de Fluencia Límite de Fluencia Resistencia a la Tracción Alargamiento porcentual Ductilidad Reducción de Área (estricción)

24 TP: ENSAYO DE TRACCION Ejemplo de ensayo realizado en la UNLu para una planchuela de acero SAE1010 donde se presenta fluencia

25 TP: ENSAYO DE TRACCION Ejemplo de ensayo realizado en la UNLu para una planchuela de hierro laminada en caliente, no se presenta fluencia

26 TP: ENSAYO DE TRACCION Resultados a presentar en el informe :
Curva Tensión / Deformación Configuración del equipo de tracción Calcular las propiedades mecánicas: Tipo de rotura Módulo de Elasticidad Límite Convencional de Fluencia Rp0.2 Tensión de Fluencia Límite de Fluencia Resistencia a la Tracción Alargamiento porcentual Reducción de Área (estricción) Ductilidad Comparación de los resultados del ensayo con las propiedades mecánicas del material ensayado