ENSAYO DE TRACCIÓN DE MATERIALES METÁLICOS

ENSAYO DE TRACCIÓN DE MATERIALES METÁLICOS


Resumen
El ensayo de tensión permite definir las propiedades de un material cuando está sometido a una carga gradualmente aplicada que genera esfuerzos de tensión que hace deforma al material elástica y plásticamente en forma axial. Durante el ensayo de tensión se evaluó las dimensiones iniciales y finales, las cargas aplicadas y el cambio delongitud de la probeta metálica. El material a prueba es un acero 5120. Tiene buena resistencia mecánica, buena tenacidad y baja templabilidad.
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2. Procedimiento experimental
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4. Para realizar el siguiente ensayo, se utilizó la norma ASTM E8/E8M “Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials”. Con un diametro en la sección transversal reducida en donde falla el material de½ pulgada, el diámetro de agarre de las mordazas de ¾ de pulgada y una longitud de 200 mm.
5. La máquina de ensayos universal es utilizada para hacer experimentos de pruebas de tensión, compresión, doblado y corte para todo tipo de materiales metálicos y no metálicos. Tiene una capacidad máxima de carga de 40 toneladas.
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8. Imagen 1. Maquina universal para ensayos mecánicos.
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10.Se inició colocando la probeta en máquina de ensayos donde se sujetó entre las mordazas y se aplicó una pre-carga inicial de 250 kgf, para que no se moviera la probeta. Luego se colocó un deformímetro entre los cabezales de la maquina con el cual se registró los datos de alargamiento.
11. Se dio inicio al ensayo aplicando cargas cada 1000 Kgf tomando datos del alargamiento de la probeta hastallegar a la de rotura.
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14. Imagen 2. Probeta de la norma ASTM E8/E8M después del ensayo de tensión.
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16. En el ensayo de tensión define una gran variedad de propiedades del material. Por otra parte da a conocer el comportamiento del material cuando se le aplica una carga. La relación del esfuerzo que sufre la probeta con una deformación. El esfuerzo ingenieril y la deformacióningenieril se puede hallar con las siguientes ecuaciones:
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18. [EC.1]
19.
20. [EC.2]
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22. Los esfuerzos y deformaciones reales del material están dados por las siguientes ecuaciones:
23.
24. [EC.3]
25. [EC.4]
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27. Se puede calcular el módulo de Young del material si se halla la pendiente de la curva esfuerzo-deformación en la zona elástico.28.
29. [EC.5]
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31. Después, se puede hallar la resiliencia del material mediante la siguiente ecuación:
32.
33. [EC.6]
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35. También se puede hallar la capacidad de almacenar energía hasta la ruptura, es decir el área bajo la curva esfuerzo-deformación que sería la tenacidad de la probeta:
36.
37. [EC.7]
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39. Por ultimo podemos hallar el coeficiente deendurecimiento haciendo uso de la curva esfuerzo real–deformación real por medio de la ecuación que relaciona el esfuerzo y la deformación en la zona plástica, es decir:
40.
41. [EC.8] [2]
42.
43. Durante el ensayo de tensión, se puede presentar causas de error, porque la probeta no fue colocada correctamente en las mordazas de máquina ó los datos de la longitud calibrada pueden variar unpoco por la carga aplicada debido a errores de visión. También por el coeficiente de endurecimiento porque es posible que el valor este poco aproximado a los datos teóricos.
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45. Resultados y análisis
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47. Antes de realizarse el ensayo de tensión, la probeta tenía las siguientes dimensiones:
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49.
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52. Tabla 1. Dimensiones de la probeta
53. φ Inicial (pulg)
54. ÁreaInicial (pulg^2)
55. Long inicial (pulg)
56. 0,5
57. 0,19635
58. 7,874015748
59.
60. Se halla el área inicial con el diámetro para hallar los esfuerzos ingenieriles.
61. Después de realizar el ensayo de tensión se obtuvo los datos de carga aplicada y longitud calibrada respectivamente. La carga aplicada se registró en Kgf, se tuvo que hacer una convención a libras (Lb) para que el...