Práctica 4 Determinación De La Tenacidad De Fractura En Una Aleación De Aluminio

DETERMINACIÓN DEL VALOR DE KIC DE UNA PIEZA DE ALEACIÓN DEALUMINIO DE ALTA RESISTENCIAOBJETIVO:• Realizar de acuerdo a la norma UNE-EN ISO 12737, el ensayo que permite obtener el valor de la tenacidad de fractura del material KIC. Para ello el Laboratorio de Materiales suministrará a cada grupo de prácticas una probeta normalizada procedente de una plancha de aleación de aluminio, en undeterminado estado de tratamiento.
PROCEDIMIENTO:Con la probeta suministrada, en el estado térmico especificado por el laboratorio, se verificarán las dimensiones características de la misma necesarias para cuantificar KIC. (CADA GRUPO IRÁ AL LABORATORIO A MEDIRLAS)
Se realizará la pregrieta de fatiga por medio de cargas cíclicas sinusoidales. Se controlarán las características de dichas cargas y delavance de la grieta.
Una vez realizada la pregrieta, se procederá a cargar la probeta para obtener la propagación inestable de la grieta. Se registrarán los valores de carga y desplazamiento, suministrándolos en un gráfico.
Se verificarán las condiciones impuestas por la normativa para la aceptación o rechazo del valor obtenido de KIC, según la norma UNE-EN ISO 12737
Se realizará un informe conlas conclusiones obtenidas a partir de esta práctica.
NORMA UNE-EN ISO 12737: RESUMEN1. OBJETO:Esta norma internacional especifica el método para determinar la resistencia a la fractura por deformación plana de materiales metálicos homogéneos usando una probeta mellada y prefisurada por fatiga, sometida a un aumento lento de la fuerza de rotura por desplazamiento
2. DEFINICIONES:Tenacidad:Cantidad de energía que un material ideal (sin grietas o defectos significativos) absorbe antes de su rotura. Representa la energía necesaria para romper el material. Se mide en Julios
Tenacidad de fractura (KIC): La resistencia del material a la propagación catastrófica de grietas prexistentes cuando está sometido a una carga. Es una característica mecánica como la dureza, Rp0.2, Rm, A, etc. Se mideen MPa√mFactor de intensidad de tensiones (KI): Magnitud del campo elástico de esfuerzos en el extremo de una grieta sometida a un desplazamiento en modo de apertura (Modo I)
Tenacidad de fractura en deformación plana: Es la medida de la resistencia de un material a la propagación de una grieta prexistente, cuando se aplica una carga mecánica de forma estática, bajo condiciones de deformaciónplana en el frente de grieta y siempre que en el extremo de la grieta no se produzca deformación plástica.
El valor de KIC que se obtiene a partir del ensayo normalizado caracteriza la tenacidad de fractura de un material en el que existe una grieta aguda en su interior, cuando se somete a condiciones de tracción (modo I) siempre que:
el estado de tensiones cerca del frente de grieta se aproxime alde deformación plana y,
la zona con deformación plástica del frente de grieta tiene un tamaño despreciable en comparación con el tamaño de dicha grieta.
En estas condiciones, la tenacidad de fractura en deformación plana es el valor crítico (máximo) del factor de intensidad de tensiones (KIC), medido de acuerdo con la norma.
DESCRIPCIÓN GENERAL:El ensayo consta de dos etapas consecutivas:Etapa 1: Dada una probeta de geometría normalizada, en la que se ha mecanizado una entalla, se generará una pregrieta por fatiga
Etapa 2: A continuación, se ensayará a tracción la probeta (carga aplicada en modo I), registrándose en un gráfico la curva que relaciona la carga aplicada y el desplazamiento.
El valor de K1C se calculará a partir de los valores geométricos de la probeta de ensayo y dela gráfica del ensayo de tracción, mediante expresiones basadas en el análisis elástico de tensiones. Para que el ensayo sea válido se debe garantizar que:
La zona de deformación plástica en el frente de grieta debe tener un tamaño despreciable
El ensayo debe transcurrir en condiciones de deformación plana.
Para garantizar que se cumplen, la norma impone una serie de condiciones encaminadas a...