Ciencias de los materiales - laboratorio




Contenido


Introducción
En el presente informe observaremos y analizaremos distintas experiencias de laboratorio, tales como el ensayo de tracción, dureza, metalografía y tratamientos térmicos
1. Ensayo de Tracción
En esta experiencia sometimos una probeta a un esfuerzo normal de tracción, el cual va variando (aumentando) manualmente hasta el momento en que producimos la falla(rotura) del material. Este ensayo lo hicimos en una máquina de tracción, la cual consiste de dos mordazas que afirman la probeta por ambos extremos, una manilla la cual se gira para aumentar gradualmente la fuerza de tracción, y tiene también una sección donde grafica una curva de esfuerzo versus deformación, útil para la experiencia.
Este ensayo nos permite obtener datos tales como el módulo deelasticidad, la resistencia mecánica, tenacidad y coeficiente de Poisson, para cada material.
Medición Anterior:
Lo primero que hicimos fue medir la probeta, para obtener el diámetro de la sección central, el largo de la sección central, y el largo completo de la probeta. Datos que nos servirán para cálculos posteriores.
Éstos fueron, para una Probeta SAE 1045:





Tracción:
En este pasoprocedemos a poner la probeta en la máquina de tracción, la sujetamos con las mordazas y luego comenzamos a girar la manivela a una velocidad constante. Durante este proceso, se va graficando la curva de Esfuerzo vs Deformación, pasando por la zona elástica y plástica, hasta llegar al punto de rotura. La gráfica dibujada nos quedó así:

Imagen : Gráfica obtenida para el acero SAE 1045
MediciónPosterior:
Procedemos a la medición post rotura de la probeta, la cual nos da los siguientes valores:

grafico esfuerzo vs deformacion:


Zona Elástica Zona Plástica

calculos posteriores

1.- Esfuerzo de cedencia: Se define como el punto en el cual el material sufre una deformación plástica, es decir, el material pasa la zona de deformación elástica y queda deformadopermanente.
Para determinar el esfuerzo (en kilogramos) que soporta la probeta antes de pasar a la zona plástica, tenemos:

Para la fuerza, según Newton:

Para la deformación ():

Límite de fluencia:


2.- Esfuerzo a Tensión: Se define como la relación de la carga máxima soportada por la probeta, durante la prueba, entre el área de la sección transversal original. Si observamos elcomportamiento de la probeta, al llegar a la carga de cedencia la probeta comienza a sufrir una reducción de área es su sección transversal provocando lo que se llama cuello de botella.


3.- Porcentaje de Elongación: El resultado de esta evaluación nos dará la ductilidad con la que cuenta el material, esto quiere decir que nos indicara la capacidad que tiene el material para deformarse antes dellegar su punto de ruptura
Porcentaje de elongación:

4.- Porcentaje de Reducción de Área: La ductilidad de un material también se puede expresar en términos del porcentaje de reducción de área que sufre el metal durante la prueba.
Porcentaje de Reducción de Área:


Así calculamos los diferentes parámetros con que podemos medir algunas propiedades mecánicas del material, como por ejemplo, ellímite de esfuerzo que hay anterior a la rotura, o al fin de su límite elástico.
2. Ensayo de Dureza
En esta experiencia procedimos a medir distintas escalas de dureza de un material, a través de un Durómetro Zwick ZHS de Zwick / Roell (máquina nueva en laboratorio). Los durómetros Rockwell de ésta línea destacan por la sujeción del indentador para el ensayo en puntos de difícil acceso y, entreotros, porque disponen de un diseño robusto con husillo con rodamientos, libre de juego y un área de ensayo de hasta 292 mm de altura para el ensayo de piezas grandes.
La dureza de un material se puede definir como la resistencia a la deformación plástica, entendiendo como plasticidad la capacidad de un material para no recuperar su estado inicial una vez cesa la fuerza que lo deforma....