Ensayo de tension

MARCO CONCEPTUAL

Para conocer las propiedades de los materiales, se efectúan ensayos para medir su comportamiento en distintas situaciones. Estos ensayos se clasifican en destructivos y no destructivos. Dentro de los ensayos destructivos, el más importante es el ensayo de tensión o tracción. El ensayo consiste en someter a una probeta normalizada realizada con dicho material a un esfuerzoaxial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. Para ello se coloca la probeta en una máquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra móvil. Se procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza móvil.

La máquina de ensayo impone la deformación desplazando el cabezal móvil a una velocidad determinada. La celda de carga conectada a lamordaza fija entrega una señal que representa la carga aplicada, las máquinas poseen una impresora que representa en un eje el desplazamiento y en el otro eje la tensión aplicada (Carga / sección de la probeta).La siguiente figura muestra el gráfico obtenido en una máquina de ensayo de tracción para una probeta de acero.

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En general la curva tensión-deformación así obtenidapresenta puntos característicos
1. Límite de proporcionalidad: El primer tramo del ensayo existe una relación lineal entre la tensión aplicada y la deformación producida. Este coeficiente de proporcionalidad entre la tensión y la deformación se denomina módulo de elasticidad o de Young y es característico del material, así, todos los aceros tienen el mismo módulo de elasticidad aunque sus resistenciaspuedan ser muy diferentes. En esta zona se cumple la Ley de Hooke:
Tensión (σ) = Módulo de Young (E) x Deformación unitaria (ε)
2. Límite elástico: hasta este punto, las deformaciones se reparten a lo largo de la probeta y son de pequeña magnitud y si se retirara la carga aplicada la probeta recuperaría su forma inicial. A partir del punto 2, el material entra en la zona de deformación plástica,de forma que si se retira la carga aplicada en dicha zona la probeta recupera sólo parcialmente su forma quedando deformada permanentemente. Las deformaciones en esta región son más acusadas que en la zona elástica
3. Límite de fluencia o cedencia. A partir de este punto se produce una deformación brusca de la probeta sin incremento de la carga aplicada. El fenómeno de fluencia se da cuando lasimpurezas o los elementos de aleación bloquean las dislocaciones de la red cristalina impidiendo su deslizamiento, mecanismo mediante el cual el material se deforma plásticamente. Alcanzado el límite de fluencia se logra liberar las dislocaciones produciéndose la deformación bruscamente. No todos los materiales presentan este fenómeno en cuyo caso la transición entre la deformación elástica yplástica del material no se aprecia de forma clara.
4. Punto de máxima tensión. Es el máximo de la gráfica de tensión – deformación, es decir, la máxima tensión que es capaz de soportar el material. A partir de este punto, las deformaciones se concentran en la parte central de la probeta apreciándose una acusada reducción de la sección de la probeta, denominada zona de estricción.
5. Tensión derotura: en la zona de estricción, las deformaciones continuarán acumulándose hasta la rotura de la probeta por esa zona. La estricción es la responsable del descenso de la curva tensión-deformación; realmente las tensiones no disminuyen hasta la rotura, sucede que lo que se representa es el cociente de la fuerza aplicada (creciente) entre la sección inicial y cuando se produce la estricción la seccióndisminuye, efecto que no se tiene en cuenta en la representación gráfica. Los materiales frágiles no sufren estricción ni deformaciones plásticas significativas rompiéndose la probeta de forma brusca.
En un ensayo de tracción, pueden determinarse diversas características de los materiales elásticos:
• Módulo de elasticidad o Módulo de Young (E) que cuantifica la proporcionalidad anterior....