Ensayo de tracción

“Ensayo de tracción: Propiedades Mecánicas”

1. Resumen
El ensayo de Tracción se trata de someter dos probetas de acero dulce a una tracción uniaxial, una trabajada en frio y otra sin tratamientos previos. Ambas probetas fueron ensayadas hasta la rotura, permitiendo extraer importantes conclusiones que permiten diferenciarlas claramente.
Específicamente, se encontró que ciertas propiedadesmecánicas, como el límite elástico, la resistencia a la tracción, el módulo de resiliencia y la ductilidad, son sensibles a deformaciones previas; por el contrario, existen otras como el módulo de elasticidad, que resultan insensibles a estiramientos plásticos previos.
Palabras claves: ensayo de tracción, parámetros mecánicos, ductilidad, resiliencia, fluencia, elasticidad y plasticidad.

2.Introducción.

A lo largo de la experiencia de laboratorio aquí explicitada, procuramos alcanzar un objetivo general: “comprender de la mejor manera posible el concepto y utilidad de las propiedades mecánicas de los materiales”. Así, uno de los ensayos más comunes, es aquél que consiste en traccionar uniaxialmente un material teniendo en cuenta que, como se apreciará más adelante, tal ensayo puedeusarse para determinar propiedades de los materiales que resultan trascendentes para el diseño.
En este sentido, nuestra experiencia consistió (y como normalmente ocurre) en deformar dos probetas de acero común hasta la rotura (una de las cuales fue trabajada en frío), con una carga de tracción que aumentaba gradualmente y era aplicada a lo largo de los ejes longitudinales de las mismas.Debemos tener en cuenta que durante un ensayo la deformación está, generalmente, confinada en la región central de la probeta (Ver Figura Nº 1). De esta forma, la barra de acero se monta por sus extremos en las mordazas de la máquina de ensayos (Ver Figura Nº 2). Ésta última está diseñada para alargar la probeta a una velocidad constante, y para medir continua y simultáneamente la carga instantáneaaplicada (con una celda de carga) y el alargamiento resultante (empleando un extensómetro). Además, todo el proceso tiene una duración de varios minutos y es netamente destructivo (es decir, la probeta ensayada es deformada en forma permanente -comportamiento plástico- y luego fracturada).
Figura Nº 1: Formas de la probeta en diferentes etapas del ensayo a tracción
El resultado del ensayo detracción se registra en una banda de papel como carga en función de alargamiento. En este sentido, creemos conveniente destacar que estas características de carga-deformación son dependientes del tamaño de la probeta; de ahí que, con el fin de minimizar estos factores geométricos (largo y sección transversal de la barra, por ejemplo), la carga y el alargamiento son normalizados para obtener los parámetros“tensión nominal o de ingeniería” (definida como el cociente entre la carga instantánea aplicada perpendicular a la sección de la probeta y, el área de la sección original antes de aplicar la carga) y “deformación nominal o de ingeniería” (entendida como el cociente ente el alargamiento instantáneo y la longitud inicial de la probeta), respectivamente.
Figura Nº 2: Máquina utilizada para ensayosde tracción
Una vez concluidos ambos ensayos y obtenidos los correspondientes resultados, el paso siguiente en nuestro trabajo práctico de laboratorio fue realizar las correspondientes gráficas de “Tensión vs. Deformación” y a partir de ellas extraer la mayor cantidad posible de información respecto a propiedades mecánicas del material en cuestión (por ejemplo: módulo de elasticidad, límiteelástico, resistencia a la tracción, ductilidad, entre otras). Es así que, a lo largo de la experiencia llevada a cabo procuramos corroborar experimentalmente la siguiente hipótesis:

“Una barra de acero trabajada en frío posee propiedades mecánicas diferentes a las de una probeta sin tratamientos previos”.

2.1. Glosario
* Ductilidad: capacidad del material de deformarse plásticamente...