Ensayos de tensión

ENSAYOS DE TENSIÓN

El ensayo de tensión se utiliza para evaluar varias propiedades mecánicas de los materiales que son importantes en el diseño, dentro de las cuales se destaca la resistencia, en particular, de metales y aleaciones.
El ensayo de tensión se determina mediante una prueba estándar de tensión. Para la comprensión del esfuerzo es necesario considerar la deformación unitaria, quees simplemente la deformación total del cuerpo dividida su longitud. La deformación unitaria, ε (épsilon), nos indica cuánto se deformó con respecto a la longitud original del cuerpo, ya que una deformación de 1cm sería aceptable para una barra de varios metros, pero no para una barra de 10cm, por lo tanto la deformación o la variación de longitud no especifica nada, mas la deformación unitariasí.
Las propiedades mecánicas que son de importancia en ingeniería y que pueden deducirse del ensayo tensión – deformación son las siguientes:
1. Módulo de elasticidad
2. Límite elástico a 0.2%
3. Resistencia máxima a la tensión
4. Porcentaje de elongación a la fractura
5. Porcentaje de reducción en el área de fractura
1. Módulo de elasticidad
En la primera parte del ensayo de tensión, elmaterial se deforma elásticamente, o sea que si se elimina la carta sobre la muestra, volverá a su longitud inicial. Para metales, la máxima deformación elástica es usualmente menor a un 0.5%. En general, los metales y aleaciones muestran una relación lineal entre la tensión y la deformación en la región elástica en un diagrama tensión – deformación que se describe mediante la ley de Hooke:Siendo δ el alargamiento, L la longitud original, E: módulo de Young, A la sección transversal de la pieza estirada. La ley se aplica a materiales elásticos hasta un límite denominado límite elástico.
2. Límite elástico
Es la tensión a la cual un material muestra deformación plástica significativa. Debido a que no hay un punto definido en la curva de tensión – deformación donde acabe ladeformación elástica y se presente la deformación plástica se elige el límite elástico cuando tiene lugar un 0.2% de deformación plástica.
3. Resistencia máxima a la tensión
La resistencia máxima a la tensión es la tensión máxima alcanzada en la curva de tensión – deformación. Si la muestra desarrolla un decrecimiento localizado en su sección (un estrangulamiento de su sección antes de larotura), la tensión decrecerá al aumentar la deformación hasta que ocurra la fractura puesto que la tensión se determina usando la sección inicial de la muestra. Mientras más dúctil sea el metal, mayor será el decrecimiento en la tensión en la curva tensión-deformación después de la tensión máxima.
4. Porcentaje de elongación (estiramiento)
La cantidad de elongación que presenta una muestra bajotensión durante un ensayo proporciona un valor de la ductilidad de un material. La ductilidad de los materiales comúnmente se expresa como porcentaje de la elongación, comenzando con una longitud de calibración usualmente de 2 pulg (5,1 cm). En general, a mayor ductilidad (másdeformable es el metal), mayor será el porcentaje de la elongación. El porcentaje de elongación de una muestra después dela fractura puede medirse juntando la muestra fracturada y midiendo longitud final con un calibrador. El porcentaje de elongación puede calcularse mediante la ecuación

% elongación = l – lo x 100%
lo
Este valor es importante en ingeniería no solo porque es una medida de la ductilidad del material, sino también porque da una idea acerca de la calidad del mismo. En caso deque haya porosidad o inclusiones en el material o si ha ocurrido algún daño por un sobrecalentamiento del mismo, el porcentaje de elongación de la muestra puede decrecer por debajo de lo normal
5. Porcentaje de reducción en área
Este parámetro también da una idea acerca de la ductilidad del material.

REALIZACIÓN DE ENSAYOS DE TENSIÓN
En los ensayos de tensión comerciales se determinan,...