Ensayos de tracción, dureza e impacto

ENSAYO DE TRACCIÓN
La primera experiencia que se realizó durante el Laboratorio No. 1 de Ciencias de los Materiales, fue el Ensayo de Tracción (ISO 7500 e ISO 6892). El objetivo de este ensayo destructivo (debido a que se modifica la estructura química o física del material a ensayar) es determinar algunas propiedades mecánicas como la ductilidad, elasticidad, resistencia, rigidez, resiliencia,entre otras.
Durante esta experiencia, primeramente se colocó una Probeta Metálica con medidas iníciales de 50mm de longitud, 12mm de ancho y 3mm de espesor en la Máquina Universal de Ensayos Marca Lloyd, Modelo EZ-20, la cual tiene dos mordazas que sujetan la muestra por ambos extremos y le aplican una fuerza opuesta seleccionable hasta que se produzca una fractura. El ensayo duróaproximadamente 20 min. Dentro de los primeros 10min se pudo observar una pequeña fisura en el extremo sujetado por la mordaza: la presión que ejercía sobre la probeta causo su debilitación haciéndola cada vez más delgada en este punto (fenómeno llamado Estricción) y en los 10min restantes, se fracturó. Todos estos cambios en la morfología de la muestra fueron registrados por la máquina y mostrados a través delDiagrama Esfuerzo-Deformación que se indica más adelante. Las medidas finales de la Probeta fueron 59.3mm de longitud, 10.1mm de ancho y 1.3mm de espesor.

1. PARA LA PROBETA ENSAYADA IMPRIMA UNA CURVA ESFUERZO-DEFORMACIÓN Y DETERMINE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS CORRESPONDIENTES AL RANGO ELÁSTICO Y AL RANGO PLÁSTICO.
Para el Rango Elástico se determinan las siguientes propiedades:
- LaResistencia Elástica, es la capacidad máxima del material para soportar cargas sin producir una deformación plástica al retirarse la carga. A continuación los cálculos para la probeta ensayada:

- La Rigidez, es la propiedad de un material determinado por la cantidad de deformación en el rango elástico; a mayor deformación menor Rigidez:


- La Resiliencia es la capacidad de un material de absorberuna considerable cantidad de energía sin deformarse permanentemente.

Para el Rango Plástico, se calcularan las siguientes propiedades:
- La Resistencia Plástica es la capacidad máxima del material para soportar carga. Es el punto más alto del diagrama esfuerzo-deformación, en este caso ----.
- La Ductilidad representa la capacidad total de deformación del material. En la probeta ensayada,el valor fue el siguiente ----.
- La Tenacidad es la capacidad total para absorber energía de deformación. El cálculo es el siguiente:

2. INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES.
Las Propiedades mecánicas describen la forma en que un material soporta fuerzas aplicadas, incluyendo fuerzas de tensión, compresión, impacto, cíclicas o de fatiga, o fuerzas aaltas temperaturas.
Aumentando la temperatura en un proceso llamado Tratamiento Térmico, se modifica la estructura cristalina que forman algunos materiales como el acero, las fundiciones y la cerámica, sin variar su composición química proporcionándoles características mecánicas concretas, mediante un proceso de calentamientos y enfriamientos sucesivos hasta conseguir la estructura cristalinadeseada. La Resistencia al Desgaste, la Tenacidad y la Dureza son características que pueden ser modificadas bajo este proceso.
El Tratamiento Térmico más común para el Acero es el Temple y Revenido, que consiste en limpiar la pieza con un abrasivo para luego calentarla hasta la temperatura adecuada para después enfriarla con rapidez en el mismo medio que se utilizó para endurecerla. Este procesohace más tenaz y menos quebradizo el acero aunque pierde algo de dureza.

3. ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN Y EFECTO DE BAUSHINGER.
El Endurecimiento por Deformación o Endurecimiento en frío es el endurecimiento de un material por una deformación plástica a nivel macroscópico que tiene el efecto de incrementar la densidad de dislocaciones (defectos en la red cristalina) del material. A...