Prueba de traccion

TECNOLOGIA INDUSTRIAL II

Ensayo de tracción

Para conocer las cargas que pueden soportar los materiales, se efectúan ensayos para medir su comportamiento en distintas situaciones. El ensayo destructivo más importante es el ensayo de tracción, en donde se coloca una probeta en una máquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra móvil. Se procede a medir la carga mientras seaplica el desplazamiento de la mordaza móvil. Un esquema de la máquina de ensayo de tracción se muestra en la Figura 7.
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Figura 7 Máquina de Ensayo de Tracción
La máquina de ensayo impone la deformación desplazando el cabezal móvil a una velocidad seleccionable. La celda de carga conectada a la mordaza fija entrega una señal que representa la carga aplicada, las máquinas poseen un plotter quegrafica en un eje el desplazamiento y en el otro eje la carga leída.
La Figura 8 muestra el gráfico obtenido en una máquina de ensayo de tracción para un acero.

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Figura 8

Curva Fuerza-Deformación de un Acero.
Las curvas tienen una primera parte lineal llamada zona elástica, en donde la probeta se comporta como un resorte: si se quita la carga en esa zona, la probeta regresa a sulongitud inicial.
Se tiene entonces que en la zona elástica se cumple:
F = K (L - L0)
F: fuerza
K: cte del resorte
L: longitud bajo carga
L0: longitud inicial
Cuando la curva se desvía de la recta inicial, el material alcanza el punto de fluencia, desde aquí el material comienza a adquirir una deformación permanente. A partir de este punto, si se quita la carga la probeta quedaría más largaque al principio. Deja de ser válida nuestra fórmula F = K (L - L0) y se define que ha comenzado la zona plástica del ensayo de tracción. El valor límite entre la zona elástica y la zona plástica es el punto de fluencia (yield point) y la fuerza que lo produjo la designamos como:
F = Fyp (yield point)
Luego de la fluencia sigue una parte inestable, que depende de cada acero, para llegar a unmáximo en F = Fmáx. Entre F = Fyp y F = Fmáx la probeta se alarga en forma permanente y repartida, a lo largo de toda su longitud. En F = Fmáx la probeta muestra su punto débil, concentrando la deformación en una zona en la cual se forma un cuello.
La deformación se concentra en la zona del cuello, provocando que la carga deje de subir. Al adelgazarse la probeta la carga queda aplicada en menor área,provocando la ruptura.
La figura 9 muestra la forma de la probeta al inicio, al momento de llegar a la carga máxima y luego de la ruptura.

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Figura 9
Para expresar la resistencia en términos independientes del tamaño de la probeta, se dividen las cargas por la sección transversal inicial Ao , obteniéndose:

resistencia a la fluencia:

|syp = |Fyp |
| |[pic] || |A0 |

resistencia a la tracción:

|sult = |Fmáx |
| |[pic] |
| |A0 |

Obs:
syp = Re

sult = Rm (en alguna literatura)
Unidades : Kg/mm2 o Mpa o Kpsi
Considerando una probeta cilíndrica
Ao = ([pic])

La figura 10 ilustra una probeta al inicio del ensayo indicando las medidas iniciales necesarias.
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Figura 10
Analizandolas probetas después de rotas, es posible medir dos parámetros: El alargamiento final Lf (Figura 11) y el diámetro final Df , que nos dará el área final Af .
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Figura 11
Estos parámetros se expresan como porcentaje de reducción de área %RA y porcentaje de alargamiento entre marcas %Δ L:
% RA= [pic]x 100 % Δ L = [pic]x 100.
Ambos parámetros son las medidas normalizadas quedefinen la ductilidad del material, que es la capacidad para fluir, es decir, la capacidad para alcanzar grandes deformaciones sin romperse.
La fragilidad se define como la negación de la ductilidad. Un material poco dúctil es frágil. La Figura 12  permite visualizar estos dos conceptos gráficamente.

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Figura 12
El área bajo la curva fuerza - desplazamiento (F versus Δ L) representa...