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• Francisco Comina

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Escuela Politécnica Nacional Facultad de Ingeniería Mecánica Laboratorio de Análisis de Esfuerzos y vibraciones Laboratorio de Mecánica de Materiales II 1. Número y Título de la Práctica 1 ENSAYO DE TRACCIÓN EN PROBETAS METÁLICAS DE SECCIÓN CIRCULAR Y RECTANGULAR. 2. Grupo GR 8. 2.1 Integrantes Juan Carlos Suarez Gavilanes

1725063141

Ana Gabriela Mendoza Baraja

1725660292

GR3. GR3.

3. Objetivos     

Evaluar las propiedades mecánicas del acero y sus formas de falla. Estudiar el comportamiento del acero en sus diferentes zonas, hasta alcanzar la falla. Trazar la curva esfuerzo - deformación unitaria para las probetas ensayadas e indicar las zonas más representativas en dicha curva. Conocer las aplicaciones del ensayo de tracción. Determinar para la probeta ensayada, si se trata de una falla dúctil o frágil.

4. Resumen Entre los ensayos más importantes que se le pueden aplicar a materiales metálicos se encuentra el ensayo de tracción, ya que este ensayo permite conocer las propiedades mecánicas del material. En el presente documento se dará a conocer el procedimiento para realizar un ensayo de tracción en una probeta circular, conforme a las normas: ASTM E8 (Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials), ASTM A48 (Standard Specification for Gray Iron Castings), ASTM A370 (Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products). Con los datos obtenidos en el ensayo se procederá a obtener los diferentes esfuerzos y porcentajes de elongación, así como también se podrá trazar la curva esfuerzo – deformación unitaria, posterior a esto se analizará si el material de la probeta ensayada corresponde a un material dúctil o frágil. 5. Abstract Among the most important tests that can be applied to metallic materials is the tensile test, since this test allows to know the mechanical properties of the material. In this document, the procedure for performing a tensile test on a circular test piece, according to the standards: ASTM E8 (Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials), ASTM A48 (Standard Specification for Gray Iron Castings) , ASTM A370 (Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products). With the data obtained in the test the different stresses and percentages of elongation will be obtained, as well as the effort - strain curves can be drawn. After this, the material of the specimen tested corresponds to a ductile material or fragile.

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6. Revisión Teórica El ensayo a tracción es un tipo de ensayo destructivo, el cual consiste en la aplicación de fuerzas perpendiculares a la superficie transversal de la probeta y opuestas entre sí, con la finalidad de deformar el material hasta la rotura. “Uno de los ensayos mecánicos esfuerzo-deformación más comunes es el realizado a tracción. El ensayo de tracción puede ser utilizado para determinar varias propiedades de los materiales que son importantes para el diseño. Normalmente se deforma una probeta hasta la rotura con una carga de tracción que aumenta gradualmente y que es aplicada uniaxialmente a lo largo del eje de la probeta.” (Callister, 1995 pág. 115)

Figura1. Probeta común utilizada para ensayos de tracción. (J.R., 2012 pág. 58)

Los ensayos de tracción se realizan en la máquina universal de ensayos, para el efecto se utiliza la parte superior de la máquina, que está destinada para el mismo. La probeta se coloca en la máquina utilizando diferentes tipos de mordazas según el tipo de probeta, la carga impuesta deforma a la probeta en la zona elástica, así como en la zona plástica hasta llegar a la rotura, este proceso puede tardar segundos o minutos dependiendo de las condiciones de entrada de la máquina como ejemplo, la velocidad de carga.

Figura 2. “Maquina universal de ensayos”. (Callister, 1995 pág. 116)

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El esfuerzo que se produce en el material corresponde a la fuerza sobre la superficie en la cual se aplica la fuerza. “Esfuerzo (σ): Tienes unidades de fuerza por unidad de área. Por tanto obtenemos la expresión la expresión siguiente para la magnitud de esfuerzos:” (Gere James, 2009 pág. 8) σ=

F A

[1]

En torno la fuerza es aplicada, el cuerpo tiende a deformarse y cambiar su longitud inicial a este valor se le denota como deformación unitaria. “Deformación unitaria (ε): Se la obtiene al dividir la diferencia de la longitud final menos la longitud inicial para la longitud inicial, la ε es adimensional” (Gere James, 2009) ε=

Longitud final−longitud inicial Longitud inicial

[2]

El comportamiento de un cuerpo sometido a tracción puede describirse en el Diagrama esfuerzo - deformación unitaria, el cual relaciona la fuerza aplicada y el alargamiento de sección. Por tanto, estos datos permiten determinar la deformación y el esfuerzo que produce la carga. Diagrama esfuerzo deformación unitaria “Es una característica del material particular que se ensaya y contiene información importante sobre sus propiedades mecánicas y el tipo de comportamiento.” (Gere James, 2009 pág. 38)

Figura 3. Diagrama esfuerzo deformación unitaria. (Gere James, 2009 pág. 39) La región OA corresponde a la parte lineal y proporcional de la curva, en esta zona las deformaciones causadas por la aplicación de una carga desaparecen cuando se retira dicha carga; esta región es conocida como zona elástica. En este sector es aplicable la Ley de Hooke.

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“Ley de Hooke: La relación lineal entre el esfuerzo y la deformación unitaria para una barra en tensión o compresión simple se expresa por la ecuación:” (Gere James, 2009) σ = E*ε [3] La pendiente de la línea recta de O a A se denomina módulo de elasticidad. En la región B C se produce un alargamiento considerable y toma el nombre de zona de fluencia del material. A partir de C el material se encuentra en la zona plástica, en este sector la deformación del material es permanente. El punto E se manifiesta como esfuerzo último o esfuerzo máximo que puede soportar el cuerpo, posterior, el cuerpo pasará a la zona de estricción hasta la rotura del material. La curva dependerá de las características del material definiéndose así dos casos posibles y de gran interés en su aplicación ingenieril, materiales frágiles y dúctiles. Un material es considerado dúctil cuando sufre deformaciones plásticas considerables, mientras que un material es considerado frágil o con alta dureza cuando no sufre deformación considerable, es decir no presenta alta ductibilidad. 7. Materiales y equipo 7.1 Materiales Probeta normalizada de acero de sección circular (ASTM E8). 7.2 Equipo Máquina universal de ensayos Calibrador digital Marcador 8. Procedimiento 1. Revisar que la calidad de la superficie de la probeta sea buena. 2. Marcar la distancia de 50 mm en la probeta lo más centrado posible, esta medida nos ayudara para el cálculo de la elongación. 3. Tomar las medidas de la probeta: como es probeta cilíndrica tomar 3 lecturas de la longitud y 3 lecturas del diámetro de la probeta. 4. Verificar que estén las mordazas apropiadas para acoplar la probeta. 5. Encender la maquina universal de ensayos. 6. Colocar la probeta en las mordazas y encerar el equipo para tomar la medida. 7. Verificar que la velocidad de carga este de acuerdo con la norma. 8. Iniciar el ensayo y grabar en video las lecturas que marca la pantalla de la máquina de ensayos 9. Observar como la probeta empieza a formar el cuello típico del ensayo de tracción. 10. Observar el tipo de falla que se produjo en la probeta. 11. Medir la distancia entre las marcas realizadas en la probeta al inicio. 12. Compara los resultados con las normas de los materiales ensayados.

Figura 4. Probeta fracturada. Fuente: propia.

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9. Datos Obtenidos Tabla 1. Datos de carga y longitudes Probeta

Sección circular

Longitud inicial

Longitud final

Carga de fluencia

Carga máxima

Carga de rotura

mm 50

mm 57.78

lbf 305123,9 04

lbf 145280,576

lbf 267080,1 6

10. Cálculos 1. Propiedades mecánicas de cada probeta Tabla 2. Propiedades mecánicas, probeta circular.

PROPIEDAD Módulo de elasticidad (E): 200 [GPa] Módulo de rigidez (G) 75 [GPa] Resistencia tensil (�) 400 [MPa]

2. Velocidad de carga La velocidad aplicada fue de 0.214mm/s 3. Tabla Cargas vs. Deformaciones lineales (P vs Dl) Tabla 3. (P vs Dl)

Carga ( Lbf) 0 6,7814208 6,7814208 6,7814208 6,7814208 6,7814208 6,7814208 6,7814208 6,7814208 6,7814208 21,1017568 21,1017568 21,1017568 21,1017568 21,1017568 21,1017568 29,3914944 54,256704 54,256704 54,256704 81,371712 81,371712

Deformación (mm) 0 0,007 0,007 0,007 0,0232 0,0318 0,0489 0,0551 0,0694 0,185 0,0932 0,1199 0,1519 0,1843 0,2621 0,305 0,3497 0,4853 0,52221 0,5593 0,6356 0,6359

Carga( Lbf) 107450,336 125398,016 131665,248 145280,576 15370,9536 165679,104 172706,944 187096,224 210715,104 217974,24 225753,792 233635,648 257628,16 265478,88 273961,216 281593,984 296183,424 296147,84 296112,256 304892,608 304994,912 305043,84

Deformación (mm) 3,3805 3,4679 3,4972 3,558 2,8029 3,6532 3,6837 3,7498 3,8205 3,8884 3,9239 3,9592 4,0508 4,109 4,1464 4,1844 4,2632 4,2632 4,2632 4,2636 4,2735 4,284

Carga( Lbf) 354870,336 353135,616 349568,32 347771,328 345916,512 344702,208 344097,28 342246,912 340392,096 339066,592 337153,952 337007,168 336517,888 334565,216 333186,336 332532,48 330508,64 329832,544 328435,872 324832,992 324103,52 324116,864

Deformación (mm) 8,2839 8,388 8,5982 8,7011 8,702 8,8702 8,8082 9,0093 9,1131 9,1811 9,2836 9,3858 9,3154 9,4192 9,4866 9,5195 9,6171 9,6536 9,72 9,893 9,9194 9,9394

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81,389504 81,389504 81,389504 72,609152 74,606304 100,226784 121,328096 125,820576 127,897792 125,851712 149,968768 122,084256 122,084256 149,968768 149,968768 149,968768 149,968768 149,968768 149,968768 149,968768 149,968768 149,968768 149,968768 149,968768 221,937408 304,981568 700,47104 4963,0784 6297,4784 10687,6544 12337,8624 15370,9536 20446,5664 22955,2384 25623,1488 28468,0896 49381,696 61502,496 66399,744 96312,544

0,6762 0,7812 0,7389 0,803 0,9127 1,0038 1,3748 1,1975 1,2728 1,2228 1,5288 1,6608 1,6875 1,8514 1,9064 1,9898 2,0177 2,0738 2,1612 2,1903 2,2474 2,2755 2,3331 2,3645 2,4824 2,48 2,5359 2,6475 2,6699 2,7361 2,7366 2,8029 2,8529 2,8965 2,8935 2,9385 3,078 3,116 3,1656 3,3247

305119,456 305123,904 305244 305337,408 309794,304 316154,944 322284,288 353406,944 365100,736 370091,392 371078,848 372208,64 372938,112 373271,712 373422,944 373632 373658,688 373365,12 373565,28 372773,536 373093,792 372666,784 372079,648 370327,136 369206,24 367907,424 367907,424 366430,688 365945,856 364918,368 364918,368 362787,776 361689,12 361689,12 360052,256 358922,464 357214,432 357214,432 356022,368 355880,032

4,2931 4,2974 4,3 4,303 4,3436 4,384 4,4249 4,689 4,826 5,1051 5,2376 5,5082 5,7286 5,9387 5,9299 6,2692 6,3802 6,4291 6,5125 6,6087 6,7062 6,8644 6,9744 7,2033 7,2133 7,3866 7,4239 7,4998 7,5736 7,6086 7,644 7,7879 7,8621 7,8624 7,9682 8,0395 8,0741 8,1439 8,2172 8,2172

321906,208 320336,064 319571,008 316675,36 315732,384 314931,744 312454,208 311635,776 309998,912 308330,912 305697,696 304825,888 302197,12 300391,232 299466,048 295689,696 291824,384 293777,056 292891,904 288755,264 287727,776 283564,448 281829,728 281416,064 279120,896 276207,456 275735,968 275086,56 274552,8 272204,256 269655,552 267089,056 267080,16 14850,9824 205,733344 205,733344 205,733344 178,604992 205,733344 204,981632

10,022 10,087 10,121 10,22 10,286 10,322 10,422 10,484 10,52 10,586 10,687 10,72 10,818 10,884 10,916 11,047 11,178 11,112 11,246 11,279 11,311 11,442 11,474 11,509 11,574 11,639 11,671 11,902 11,704 11,769 11,804 11,869 11,902 12,962 12,286 12,302 12,308 12,332 12,345 12,358

4. Curva (P vs Dl)

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Figura 5. Curva Carga vs Deformaciones lineales (P vs Dl). 5. Tabla Esfuerzos vs. Deformación unitaria (s vs e) Tabla4. (s vs e)

Esfuerzo(lbf/in ^2) 0 35,13689534 35,13689534 35,13689534 35,13689534 35,13689534 35,13689534 35,13689534 35,13689534 35,13689534 109,3355275 109,3355275 109,3355275 109,3355275 109,3355275 109,3355275 152,2875358 281,1228187 281,1228187 281,1228187 421,6150881 421,6150881 421,7072746 421,7072746 421,7072746 376,2132228 386,5611606 519,3097617 628,6429845 651,9200829 662,6828601 652,0814093 777,0402487 632,5609119

Deformaci ón (mm) 0 0,00014 0,00014 0,00014 0,000464 0,000636 0,000978 0,001102 0,001388 0,0037 0,001864 0,002398 0,003038 0,003686 0,005242 0,0061 0,006994 0,009706 0,0104442 0,011186 0,012712 0,012718 0,013524 0,015624 0,014778 0,01606 0,018254 0,020076 0,027496 0,02395 0,025456 0,024456 0,030576 0,033216

Esfuerzo(lbf/in ^2) 556737,4922 649730,6528 682203,3575 752749,0984 79642,24663 858440,9534 894854,6321 969410,487 1091788,104 1129400,207 1169708,767 1210547,399 1334860,933 1375538,238 1419488,166 1459036,187 1534629,14 1534444,767 1534260,394 1579754,446 1580284,518 1580538,031 1580929,824 1580952,87 1581575,13 1582059,109 1605151,834 1638108,518 1669866,777 1831124,062 1891713,658 1917571,979 1922688,332 1928542,176

Deformació n (mm) 0,06761 0,069358 0,069944 0,07116 0,056058 0,073064 0,073674 0,074996 0,07641 0,077768 0,078478 0,079184 0,081016 0,08218 0,082928 0,083688 0,085264 0,085264 0,085264 0,085272 0,08547 0,08568 0,085862 0,085948 0,086 0,08606 0,086872 0,08768 0,088498 0,09378 0,09652 0,102102 0,104752 0,110164

Esfuerzo(lbf/in ^2) 1838706,404 1829718,218 1811234,819 1801923,979 1792313,534 1786021,803 1782887,461 1773300,062 1763689,617 1756821,72 1746911,668 1746151,13 1743616 1733498,528 1726354,073 1722966,218 1712480 1708976,912 1701740,269 1683072,497 1679292,85 1679361,99 1667907,813 1659772,352 1655808,332 1640804,974 1635919,088 1631770,694 1618933,72 1614693,14 1606211,979 1597569,492 1583925,886 1579408,746

Deformaci ón (mm) 0,165678 0,16776 0,171964 0,174022 0,17404 0,177404 0,176164 0,180186 0,182262 0,183622 0,185672 0,187716 0,186308 0,188384 0,189732 0,19039 0,192342 0,193072 0,1944 0,19786 0,198388 0,198788 0,20044 0,20174 0,20242 0,2044 0,20572 0,20644 0,20844 0,20968 0,2104 0,21172 0,21374 0,2144

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632,5609119 777,0402487 777,0402487 777,0402487 777,0402487 777,0402487 777,0402487 777,0402487 777,0402487 777,0402487 777,0402487 777,0402487 1149,934756 1580,215378 3629,383627 25715,43212 32629,42176 55376,44767 63926,74819 79642,24663 105940,7585 118939,0591 132762,429 147503,0549 255863,7098 318665,7824 344040,1244 499028,7254

0,03375 0,037028 0,038128 0,039796 0,040354 0,041476 0,043224 0,043806 0,044948 0,04551 0,046662 0,04729 0,049648 0,0496 0,050718 0,05295 0,053398 0,054722 0,054732 0,056058 0,057058 0,05793 0,05787 0,05877 0,06156 0,06232 0,063312 0,066494

1932321,824 1934050,321 1934833,907 1935917,098 1936055,378 1934534,301 1935571,399 1931469,098 1933128,456 1930915,979 1927873,824 1918793,451 1912985,699 1906256,083 1906256,083 1898604,601 1896092,518 1890768,746 1890768,746 1879729,409 1874036,891 1874036,891 1865555,731 1859701,886 1850851,979 1850851,979 1844675,482 1843937,99

0,114572 0,118774 0,118598 0,125384 0,127604 0,128582 0,13025 0,132174 0,134124 0,137288 0,139488 0,144066 0,144266 0,147732 0,148478 0,149996 0,151472 0,152172 0,15288 0,155758 0,157242 0,157248 0,159364 0,16079 0,161482 0,162878 0,164344 0,164344

1565788,187 1556431,254 1551637,554 1532070,964 1512043,44 1522160,912 1517574,632 1496141,264 1490817,492 1469245,845 1460257,658 1458114,321 1446222,259 1431126,715 1428683,772 1425318,964 1422553,368 1410384,746 1397179,026 1383881,119 1383835,026 76948,09534 1065,975876 1065,975876 1065,975876 925,4144663 1065,975876 1062,080995

0,21636 0,21768 0,21832 0,22094 0,22356 0,22224 0,22492 0,22558 0,22622 0,22884 0,22948 0,23018 0,23148 0,23278 0,23342 0,23804 0,23408 0,23538 0,23608 0,23738 0,23804 0,25924 0,24572 0,24604 0,24616 0,24664 0,2469 0,24716

6. Curva (s vs e) identificando los principales puntos de la curva

B

A C

Endurecimiento

Zona de estricción

Zona plástico

Zona elástica

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Figura 6. Curva (s vs e) a. Punto de esfuerzo de fluencia (�y). c. Punto de esfuerzo máximo (���x). d. Punto de esfuerzo de rotura (��). a. Módulo de Elasticidad (E) �1 = 79642.24663

[

lbf ] 2 ¿

ε

�2 = 894854.6321

[

lbf ] ¿2

ε 2 = 0,073674

E=

1= 0,056058

894854,6321−79642.24663 =46276[ksi] 0. 073674−0.056058

b. Esfuerzo de fluencia (sy)= 1583[KSI] c. Resistencia a la tracción (su)=1936[KSI] d. Porcentaje de elongación en 50 mm

%L=

57.78−50 ∗100 =15.56 50

7. Módulo de resiliencia

Figura 7. Curva (s vs e), resiliencia. Fuente: propia El área bajo la curva corresponde a la resiliencia del material, la cual ha sido calculada mediante el código trapz(x,y)en Matlab R= 24[ksi] 8. Módulo de tenacidad

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Figura 8. Curva (s vs e), tenacidad. Fuente: propia El área bajo la curva corresponde a la tenacidad del material, la cual ha sido calculada mediante el código trapz(x,y)en Matlab T=293[ksi] 11. Análisis de resultados En la probeta ensayada se forma un cuello de botella, esta forma manifiesta que se trata de un material dúctil cuya rotura se produce a 45 grados, sin embargo, en el centro de la probeta se produce una rotura frágil por los esfuerzos generados. El porcentaje de elongación del material es 15,56%, por tanto, respalda la asignación de material dúctil. La pendiente de zona elástica de la curva determina el valor del módulo de Young. El área bajo a curva corresponde a la tenacidad del material con un módulo de 1936[KSI], por tanto, representa la capacidad de energía que soporta el material antes de la falla. De la misma manera el área bajo la curva o zona elástica constituye la resiliencia del material con un módulo de 1583[KSI] y representa la capacidad del material de absorber energía sin ser deformado de manera permanente. 12. Preguntas 1. Elaborar un esquema de las dimensiones de las probetas ensayadas y compararlo con el esquema propuesto en las normas.

Figura 9. Dimensiones normalizadas en la norma ASTM E8 Fuente: Propia

Figura 10. Dimensiones de la probeta ensayada a tracción. Fuente: Propia 2. Si el porcentaje de elongación del material se determina en longitudes mayores a 2 pulgadas. ¿Este será mayor, menor o igual? La elongación va a ser la misma, pero como la distancia aumenta como consecuencia el porcentaje de elongación tiende a ser menor que el calculado en 2 pulgadas. Por ejemplo, tenemos: Para 2 pulgadas de Lo y una supuesta elongación de 3 mm calculado sale un % de elongación= 5.905% Mientras que para 2.5 pulgadas y la misma supuesta elongación de 3mm calculando sale un % de elongación=4.72% 3. ¿Qué información aportan las líneas de Lüder?

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Las líneas de Lüder nos indican que el material ha sido expuesto a una fuerza ya sea esta compresión o tracción, también nos indican el sentido de fluencia del material. Estas líneas están presentes en algunos metales y cuya formación obedece a características microscópicas, tamaño de grano y a la estructura cristalina. la formación de una línea de Lüder antepone una deformación plástica en dicha probeta. 4. ¿Qué método se utiliza para determinar el esfuerzo de fluencia, cuando no se puede apreciar directamente en el ensayo? En ciertos materiales la curva esfuerzo deformación no presenta una fracción horizontal que determine el esfuerzo de fluencia, en este caso se realiza el método de desplazamiento que radica en desplazarse 0.2% en el eje de las (x) y trazar una línea paralela a la zona elástica hasta intersecar la curva. Una vez hallado este punto se traza una recta que cruce con el eje de las (y)para identificar el esfuerzo de fluencia.

Figura 11. Método de desplazamiento para la obtención del esfuerzo de fluencia. Disponible en: http://www.angelfire.com/pro2/resmat/U02/01diagramaesfuerz o/diaesf.htm 5. ¿Cómo diferenciar los tipos de falla dúctil y frágil en el ensayo de tracción?, y ¿Cuáles son las fracturas típicas por tensión en los metales?

Figura 12: Vistas de la probeta fracturada. Fuente: propia. La falla dúctil va siempre acompañada de una elongación del material, mientras que la falla frágil por lo general va acompañada de una elongación despreciable la cual tiende a 0, en la figura 8 probeta muestra una zona frágil mínima en la zona central, las probetas con falla frágil por lo general solo presentan esta zona al momento de la falla. “Las fractura típicas en materiales dúctiles son: a) Fractura muy dúctil en la cual la probeta se estricción a hasta llegar a un punto, b) Fractura dúctil moderada después de algún estricción. c) La fractura frágil y sin ningún deformación plástica.” (Callister, 1995 pág. 195)

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Figura 13. Fracturas en materiales dúctiles. (Callister, 1995 pág. 195)

Figura 14. Fractura de copa y cono. Fuente: Sin registro. La fractura frágil por general se produce en materiales de alta dureza como, por ejemplo, materiales con alto contenido de carbono. En este tipo de fractura no se puede apreciar ningún estiramiento del material.

    

6. Comparar el comportamiento de materiales frágiles y dúctiles sometidos tracción. 7. Tabla5. Comparación de materiales dúctiles y frágiles Materiales dúctiles Materiales frágiles Fluyen muy bien a temperatura  No fluyen a temperatura ambiente. ambiente.  La elongación que presentan es Presenta una elongación en su despreciable. longitud.  La fractura se presenta con ambas La fractura se presenta con la superficies planas. configuración de copa y cono.  No presenta deformación plástica. Presenta deformación plástica.  Materiales con alta dureza. Materiales con alta tenacidad. 8. ¿Cómo es el diagrama real esfuerzo-deformación unitaria, y cuál es la diferencia con el diagrama ingenieril?

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Figura 15. Grafica esfuerzos deformación. (Callister, 1995) Como podemos observar la curva real tiene mayor esfuerzo que la curva ingenieril es porque la curva ingenieril es una curva ideal, en la cual después del máximo esfuerzo ya no se incrementa la carga, sin embargo, en la curva real si es necesario incrementar la carga hasta la rotura. 9. ¿Qué dispositivos de montaje se usaron en esta práctica? Mordazas de sección circular con roscado interno, resortes en las mordazas circulares, cabezal móvil, cabezal fijo 10. ¿Por qué es indispensable que las probetas tengan las dimensiones propuestas por la norma utilizada? Es importante porque en base a las medidas estandarizadas de las probetas se facilita la obtención de datos y la reproducción del ensayo sin el inconveniente de obtener datos erróneos o con un proceso totalmente nuevo sin comparación es anteriores. 11. Comparar las curvas esfuerzo – deformación unitaria para materiales metálicos y poliméricos (explique mediante gráficos).

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Figura 16. Curvas esfuerzo-deformación unitaria para metales. Disponible en: (http://www.monografias.com/trabajos38/traccion-en-metales/Image10628.gif)

Figura 17. Curvas esfuerzo-deformación unitario para poliméricos. Disponible en: (https://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm15/Imagenes/Fig15_9.jpg) Los materiales poliméricos poseen una deformación elástica mayor que los metales, en los metales el esfuerzo de deformación se incrementa hasta el último esfuerzo mientras que en los poliméricos al pasar la zona elástica el esfuerzo desciende y se mantiene prácticamente constante durante una larga deformación plástica hasta la rotura. 12. ¿Existe un cambio de propiedades mecánicas de la probeta después de ser sometida a tracción? Claro que existe un cambio en las propiedades mecánicas debido a que el ensayo produce además de una alteración en las características dimensionales también se presenta internamente movimiento de las dislocaciones y por tanto cambio en la microestructura, alargamiento del grano y generación de tensiones internas; endureciendo al material y causando fragilidad. 12. ¿Interviene en los resultados el acabado superficial de la probeta? El acabado superficial es muy importante, las dimensiones tienen que ser las adecuadas y no presentar concentradores de esfuerzos considerando que cambiarían el posible lugar de falla. 13. Conclusiones Conclusiones (Ana Gabriela Mendoza Baraja)  El análisis e interpretación del diagrama esfuerzo- deformación constituye una parte fundamental para determinar las propiedades del material y para su posterior aplicación ingenieril.  El análisis de la fractura, presenta inmediatamente información del tipo de material, sea este dúctil, con una fractura en un plano de 45 grados o frágil con una fractura en un plano normal a la fuerza aplicada.  Para el caso ensayado la fractura es dúctil en la zona de encuellamiento de la probeta y frágil en el centro.

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 

Los materiales dúctiles se caracterizan por ser capaces de resistir grandes deformaciones antes de la rotura, por tanto, tienen alta tenacidad. Conforme a las aplicaciones industriales se trabajará con materiales dúctiles o frágiles.

Conclusiones (Juan Carlos Suarez Gavilanes)  Las probetas ensayadas presentan una fractura dúctil la cual puede ser apreciada por el típico encuellamiento y elongación del material.  Mediante el ensayo de tracción podeos conocer si un material tiene comportamiento dúctil o frágil.  La curva esfuerzo-deformación unitario nos permite conocer diferentes datos del material como son: esfuerzo de fluencia, último esfuerzo, límite de proporcionalidad entre otros.  El ensayo de tracción tiene mucha importancia en la industria porque nos ayuda experimentalmente a predecir cómo va a actuar el material al ser utilizado como tensor.  El material dúctil tiene un módulo de tenacidad elevado lo cual hace que estos absorban más energía antes de la falla. 14. Referencias

Callister, William D. 1995. Introducción a la ciencia e Ingenieria de los materiales. United States of America. : Reverte S.A., 1995. F.R., Morral. 2004. Metalurgica General tomo 2. Mexico : Reverte, 2004. Gere James, Goodno Barry. 2009. Mecanica de Materiales. Mexico : Cengage Learning Editores, S.A. de C.V., 2009. J.R., Beer F. 2012. Mecánica de Materiales. Mexico : Mc Graw Hill, 2012.

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