• Author / Uploaded
• Junior Castro Ilataype

• Categories
• Materiales
• Mecánica de sólidos
• Ingeniería mecánica
• Mecánica
• Mecánica de Medios Continuos

Citation preview

FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALÚRGICA

ASIGNATURA: METAL MECANICA II

IMFORME DE LABORATORIO: ENSAYO DE TRACCIÓN

INTEGRANTES: - RIVAS AGUILAR, CARLOS MIGUEL

AREQUIPA – 2019

ENSAYO DE TRACCION (ACERO Y BRONCE) OBJETIVOS    

Determinar el comportamiento del Acero al ser sometido e un ensayo de tracción Determinar el comportamiento del Acero al ser sometido e un ensayo de tracción Interpretar la fractura del material ensayado Interpretar los resultados del ensayo y explicar el comportamiento de los materiales ensayados según su función que desempeñan

MARCO TEÓRICO CURVAS DE TENSIÓN – DEFORMACIÓN: En el ensayo se mide la deformación (alargamiento) de la probeta entre dos puntos fijos de la misma a medida que se incrementa la carga aplicada, y se representa gráficamente en función de la tensión (carga aplicada dividida por la sección de la probeta). En general, la curva tensión-deformación así obtenida presenta cuatro zonas diferenciadas: 1. Deformaciones elásticas: Las deformaciones se reparten a lo largo de la probeta, son de pequeña magnitud y, si se retirara la carga aplicada, la probeta recuperaría su forma inicial. El coeficiente de proporcionalidad entre la tensión y la deformación se denomina módulo de elasticidad o de Young y es característico del material. Así, todos los aceros tienen el mismo módulo de elasticidad aunque sus resistencias puedan ser muy diferentes. La tensión más elevada que se alcanza en esta región se denomina límite de fluencia y es el que marca la aparición de este fenómeno. Pueden existir dos zonas de CURVA DE TENSIÓN DEFORMACIÓN deformación elástica, la primera recta y la segunda curva, siendo el límite de proporcionalidad el valor de la tensión que marca la transición entre ambas. Generalmente, este último valor carece de interés práctico y se define entonces un límite elástico (convencional o práctico) como aquel para el que se produce un alargamiento prefijado de antemano (0,2%, 0,1%, etc.). Se obtiene trazando una recta paralela al tramo proporcional (recto) con una deformación inicial igual a la convencional.

2. Fluencia o cadencia. Es la deformación brusca de la probeta sin incremento de la carga aplicada. El fenómeno de fluencia se da cuando las impurezas o los elementos de aleación bloquean las dislocaciones de la red cristalina impidiendo su deslizamiento, mecanismo mediante el cual el material se deforma plásticamente. Alcanzado el límite de fluencia se logra liberar las dislocaciones produciéndose la deformación bruscamente. La deformación en este caso también se distribuye uniformemente a lo largo de la probeta pero concentrándose en las zonas en las que se ha logrado liberar las dislocaciones (bandas de Lüders). No todos DIAGRAMA DE TENSIÓN - DEFORMACIÓN los materiales presentan este fenómeno, en cuyo caso la transición entre la deformación elástica y plástica del material no se aprecia de forma clara. 3. Deformaciones plásticas: si se retira la carga aplicada en dicha zona, la probeta recupera solo parcialmente su forma quedando deformada permanentemente. Las deformaciones en esta región son más acusadas que en la zona elástica. 4. Estricción. Llegado un punto del ensayo, las deformaciones se concentran en la parte central de la probeta apreciándose una acusada reducción de la sección de la probeta, momento a partir del cual las deformaciones continuarán acumulándose hasta la rotura de la probeta por esa zona. La estricción es la responsable del descenso de la curva tensión-deformación; realmente las tensiones no disminuyen hasta la rotura, sucede que lo que se representa es el cociente de la fuerza aplicada (creciente hasta el comienzo de la estricción) entre la sección inicial: cuando se produce la estricción la sección disminuye (y por tanto también la fuerza necesaria), disminución de sección que no se tiene en cuenta en la representación gráfica. Los materiales frágiles no sufren estricción ni deformaciones plásticas significativas, rompiéndose la probeta de forma brusca. Terminado el ensayo se determina la carga de rotura, carga última o resistencia a la tracción: la máxima resistida por la probeta dividida por su sección inicial, el alargamiento en (%) y la estricción en la zona de la rotura. Otras características que pueden caracterizarse mediante el ensayo de tracción son la resiliencia y la tenacidad, que son, respectivamente, las energías elástica y total absorbida y que vienen representadas por el área comprendida bajo la curva tensióndeformación hasta el límite elástico en el primer caso y hasta llegar a rotura en el segundo. Forma y dimensiones de la probeta

PROBETA NORMALIZADA

Las probetas utilizadas en el ensayo de tracción tienen una sección transversal circular o rectangular. La parte central debe estar mecanizada para que su sección sea constante. Si el material es frágil, será preciso pulir la superficie. Sobre la parte calibrada se marca la longitud inicial (

) de la probeta. La longitud de la

parte calibrada debe estar comprendida entre y si las probetas son cilíndricas. Si las probetas son rectangulares o cuadradas la longitud comprenderá entre

y

.

En los extremos de la probeta la sección aumenta para facilitar su sujeción a las mordazas de la máquina de tracción. Estas zonas reciben el nombre de cabezas. Para evitar zonas en las que se concentren las tensiones, la sección de la probeta varía desde la parte calibrada a la cabeza de una forma suave y gradual. Para que los ensayos con probetas de diferentes dimensiones sean comparables, es preciso que

se mantenga constante.

CURVA DE TRACCIÓN VERDADERA: A medida que transcurre el ensayo, la sección de la probeta va disminuyendo paulatinamente, y la tensión que soporta es:

Siendo S la sección de la probeta en cada instante, la cual alcanza su valor mínimo en la zona de estricción, y la tensión verdadera. A medida que transcurre el ensayo, la longitud de la probeta se va incrementando paulatinamente, y la deformación se deberá medir respecto a la longitud que presenta en cada momento. La deformación vendrá dada por:

Siendo L la longitud de la probeta en cada momento del ensayo y verdadera.

la deformación

En muchos metales la tensión y la deformación verdaderas están ligadas por la relación de Hollomon:

donde K y n son constantes características del material.

PARTE EXPERIMENTAL MATERIALES   

Barra de Acero 1020 Longitud Inicial: 138mm (separación entre marcas) Diámetro inicial: 6.3 mm Barra de Bronce Longitud Inicial: 138mm (separación entre marcas) Diámetro inicial: 6.3 mm Mordazas

EQUIPOS 

Máquina de Ensayo Universal – INSTRON

SOFTWARE 

Bluehill Universal

CONCEPTOS PREVIOS En este equipo se pueden hacer ensayos de tracción, comprensión, flexión y también ensayos de tipo cíclico, para ello se debe escoger las mordazas o cuña adecuada. Posee una parte fija y otra móvil. Utiliza un programa llamado Bluehill Universal, todos los resultados que se quieren obtener se puede programar para su obtención posterior. No es necesario estipular una carga definida, la maquina automáticamente escoge la carga. La máquina ejerce la fuerza a través de una celda de carga de hasta 10 toneladas como máximo, toda la maquina es electromecánica, y los datos que se obtuvieron lo vemos en la gráfica 03. Procedimiento para el ENCENDIDO 1. Conectar el cable de la batería a la corriente 2. Conectar el cable del UPS a la batería 3. Encender el UPS (presionar el botón “ON” durante 3sg.)

4. Encender el monitor de equipo 5. Encender el Equipo de Ensayo 6. Abrir el Software para realizar el ensayo Procedimiento para APAGADO 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Cerrar el Software del Equipo Apagar el monitor del equipo Apagar el equipo de Ensayo Apagar el UPS (Presionar el botón “OFF” durante 3 sg.) Desconectar de la batería del cable del UPS Desconectar del tomacorriente el cable de la Batería

PASOS Acero 1020 a) Se coloca la probeta de hierro en la máquina y se sujeta con las mordazas b) Iniciamos el ensayo de Tracción c) Una vez que rompe se retira la muestra de las mordazas y se procede a observar su fractura d) Según la gráfica 01 y su fractura se observa un comportamiento dúctil, las mordazas sujetan bien la probeta por ello no hay variaciones en la gráfica. e) La grafica 01 presenta una zona de estricción

Bronce a) Se coloca la probeta de bronce en la máquina y se sujeta con las mordazas b) Iniciamos el ensayo de Tracción c) Se observa unas pequeñas variaciones en la curva, eso se debe a que la barra es lisa y el bronce es blando, la mordaza lo suelta y lo atrapa (no lo puede sujetar perfectamente a medida que aumenta la carga) d) Una vez que rompe se retira la muestra de las mordazas y se procede a observar su fractura e) Al observar se aprecia que tiene una fractura frágil, según la gráfica 02 no presenta zona de estricción porque al llegar a su esfuerzo máximo inmediatamente rompe.

RESULTADOS Acero  

Longitud Inicial: 138mm (separación entre marcas) Diámetro inicial: 6.3 mm

 

Longitud Final: 151.638 mm Diámetro Final: 4.191 mm

“No hay datos para graficar el ensayo de Tracción del Acero” en Excel, por ende no podemos hallar la curva real

Grafica 01: Línea 1, Acero

Bronce    

Longitud Inicial: 138mm (separación entre marcas) Diámetro inicial: 6.3 mm Longitud Final: 158.75 mm Diámetro Final: 5.91 mm

Grafica 02

CONCLUSIONES La precisión del ensayo es mayor respecto de que otros ensayos. Familiarizarnos con estas técnicas de ensayos, sus fundamentos y objetivos. Familiarizarnos con el empleo de herramientas en el laboratorio, las nuevas técnicas y la tecnología aplicada al ensayo

BIBLIOGRAFIA ANEXOS