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Daniel Constante Mecánica de Materiales I GR3 2014/02/10

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA MECÁNICA DE MATERIALES I NOMBRE: Giovanny Daniel Constante Parra CURSO: GR3 FECHA DE ENTREGA: 2014/02/10 TEMA: Normas ASTM

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ASTM E8.- MÉTODOS ESTÁNDAR PARA PRUEBAS DE TRACCIÓN DE MATERIALES METÁLICOS

Objetivo Estas pruebas fueron diseñadas a realizarse a una temperatura ambiente para medir y determinar la fluencia de resistencia, elongación, resistencia a la tracción y reducción de área. Las pruebas de tensión brindan información de resistencia y ductilidad del material bajo cargas de tensión axiales, además sirve para comparar el desarrollo de aleaciones, control de calidad y diseño bajo determinadas circunstancias. Muestra Probeta Plana La probeta utilizada debe ser una muestra relativamente grande del material a probarse o maquinada bajo especificaciones estándar dadas. Las dimensiones de la probeta dependerán si se realiza con una muestra tipo placa o una muestra tipo hoja.

Probeta redonda Se usa una probeta estándar de 12.5 [mm] generalmente para probar materiales metálicos fundidos y forjados. La forma de los extremos de la probeta fuera de las marcas de medidas de control debe ser adecuada al material y a la forma de la sección de agarre para que las fuerzas aplicadas por la máquina sean axiales

Probetas para hojas, tiras, alambres planos y placas Para estos ensayos se usa una probeta apropiada al espesor del material, para espesores de 0.13 a 5 [mm], se usan probetas tipo hoja. Para espesores de 5 a 12.5 [mm], las probetas pueden igualmente ser tipo hoja o tipo placa.

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De 12.5 a 19 [mm] de espesor, igualmente pueden ser probetas tanto tipo hoja como tipo disco pero con otras características a las de espesor inferior. Finalmente para superiores a 19 [mm], se usan probetas tipo disco de iguales características al anterior (de 12.5 a 19 [mm])

Probetas para alambres, varillas y barras Para estos ensayos, se utilizarán probetas que tienen una sección transversal completa, la longitud para la medida de elongación del cable menor a 4 [mm] de diámetro debe constar en las especificaciones del producto. Cuando se prueban los cables, varillas o barras, teniendo un diámetro de 4[mm] o más, la medida de las marcas de control deben igual a 4 ó 5 veces el diámetro.

Probeta rectangular Para la sección transversal completa, es permisible reducir el ancho de la probeta a lo largo de la sección de prueba con una tela abrasiva o papel, o maquinándolo suficientemente para facilitar la fractura en las marcas de control. Si la barra tiene el espesor suficientemente pequeño para que alcance en las mordazas de agarre, pero es muy ancha, se lo reduce cortando para que entre en las mordazas

Probetas para caños y tuberías Para un tubo pequeño, particularmente de tamaño de 25 [mm] o menor de diámetro, de grandes longitudes limitado únicamente por la máquina en la que se ensaya, la práctica estándar es una prueba de tensión de una sección tubular completa. Para diámetros mayores, no se puede hacer el ensayo en la sección tubular completa y debe ser cortado de forma regida por la norma. Si se ensaya el tubo de forma transversal, se debe cortar en forma de anillos en los extremos.

Probetas para piezas forjadas Se tomarán muestras iguales a las especificaciones, ya sea de la parte gruesa o de la parte forjada, de la cual se obtiene un retazo de la prolongación de la forja. Si no se especifica lo contrario, la muestra se deberá tomar de forma paralela al flujo de grano

Probetas para fundición Las muestras tomadas por fundición serán tomadas de forma especificada en la norma.

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Probetas para hierro maleable A menos que se diga lo contrario, las probetas de hierro se tomarán tal como rija la norma y especificaciones.

Probetas para piezas fundidas A menos que se diga lo contrario, las probetas de hierro se tomarán tal como rija la norma y especificaciones.

Probetas para materiales de metalurgia en polvo A menos que se diga lo contrario, las probetas de hierro se tomarán tal como rija la norma y especificaciones. Cuando se ensayan pruebas, se hacen ranuras superficiales transversales o estrías, para que permita el agarre por los extremos.

Resultados Los resultados de los ensayos de tracción varían de acuerdo al material, pero principalmente el principio de funcionamiento de los ensayos es el mismo, que consiste en tomar por los extremos que es la parte más maciza a las probetas y aplicar la fuerza en los extremos, hasta que el material se fracture.

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ASTM A48.- ESPECIFICACIONES ESTANDAR EN FUNDICION GRIS

Objetivo Se centra en la fundición gris o fundición de hierro y como asegurar su funcionalidad o requerimientos mecánicos bajo parámetros preestablecidos y estandarizados a cumplirse por el fabricante. Muestra Fundamentalmente se recolecta una porción de colada y se fabrican probetas con ella para así analizar las propiedades químicas y físicas que estas poseen, las probetas tienen forma de disco y se las ingresa en una máquina para ser analizadas mediante espectrometría. Las medidas de las probetas son normalizadas de acuerdo a lo que rige la norma. Resultados Los resultados deben satisfacer los requerimientos establecidos y normalizados para que un lote sea aceptable. Se realizan entonces varios muestreos para asegurar así el control de calidad de la colada y material fundido. Si un muestreo no cumple las condiciones mecánicas deseadas y especificadas, este lote se vuelve a fundir para que no existan desperdicios.

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Las piezas fundidas no deben poseer soldaduras, ya que se alteran las propiedades físicoquímicas aunque en ciertas ocasiones puede ser admisible esto si el comprador está de acuerdo.

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ASTM D256.- MÉTODOS ESTÁNDAR PARA PRUEBAS PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA DEL PÉNDULO IZOD AL IMPACTO DE PLÁSTICOS

Objetivo Principalmente se centra en determinar la resistencia de los plásticos sometidos a impacto, y la energía que absorben o rechazan en ese instante. Muestra Las probetas que se usan para este ensayo son de forma paralelepípeda, y deben poseer una tolerancia geométrica para que sus caras sean lo más planas posibles. En el péndulo se coloca un perfil, y este al recibir el impacto del péndulo se debe distribuir uniformemente en la ranura o muesca realizada Resultados Cuando se hace el ensayo IZOD en un péndulo, se observan los siguientes resultados. La resistencia que posee un plástico al impacto, resistencia a las vibraciones originadas por el mismo y la resistencia del plástico a la ruptura.

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ASTM D3039.- MÉTODOS ESTÁNDAR PARA PRUEBAS DE TRACCIÓN DE MATERIALES COMPUESTOS DE UNA MATRIZ POLIMÉRICA

Objetivo Estos ensayos determinan las propiedades de tracción en un plano en materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibras de alto módulo. Los materiales compuestos se limitan a fibra continua o materiales compuestos reforzados con fibras discontinuas, en la cual el laminado es balanceado y simétrico con respecto a la dirección de la prueba. Muestra Se ponen a prueba por lo menos cinco probetas por condición de prueba, a menos que los resultados válidos de puedan obtener con un menor número de muestras de ensayo. Para datos significativos se procede como rige la norma, y se reporta el método de muestreo. Las probetas son principalmente de un solo material, este material debe ser compuesto por una matriz polimérica. Las probetas son planas. Resultados Los resultados son tabulados y se aplican fórmulas matemáticas para conocer los valores de tracción a la que es sometido el material.

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Las fórmulas para ensayos de tracción son: F tu = Pmax/A

Donde:

σi = Pi/A

F tu = resistencia última a la tracción Pmax = Fuerza máxima antes de la fractura σi = esfuerzo interno de tracción Pi = Fuerza interna A = Área transversal

Para los ensayos de deformación por tracción y deformación por tracción última, se usa la fórmula: εi = δi/Lg

Donde: εi = Deformación interna δi = Elongación Lg = Longitud inicial

En un diagrama σ vs. ε (esfuerzo vs. deformación), la pendiente de la curva antes de llegar al límite de proporcionalidad, viene a ser el Módulo elástico o Módulo de Young.

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ASTM A370.- MÉTODOS ESTÁNDAR PARA PRUEBAS Y DEFINICIONES PARA PRUEBAS MECÁNICAS DE PRODUCTOS DE ACERO

Objetivo Estos ensayos tienen la finalidad de comprobar propiedades mecánicas de los aceros de diferentes clases y aleaciones, además de ciertas características específicas de ciertos productos provenientes de la misma materia prima. Muestra Las probetas son de acero, se extrae una porción significativa de material de acuerdo al ensayo y tal como rige la norma para así poder determinar propiedades mecánicas del acero estudiado. Resultados Los resultados varían de los ensayos realizados. Se realizan diversos ensayos como: Ensayo de tracción, el cual permite determinar los límites elásticos, la elongación máxima y la deformación de forma transversal que puede sufrir un material. Comúnmente este ensayo es aplicado a elementos roscados. Ensayo de flexión, el cual sirve para determinar la ductilidad del material y la velocidad de flexión medido a temperatura ambiente.

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Ensayo de dureza permite determinar la resistencia a la indentación o penetración y da una aproximación a la resistencia a la tracción.

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ASTM E18.- MÉTODOS ESTÁNDAR PARA PRUEBAS DE DUREZA ROCKWELL EN MATERIALES METÁLICOS

Objetivo Este método cubre la determinación de dureza en la escala Rockwell, y la dureza superficial de materiales metálicos, mediante el principio de dureza de indentación Rockwell. Ambos ensayos, el de dureza y dureza superficial son parecidos, con la diferencia de la fuerza con la que se trabaja en ensayo de dureza es mayor que la dureza con la que se trabaja en ensayo de dureza superficial. Muestra Para mejores resultados, tanto la superficie de prueba como la pieza de prueba deben ser totalmente lisas, e incluso libre de óxido, impurezas y lubricantes, con la excepción de ciertos materiales como metales que reactivos que se pueden adherir al indentador. En esos casos se debe lubricar la probeta con kerosene, y dicho lubricante debe ser reportado. El espesor de la probeta debe estar regido en tablas en la norma, estas tablas se estudian en tiras de acero al carbono, y da resultados reales de otros materiales. Es recomendable que el espesor de la probeta exceda 10 veces la profundidad del indentador. En general, la deformación no debe ser visible en la parte posterior de la probeta. Resultados Los resultados obtenidos son tabulados mediante la escala Rockwell de dureza, pueden estar dentro de la escala A o B de dureza Rockwell para macrodureza, y escala C si se trata y trabaja con microdurezas. Generalmente se suele transformar estas durezas a unas más estándar como las durezas Brinell, aunque los resultados se pueden expresar en dureza Rockwell.