Informe de Traccion

CARACTERIZACIÓN MECÁNICA.

PAOLA ALEXANDRA CHAMORRO ESTRADA. JESSICA XIMENA CHAPARRO CORREDOR. ALEXANDRA CUNCANCHON BORDA.

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA. FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE ING. METALÙRGICA. TUNJA 2014

1

INFORME DE LABORATORIO DE CARACTERIZACIÓN MECÁNICA.

PAOLA ALEXANDRA CHAMORRO ESTRADA. JESSICA XIMENA CHAPARRO CORREDOR. ALEXANDRA CUNCANCHON BORDA.

Dirigido a: ING. ALEJANDRO MUÑOZ ZAPATA.

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA. FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE ING. METALÚRGICA. TUNJA 15 DE NOVIEMBRE DE 2014.

2

CONTENIDO.

PÁGINA.

. 1. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………...

4

2. OBJETIVOS……………………………………………………………………

5

2.1. OBJETIVO GENERAL……………………………………………….

5

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS………………………………………….

5

3. MARCO TEÓRICO. …………………………………………………………..

6

3.1. TRACCIÓN………….…………………………………………..

6

3.1.1. DEFORMACIONES...………………………………………

6

3.1.2. RESISTENCIA A LA TRACCIÓN…...………………………

6

3.1.2.1. EQUIPOS……………………………………………………

7

3.1.2.1.1. MAQUINA DE ENSAYOS UNIVERSAL………………..

7

3.1.2.1.2. DUROMETRO……………………………………………..

8

4. PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO………………………………………

9

5. CUESTIONARIO.……………………………………………………………..

11

6. CONCLUSIONES……………….…………………………………………….. 18 7. BIBLIOGRAFIA E INFOGRAFIA…………………………………………….. 19 8. ANEXOS……………………………………………………………………….. 20 8.1. PREGUNTAS DE PRELABORATORIO……………………..

20

8.2 GRAFICAS………………………………………………………. 27

3

1. INTRODUCCIÓN.

En la mayoría de ocasiones, los materiales metálicos se emplean con fines estructurales. Es decir que estos materiales deben responder de una forma adecuada a determinadas situaciones en donde sus propiedades mecánicas juegan un papel extremadamente importante. Los ensayos mecánicos permiten la determinación de las propiedades que comprenden el comportamiento del material cuando sobre el actúan diferentes esfuerzos, los cuales se pueden definir en función de las tensiones o deformaciones. Como es sabido a nivel industrial y sobre todo ingenieril, las materias primas usadas para un proceso determinado son de gran importancia ya que la calidad del material es directamente proporcional a la de los productos a ofrecer. Para poder garantizar la calidad de un producto, el material a utilizar debe ser sometido a importantes análisis para poder determinar sus propiedades y de esta manera poder deducir sus usos o aplicaciones. Por esta razón, se debe comprender correctamente la información teórica acerca de los análisis o ensayos mecánicos y su relación con las propiedades del material. En el presente informe se describe la importancia de los ensayos mecánicos, incluir el procedimiento, datos y conclusiones tras someter varias probetas a un ensayo de tracción.

2. OBJETIVOS.

4

2.1.

OBJETIVO GENERAL.  Determinar experimentalmente las propiedades mecánicas para varios materiales de tipo ferroso y no ferroso de gran uso industrial.

2.2.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.    



Familiarizarse con las características mecánicas de los materiales. Conocer los equipos, métodos y procedimientos más usados para la caracterización mecánica de los materiales. Identificar las principales características del ensayo de tracción sus principales técnicas analíticas. Ser capaces de comprender la importancia que tienen las técnicas de caracterización mecánica para la determinación de las propiedades mecánicas de los materiales de mayor uso industrial. Entender la trascendencia que tienen las normas que regulan los procesos metalúrgicos y su relación con la interpretación de los datos obtenidos. .

3. MARCO TEÓRICO.

5

3.1.

TRACCIÓN.

En rama de la ingeniería se denomina tracción al esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo. Se considera que las tensiones que tiene cualquier sección perpendicular a dichas fuerzas son normales a esa sección, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que intentan alargar el cuerpo. 3.1.1. DEFORMACIONES. Un cuerpo sometido a un esfuerzo de tracción sufre deformaciones positivas (estiramientos) en ciertas direcciones por efecto de la tracción. Sin embargo el estiramiento en ciertas direcciones generalmente va acompañado de acortamientos en las direcciones transversales. Cuando se trata de cuerpos sólidos, las deformaciones pueden ser permanentes: en este caso, el cuerpo ha superado su punto de fluencia y se comporta de forma plástica, de modo que tras cesar el esfuerzo de tracción se mantiene el alargamiento; si las deformaciones no son permanentes se dice que el cuerpo es elástico, de manera que, cuando desaparece el esfuerzo de tracción, aquél recupera su longitud inicial. La relación existente entre la tracción que actúa sobre un cuerpo y las deformaciones que produce dicho esfuerzo se suele representar gráficamente mediante un diagrama de ejes cartesianos que ilustra el proceso y ofrece información sobre el comportamiento del cuerpo de que se trate. 3.1.2. RESISTENCIA A LA TRACCIÓN. La resistencia a la tracción que evidencia un material al ser sometido a un ensayo de caracterización mecánica, es esa oposición del material a deformarse. El comportamiento que evidencia un material al verse sometido a un esfuerzo es de gran importancia puesto que dicho comportamiento reflejara gran información acerca de las propiedades mecánicas de los mismos. Cada material posee cualidades propias que definen su comportamiento ante la tracción. Algunas de ellas son: elasticidad, plasticidad, ductilidad, fragilidad. Son muchos los materiales que se ven sometidos a tracción en los diversos procesos

6

mecánicos., pero poseen gran interés los que se utilizan en obras de arquitectura o de ingeniería tales como las rocas, la madera, el hormigón, el acero y varios metales etc.

3.1.2.1.

EQUIPOS.

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 se aplica el desplazamiento de la mordaza móvil.

3.1.2.1.1. MAQUINA DE ENSAYOS UNIVERSAL. Es una máquina semejante a una prensa con la que es posible someter materiales a ensayos de tracción y compresión para medir sus propiedades. La presión se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos o un sistema hidráulico. Esta máquina es ampliamente utilizada en la caracterización de nuevos materiales. Así por ejemplo, se ha utilizado en la medición de las propiedades de tensión de los polímeros.

IMAGEN 1. MAQUINA DE ENSAYOS UNIVERSAL. 7

3.1.2.1.2. DUROMETRO. Un durómetro es un aparato que mide la dureza de los materiales, existiendo varios procedimientos para efectuar esta medición. Los más utilizados son los de Rockwell, Brinell, Vickers y Microvickers. Se aplica una fuerza normalizada sobre un elemento penetrador, también normalizado, que produce una huella sobre el material. En función del grado de profundidad o tamaño de la huella, obtendremos la dureza.

IMAGEN 2. Durómetro Brinell. Cuando la probeta se encuentra bajo un esfuerzo estático de tracción simple a medida que aumenta la carga, se estudia esta en relación con las deformaciones que produce. Estos gráficos, permiten deducir sus puntos y zonas características revisten gran importancia, dicho gráfico se obtiene directamente de la máquina.

FIGURA 1. REPRESENTACION GRAFICA DE ESFUERZO. 4. PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO. 8

4.1 La práctica fue realizada en Laboratorios de Ingeniería Civil. Donde se encontraba el equipo para ensayos de tracción; equipo universal. 4.2 Ingresamos en completo orden al laboratorio donde estaba instalado el equipo.

4.3 El ingeniero encargado del manejo del equipo muy amablemente brindo una pequeña introducción sobre el funcionamiento de la máquina, sus ventajas y desventajas y el cuidado que se debe tener al realizar el ensayo.

4.4 Posteriormente, se explicó el diseño de la probeta y los pasos a seguir para realizar el ensayo.

9

Antes de aplicar tensión Después de aplicar tensión Latón Diámetro entre roscas Diámetro interno Acero Diámetro entre roscas Diámetro interno Aluminio Diámetro entre roscas Diámetro interno

15 milímetros 10 milímetros

17.2 milímetros 6 milímetros

14.6 milímetros 10 milímetros

17.3 milímetros 5 milímetros

16.2 milímetros 10 milímetros

17.3 milímetros 7 milímetros

5. CUESTIONARIO. 5.1 Definir: 5.1.1 QUE ES ESFUERZO: la carga o fuerza aplicada dividida entre el área de la sección transversal original del material. Es el resultante

10

de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable, se caracteriza porque tiende a una reducción de volumen o acortamiento en determinada dirección, ya que las fuerzas invertidas ocasionan que el material quede comprimido, también es el esfuerzo que resiste el acortamiento de una fuerza de compresión. 5.1.2 QUE ES DEFORMACIÓN: Alteración permanente de un material al aplicarse una carga y después quitarla. 5.1.3 QUE ES FRAGILIDAD: es la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación. 5.1.4 QUE ES DUCTILIDAD: se rompe el material tras sufrir acusadas deformaciones generalmente de tipo deformaciones plásticas. 5.1.5 CUALES SON LO TIPOS DE FRACTURA: 5.1.5.1 FRACTURA DÚCTIL: Esta fractura ocurre bajo una intensa deformación plástica, La fractura dúctil comienza con la formación de un cuello y la formación de cavidades dentro de la zona de estrangulamiento. Luego las cavidades se fusionan en una grieta en el centro de la muestra y se propaga hacia la superficie en dirección perpendicular a la tensión aplicada 5.1.5.2

LA FRACTURA FRÁGIL tiene lugar sin una apreciable deformación y debido a una rápida propagación de una grieta. Normalmente ocurre a lo largo de planos cristalográficos específicos denominados planos de fractura que son perpendiculares a la tensión aplicada.

5.1.6 QUE ES FLUENCIA: o cedencia es la deformación irrecuperable de la probeta, a partir de la cual sólo se recuperará la parte de su deformación correspondiente a la deformación elástica, quedando una deformación irreversible. 5.1.7 QUE ES MÓDULO DE ELASTICIDAD: también llamado módulo de Young es la pendiente de la curva de esfuerzo-deformación en su región elástica 5.2 Qué diferencia hay entre las durezas Brinell y Rockwell, Knoop y Vickers?

11

5.2.1 DUREZAS BRINELL El ensayo de dureza Brinell consiste en presionar la superficie del material a ensayar con una bolilla de acero muy duro o carburo de tungsteno, produciendo la impresión de un casquete esférico correspondiente a la porción de la esfera que penetra. El valor de dureza, número de Brinell HB, resulta de dividir la carga aplicada P por la superficie del casquete por lo que HB=

[ ]

P kg πDh mm2

ECUACIÓN 1 La profundidad h del casquete impreso se mide directamente en la máquina, mientras la carga se mantiene aplicada de modo de asegurar un buen contacto entre la bolilla y el material. Otra manera de determinar el número HB es partiendo del diámetro d de la impresión lo cual tiene la ventaja de que se pueden efectuar tantas mediciones como se estimen necesarias y en microscopios o aparatos especialmente diseñados para tal fin. En este caso el valor del diámetro de la impresión resultará del promedio de dos lectura realizadas a 90º entre si. Considerando que D 2 d 2 −¿ 2 2 D D h= −α = −√ ¿ 2 20

( ) ()

ECUACIÓN 2 Reemplazando la Eq. 2 en la Eq. 1 se obtiene una expresión para el número de Brinell en función del diámetro de la huella. HB=

2P πD ( D−√ D −d 2

2

)

ALCANCE Y APLICABILIDAD DEL MÉTODO BRINELL

12

Para materiales cuya dureza Brinell es superior a los 400 se recomienda utilizar penetradores duros (de carburos metálicos). A partir de estos valores de dureza la deformación en el penetrador comienza a ser importante, y esta debe ser menor de ±0,005D. Por esta razón el empleo de este método está limitado a una dureza máxima de HB = 600. De esta manera se puede decir que a partir de los 400 Brinell es recomendable determinar la dureza a través de métodos como el Rockwell o Vickers. Por último es claro que el método no es aplicable a piezas de espesor delgado ya que la penetración usual puede ser mayor que dicho espesor. Tampoco es aplicable a superficies cementadas, recubiertas ya que la profundidad de penetración puede ser mayor al espesor que alcanza el tratamiento en la superficie. Es un método conveniente en materiales poco homogéneos tales como las fundiciones materiales de grano grueso y piezas forjadas, debido a que el tamaño de la impronta permite obtener un mejor promedio de la dureza en la zona. Además si se utiliza la profundidad h de la impronta para la determinación de la dureza, la superficie a ensayar no requiere demasiada preparación. Como regla general: cuanto mayor es la huella menor es el requerimiento de preparación superficial. 5.2.2 DUREZA ROCKWELL Al igual que en el ensayo Brinell la dureza se determina en función del grado de penetración de la pieza a ensayar a causa de la acción del penetrador bajo una carga estática dada. Difiere del ensayo Brinell en que las cargas son menores y los penetradores más pequeños por lo que la impronta será menor y menos profunda. Además el ensayo Rockwell no requiere la utilización de formula alguna para la determinación de la dureza. Esta se obtiene directamente del dial indicador de la máquina ya que la misma está dada por el incremento de profundidad de penetración debido a la acción del penetrador, el cual puede ser una bolilla de acero o un cono de diamante. Como las escalas están invertidas un número más alto implica mayor número Rockwell el cual está dado por HR=E−h

13

Donde E es el número total de divisiones de la escala y h es el incremento de penetración. 5.2.3 DUREZA VICKERS La determinación de la dureza Vickers es similar a la Brinell ya que se obtiene del cociente de la carga aplicada por la superficie. Se utiliza como penetrador una punta piramidal de base cuadrangular y ángulo en el vértice entre caras de 136°. Este ángulo se eligió para que la bola Brinell quedase circunscrita al cono en el borde de la huella. Características del ensayo:    

Las cargas aplicadas son más pequeñas que en el método Brinell (oscilan entre 1 y 120kp). Las más empleada es la de 30kp. El tiempo de aplicación oscila entre 10 y 30s. Se utiliza tanto para materiales duros como en blandos. Puede medir dureza superficial por la poca profundidad de la huella Expresión de la dureza 520HV30 15

5.2.4 DUREZA KNOOP. La dureza se determina mediante el cociente de la carga aplicada y el Área de la impronta proyectada sobre la superficie que se ensayada y en la uqe no debe tenerse en cuenta la recuperación elástica del material. El método Knoop se emplea sólo en laboratorio, para medir la dureza de láminas muy delgadas, incluso de depósitos electrolíticos. Se usa para durezas normales, superficiales y micro durezas. El penetrados esta hecho con una pirámide rómbica con base cuadrada. Sus ángulos entre aristas son de B-C= 130 y A-D= 172 30´ 5.3 La probeta de la figura, en la que D0= 12mm y I0= 140mm, al someterla a un ensayo de tracción se ha roto cuando la fuerza aplicada era de 2500 kp. Antes de romperse, cuando las deformaciones aún eran proporcionales a la tensión, al aplicar una carga de 1810 kp la longitud de la probeta era de 140,123mm. Calcular: a) La tensión de rotura b) El módulo de Young

14

Solución: A) La tensión de rotura es fácil de obtener si calculamos la sección de la probeta: S 0=π . r 2=π .6 2=113.097 mm2 =1.13 cm2

σ R=

FR 2500 kp kp = =22.105 S0 113.097 mm2 mm2

B) Para calcular el módulo de Young, calculamos a tensión y el alargamiento unitario en un punto. La tensión:

σ=

F 1810 kp kp = =16.004 2 S0 113.097 mm mm2

El alargamiento unitario:

El módulo de Young es:

ϵ=

∆ l 140.123−140 −4 = =8.786 x 10 l0 140

σ 16.004 kp E= = =1.8216 x 10−4 −4 2 ϵ 8.786 x 10 mm

5.4 En un ensayo de dureza Brinell se ha utilizado una bola de 10mm de diámetro. Al aplicar una carga de 1000kp se ha obtenido una huella de 2.5mm. Calcula la dureza del material. HB=

F 1000 kp = =200.5 π .D ( π .10 2 2 2 2 mm2 ( 10−√ 10 −2.5 ) . D−√ D −d ) 2 2

15

6

5.5 La pieza de acero (módulo de Young 2.1 x 10

kp/cm2) de la figura, de

secciones cuadradas, tiene un límite elástico de 6300 kp/cm2 y va a estar sometida a un fuerza estática F. Como deseamos que trabaje con un coeficiente de seguridad de 3.5 debes calcular el valor máximo del esfuerzo que podemos aplicar y el alargamiento producido.

σE σ max = = n

kp 2 cm kp =1800 2 3.5 cm

6300

Como la tensión es la relación entre el esfuerzo y la sección, se calcula el límite del esfuerzo. Al ser una pieza de sección cuadrada, la sección inicial es: S 0=2∗2=4 cm 2 Fuerza máxima: F σ R= max S0

Fmax =σ∗S0 =1800

kp ∗4 cm2=7200 kp 2 cm

Alargamiento unitario se lo calcula a partir de la proporcionalidad de Young: σ 6 kp E= =2.1 x 10 ϵ cm2

ϵ max =

σ max 1800 = =0,000857143 6 ϵ 2.1 x 10

16

El alargamiento unitario es: ∆l ϵ= lo ∆ l=ϵ∗l o=0,000857143∗120 mm=0,103 mm 5.6 Calcule la altura de m, desde la que se dejó caer una maza de 40kg de un péndulo de Charpy, si la resiliencia del material vale 0.46j/mm2 y aquella ascendió 38cm después de romper una probeta de 200 mm2 de sección.

17

6. CONCLUSIONES. 6.1.

Al momento de querer entender las propiedades de algún material utilizado en la construcción, se hace necesario entender su comportamiento frente a distintas cargas y solicitaciones.

6.2.

El objetivo de este análisis es establecer una relación entre las propiedades mecánicas de un material y el esfuerzo que este puede llegar a tolerar antes de llegar a la fractura.

6.3.

Una vez superado el rango elástico, el material comienza a fluir a partir de un esfuerzo conocido como “esfuerzo de fluencia”. Este rango del material se denomina rango plástico. También es de importancia conocer la tenacidad y ductilidad de cada material, propiedades que indican la cantidad de energía necesaria para la ruptura y la posibilidad de deformar el material sosteniblemente sin fracturarse respectivamente

6.4.

A nivel industrial esta técnica es de gran utilidad puesto que deja en evidencia la capacidad de un material para tolerar esfuerzos lo que por ejemplo en obras civiles es de vital importancia ya que la mayoría de materiales empleados en dichas obras se ven sometidos a elevados esfuerzos, lo que involucra la vida de los seres humanos que las habitan o las frecuentan.

18

7. BIBLIOGRAFÍA- INFOGRAFÍA. • • • • •

Smith, W.F., Ciencia e ingeniería de los materiales, Madrid, Ed. McGraw Hill, 2004 Flinn, R.A. y Trojan, P.K., Materiales de Ingeniería y sus aplicaciones. http://www.utp.edu.co/~gcalle/Contenidos/Traccion01.pdf http://es.scribd.com/doc/111994530/Ensayo-de-Traccion https://www.ucursos.cl/usuario/7c1c0bd54f14c0722cefc0fa25ea186d/mi_blo g/r/materiales.pdf

•

19

8. ANEXOS 8.1 PRE – LABORATORIO 8.1.1 ¿Cómo se clasifican los Ensayos De Dureza?.

TIPOS DE ENSAYOS DE DUREZA

ENSAYOS DE DUREZA AL RAYO

ENSAYOS DE DUREZA A LA PENETRACION

ENSAYOS DE DUREZA DINAMICOS

Resistencia que oponen los materiales al ser rayados por otros mas duros.

Resistencia que oponen los materiales a dejarse penetrar por otros mas duros.

Reaccion o resistencia elestica de un material al chocar cotra un cuerpo duro.

Ensayos de mohs Ensayos de martens Ensayos a la lima

Metodo Brinell Metodo Vickers Metodo Rockwell

20

Metodo de impacto (poldi). metodo de retroceso (shore)

8.1.2. ¿Qué es un ensayo de tracción? El ensayo de tracción es uno de los más importantes para determinar las propiedades mecánicas de los materiales. El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilíndrica o prismática de dimensiones normalizadas (estándar) a un esfuerzo de tracción continuo (tendencia a estirar el material). Esta pieza se llama probeta. Consideremos una probeta de longitud lo y una sección Ao sometida a una fuerza F norma de tracción (perpendicular a la sección de la probeta). Se define esfuerzo o tensión (σ) como la fuerza aplicada a la probeta por unidad de sección transversal Ao. σ=

F A0

Sus unidades en el Sistema Internacional son

N 2 m

= pascal

Supongamos que durante el ensayo la varilla se alargó una longitud l

∆ l=l−l 0 Siendo l = longitud final de la probeta y

l0

= longitud inicial de la probeta.

Definimos deformación o alargamiento unitario (ε) de la probeta como el cociente entre el cambio de longitud o alargamiento experimentado y su longitud inicial. ε=

l−l 0 ∆l = l0 l0

21

No tiene unidades. A veces se utiliza el porcentaje de alargamiento. % deformación =

ε ( )=

∆l ∗100 lo

8.1.2 Ensayo charpy Los ensayos dinámicos son realizados para valorar la capacidad de resistencia de los materiales metálicos a las cargas de impacto y determinar la tendencia a la destrucción frágil. Entre los ensayos de esta índole los más conocidos y estandarizados son los de impacto a flexión con muestra ranurada. La velocidad de deformación en el caso de los ensayos dinámicos supera en varios órdenes a la velocidad de deformación de los ensayos estáticos. 8.1.4 Ensayos de compresión El ensayo de compresión se realiza para determinar las propiedades de un material frente a una solicitación axial negativa. Solicitación que pretende comprimir la probeta de ensayo El fin del ensayo de compresión puede ser determinar las propiedades de un material o el comportamiento de un componente o sistema completo frente a una solicitación externa. Determinación de las propiedades del material: ejemplo: norma EN 196-1 resistencia mecánica de cementos y morteros. Se busca obtener valores “absolutos” de resistencia del cemento, de forma que se puedan clasificar y comparar. En esta normativa se describe todo el proceso de ensayo de forma que su preparación, curado y proporción de componentes no pongan en compromiso la comparación de resultados entre diferentes fábricas y países.

22

Las probetas se preparan mediante la mezcla controlada del cemento, junto con los áridos y el agua en composición, cantidades y con un procedimiento muy detallado. Las propiedades mecánicas del cemento determinadas en el ensayo de compresión según EN 196-1 dependen directamente del proceso de preparación de probeta, su curación y por supuesto de la máquina de ensayo y el procedimiento de ensayo de compresión. Comportamiento del elemento a ensayar: en este caso, el objetivo está orientado principalmente a la determinación de los límites de trabajo del elemento en cuestión:

fuerza

máxima,

deformación

a

rotura,

inicio

de

grieta,

etc.

Estos valores permitirán verificar que los diseños realizados teóricamente se corresponden con los valores empíricos obtenidos en una simulación real de trabajo. Para que el ensayo se realice de forma precisa y repetitiva, se necesita una máquina de ensayo que garantice que tanto las mediciones como el control, como su comportamiento son por lo menos como lo requiere la norma. Por último, es necesario disponer de un software de ensayo de materiales capaz de permitir al usuario configurar el ensayo, realizar los cálculos acorde a la normativa en cuestión, representar gráficas y analizar valores. 8.1.5 ENSAYO DE COMPRESION La torsión en sí se refiere a un desplazamiento circular de una determinada sección transversal de un elemento cuando se aplica sobre éste un momento torsor o una fuerza que produce un momento torsor alrededor del eje. La torsión se puede medir observando la deformación que produce en un objeto determinado. Por ejemplo, se fija un objeto cilíndrico de longitud determinada por un extremo, y se aplica un par de fuerzas al otro extremo; la cantidad de vueltas que dé un extremo con respecto al otro es una medida de torsión. Lo materiales empleados en ingeniería para elaborar elementos de máquinas rotatorias, como 23

los cigüeñales y arboles motores; deben resistir las tensiones de torsión que les aplican las cargas que mueven. El ensayo de torsión consiste en aplicar un par torsor a una probeta por medio de un dispositivo de carga y medir el ángulo de torsión resultante en el extremo de la probeta. Este ensayo se realiza en el rango de comportamiento linealmente elástico del material. Una barra sujeta en un extremo y sometida en el otro a un par T (=Fd) aplicado en un plano perpendicular al eje. Se dice que esa barra está sometida a torsión. El ensayo de torsión es un mecanismo en que se deforma una muestra aplicándole un par torsor. La deformación plástica alcanzable con este tipo de ensayos es mucho mayor que en los de tracción (estricción) o en los de compresión (abarrilamiento, aumento de sección). Los efectos de la aplicación de una carga de torsión a una barra son: Producir un desplazamiento angular de la sección de un extremo respecto al otro y originar tensiones cortantes en cualquier sección de la barra perpendicular a su eje. 8.1.6 ASTM E-8-03, Estándares Para Ensayo de Tracción de Materiales Metálicos Enfoque *1.1 Estos métodos de prueba cubren la prueba de tensión de materiales metálicos en cualquier forma a temperatura ambiente, específicamente, los métodos de determinación de la resistencia a la fluencia, rendimiento del punto alargamiento, resistencia a la tracción, elongación y la reducción del área. NOTA 1- Un complemento métrico completo para los métodos de prueba E 8 ha sido-desarrollado, por lo tanto, no hay equivalentes métricos presentados en dichos métodos. Al Comité E28 se le concedió una excepción en 1997por el Comité de Normas para mantener E8 y E8M como acompañante por separado de las normas en lugar de combinar las normas según lo recomendado por el Manual de Estilo y forma. NOTA 2- Las longitudes del calibre en dichos métodos se requiere quesean 4D para la mayoría de las muestras de esta prueba Los especímenes de este ensayo están hechos de ―metalurgia de polvos ‖, Los materiales (P/M) están exentos de este requisito, este es un acuerdo para mantener la tensión del material para un área proyectada y una densidad específica. NOTA 3- Las excepciones a las disposiciones de estos métodos

24

deprueba pueden necesitar ser hechas con las especificaciones individuales o métodos de prueba para un material en particular. Para ejemplos, vea Métodos de Ensayo y Definiciones A 370 y B 557 los métodos de prueba.

8.1.7 ASTM E 18-05 Estándares Para Ensayos de Dureza Rockwell de Materiales Metálicos El estándar ASTM E 18-79 especifica un tiempo de aplicación de la carga principal de no más de 2 s, luego del detenimiento de la palanca de aplicación, además advierte lo siguiente: en el caso de ensayarse materiales que presenten pequeño flujo plástico o no lo presenten luego de la aplicación total de la carga, la palanca debe ser retornada inmediatamente para retirar la carga principal; en el caso de flujo plástico considerable, lo que se manifiesta en el movimiento del puntero del indicador luego del detenimiento de la palanca de aplicación de la carga, ésta debe ser retornada luego de 2 s de aplicada la fuerza (detenimiento de la palanca). El estándar DIN 50 103, por el cual se rige el manual de operación de la máquina de nuestro laboratorio, aconseja retirar la carga 10 s después del detenimiento de la palanca, si el material ensayado es muy blando debe esperarse aún más. El estándar GOST 9013-59 pide mantener la carga entre 4 y 8 s, luego de establecerse el valor nominal de la misma. En nuestro laboratorio nos atendremos al estándar ASTM, de todos modos, cuando se apliquen las cargas por un tiempo mayor a los 2 s, este hecho será consignado en el informe. 8.1.8 ASTM E-23-12, Estándares Para Ensayo de pruebas de impacto de Materiales Metálicos

25

La normativa ASTM E23 describe las pruebas de impacto de probetas metálicas entalladas. La norma hace referencia tanto a Charpy como a Izod y describe los métodos de ensayo para medir la energía absorbida por el espécimen roto. Aquí vamos a ver ensayos Charpy en muestras de tamaño pequeño. Un ensayo Charpy requiere que la muestra de metal entallada esté soportada por ambos extremos (de manera horizontal) y se rompa por el impacto del martillo en la parte contraria a la entalla. El diagrama (abajo a la derecha) la colocación de la muestra para el ensayo Charpy.

26

8.2GRAFICAS 8.2.1 GRAFICA CARGA VS ALARGAMIENTO DEL ACERO

8.2.3 GRAFICA CARGA VS ALARGAMIENTO DEL LATON

27

8.2.3 GRAFICA CARGA VS ALARGAMIENTO DEL ALUMINIO

28