LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DE MATERIALES AVANZADO

ENSAYO DE TRACCIÓN

LABORATORIO N° 01

INFORME

Integrantes del Grupo:

Trujillo Isarra Isaías Efraín Huamán Chicnes Luis Arturo Travezaño Jaco Josef Medrano Cardenas Juan Michel Orihuela Pérez Gerson

Sección:

C12-3-D

Fecha de realización: 10 de agosto

Fecha de entrega:

Profesora:

Chevarria Moscoso, Margarita

2015-II

IntroducciónEl presente laboratorio sobre ensayos de tracción tiene el objetivo de determinar aspectos importantes de la resistencia y alargamiento de materiales, que pueden servir para el control de calidad, las especificaciones de los materiales y el cálculo de piezas sometidas a esfuerzos.

Uno de los ensayos mecánicos tensión-deformación más común es el realizado a tracción. El ensayo de tracción puede ser utilizado para determinar varias propiedades de los materiales. Normalmente se deforma una probeta hasta rotura, con una carga de tracción que aumenta gradualmente y que es aplicada lo largo del eje de la probeta. Los ensayos de tracción se realizan en materiales metálicos (aluminio y probeta de acero).

Existen diferentes normas para realizar el ensayo de tracción, DIN 53455, ISO/DP 527, ASTM 638.

Objetivos Analizar el comportamiento de los materiales sometidos a

esfuerzos de tracción. Realizar la prueba de tracción e interpretar los resultados

obtenidos. Evaluar en el grafico obtenido el esfuerzo vs deformación;

reconocer los valores obtenidos. Realizar cada trabajo con las normas de seguridad.

Fundamentos teóricos

ENSAYO DE DUREZA

La dureza da una medida de la resistencia de un material a la deformación plástica localizada. Los primeros ensayos de dureza se basaban en el comportamiento de los minerales junto con una escala construida según la capacidad de un material para rayar a otro más blando.

DUREZA BRINELL

Consiste en comprimir sobre la superficie del material a ensayar una

bolilla de acero muy duro durante un cierto tiempo (t) produciendo una

impresión con forma a casquete esférico.

Constante de ensayo: la resistencia de penetración varia con la solicitación y el penetrador => la dureza estará en función de la carga de ensayo y el diámetro de la bolilla.

Respecto a las cargas, tienen que ser proporcionales al cuadrado del diámetro, para que las huellas obtenidas sean semejantes,y los resultados, comparables.Es decir que P = K x DEl coeficiente K empleado depende de la clase de material, siendo mayor para los materiales duro y menor para los materiales blandos

DUREZA VICKERS

Otras técnicas de ensayo es de micro dureza Vickers (también a veces denominado pirámide de diamante). Este método es muy difundido ya que permite medir dureza en prácticamente todos los materiales metálicos independientemente del estado en que se encuentren y de su espesor. En este tipo de ensayo, un penetrador de diamante muy pequeño y de geometría piramidal cuadrada de diamante con ángulo 136º, es forzado en la superficie de la muestra. Las cargas aplicadas, mucho menores que en las técnicas Brinell y Rockwell. La marca resultante se observa al microscopio y se mide la longitud de las diagonales de la huella generada; esta medida es entonces convertida en un número de dureza mediante cálculos matemáticos.

DUREZA ROCKWELL

El ensayo de dureza Rockwell constituye el método más usado para medir la dureza debido a que es muy simple de llevar acabo y no requiere conocimientos especiales. Se pueden utilizar diferentes escalas que provienen de la utilización de distintas combinaciones de penetradores y cargas, lo cual permite ensayar virtualmente cualquier metal o aleación desde el más duro al más blando. Los penetradores son bolas esféricas de acero endurecido que tienen diámetros de 1/16,1/8, 1/4 y 1/2 pulg., y un penetrador cónico de diamante, el cual se utiliza para los materiales más duros. En el ensayo de Rockwell, la carga menor es de 10 kg, mientras las cargas mayores son 60, 100 y 150 kg.

Procedimiento

PROCEDIMIENTO:

a. En primer lugar, se procede a reunir los datos de la probeta a ensayar como: longitud inicial, diámetro inicial y área inicial.

Lo=5Do

ACERO

Lo=5(7.5)

Lo=37.5mm

ALUMINIO

Lo=5(7.96)

Lo=39.8mm

ACERO2

Lo=5(7.4)

Lo=37mm

Ao=π(Do2)/4

Acero

Ao=pi(7.5^2)/4

Ao=44.17mm2

Aluminio

Ao=pi(7.96^2)/4

Ao=49.76mm2

Acero2

Ao=pi(7.4^2)/4

Ao=43.008mm2

b. En segundo lugar, se procede a realizar la prueba de tracción, donde se hallará el diámetro final, longitud final, área final y resistencia a la tracción máxima.

Acero

Lf=48mm

Df=4.5mm

Af = 15.90mm2

σF=536.97Mpa

σF=370Mpa

Aluminio

Lf=43.73mm

Df=4.63mm

Af = 16.83mm2

σmax=224.02Mpa

σF=105Mpa

Acero2

Lf=49.7mm

Df=4.93mm

Af = 19.08mm2

σmax=563.17Mpa

σF=450Mpa

c. Finalmente, con los datos anteriores se procederá hallar la fuerza de restricción, fuerza de fluencia, % de irreductibilidad

σmax=FmaxAo

σF=FfluenciaAo

% =[(Lf-Lo)/Lo]X100∈

% =[(Ao-Af)/AO]X100∅

Acero

Fmax= Ao ( σmax )

Fmax= 44.19 (536.97)

Fmax=23.73kN

Fluencia= Ao (σF)

Ff=44.17 (370)

Ff=16.34kpa

% =[(Lf-Lo)/Lo]X100∈

% =[(48-37.5)/37.5]X100∈

% =28∈

% =[(Ao-Af)/Ao]X100∅

% =[(44.17-15.9)/44.17]X100∅

% =64∅

ALUMINIO

Fmax= Ao ( σmax )

Fmax= 49.76 (224.02)

Fmax=11.15kN

Ffluencia= Ao (σF)

Ff=49.76 (105)

Ff=5.22kpa

% =[(Lf-Lo)/Lo]X100∈

% =[(43.73-39.8)/39.8]X100∈

% =9.87∈

% =[(Ao-Af)/Ao]X100∅

% =[(49.76-16.83)/49.76]X100∅

% =66.17∅

Acero2

Fmax= Ao ( σmax )

Fmax= 43.008 (563.17)

Fmax=24.22kN

Ffluencia= Ao (σF)

Ff=43.008 (450)

Ff=19.35kpa

% =[(Lf-Lo)/Lo]X100∈

% =[(49.7-37)/37]X100∈

% =34.32∈

% =[(Ao-Af)/Ao]X100∅

% =[(43.008-19.08)/43.008]X100∅

% =55.63∅

TABLA DE RESULTADOS:

ACERO ALUMINIO ACERO2Do 7.5mm 7.96mm 7.4mmDf 4.5mm 4.63mm 4.93mmLo 37.5mm 39.8mm 37mmLf 48mm 43.73mm 49.7mmAo 44.17mm2 49.76mm2 43.008mm2Af 15.9mm2 16.83mm2 19.08mm2σmax 536.97Mpa 224.02Mpa 563.17MpaσF 370Mpa 105Mpa 450MpaFmax 23.73KN 11.15KN 24.22KNFf 16.34kpa 5.22kpa 19.35kpa%∈ 28% 9.87% 34.32%%∅ 64% 66.17% 55.63%

RESULTADOS

HOJA DE TRABAJO N° 1 EQUIPO EQUO-TIPOBSERVACIONES

MATERIALES HB HV HRB HRCSAE 1020 171 174 86.8 ……………SAE 1045 192 199 92.3 ………….

LATON 65 …….. 27.4 …………COBRE 58 …….. ……… ……………..

ALUMINIO 120 108 60.6 …………..Acero inox. 179 185 89.7 ………....

HOJA DE TRABAJO N° 2 DUROMETRO UNIVERSAL ZWICK/ ROELLMATERIALES HV HB HRB HRC

SAE 1020 192 199 86.8 …………SAE 1045 179 185 89.7 …………

LATON 65 ………. 27.4 …………COBRE 58 ……….. ………… ………

ALUMINIO 30 18 10 ………….ACERO

INOXIDABLE179 185 92.3 ………….

I. CONCLUSIONES:

Se determinó las propiedades de los materiales haciendo una prueba de resistencia con diferentes tipos de inventadores según la muestra (acero cobre aluminio).

Se llegó a ejecutar el ensayo de tracción, obteniendo los siguientes resultados para cada tipo de material. Analizando la gráfica que se obtuvo en la computadora el aluminio es frágil, acero tenaz y polímero dúctil.

II. BIBLIOGRAFÍA;

M. F. ASHBY(2008).MATERIALES PARA INGENIERIA 1(Volumen i).Barcelona, España: Reverté.

RUSSELL CHARLES HIBBELER (2006).MECANICA DE MATERIALES. México D.F., México: Pearson.

Ciencia e Ingeniería de los Materiales” D. R. ASKELAND, Editorial Paraninfo- Thomson Liaoning, (2001). 620 ASK cie.

-Ciencia e Ingeniería de los Materiales: estructura y propiedades J. A. Pero- Sanz Elorz, Editorial: Dossat 2000, (2000).

-Ciencia de Materiales: Aplicaciones en ingeniería J. Newell, Editorial: Alfaomega 2009, (2011).

TEST DE COMPROBACIÓN

1. ¿Qué es la máxima resistencia a la tracción?

Llamado también estricción; es el punto máximo donde la probeta alcanza su resistencia máxima y está dada por la siguiente ecuación: σ máx=Fmáx /A ° .

1. ¿Qué es la fluencia?

Llamado también esfuerzo de fluencia; es el aumento de deformación plástica que sufre el material sin aumento de esfuerzos, en mayoría de casos reemplaza al límite elástico y se dice que el primer pico en formarse marca el esfuerzo de fluencia.

2. ¿Algunos de los materiales ensayados presento fractura frágil?

No presento ninguno de los materiales ensayados fractura frágil, al contario presentaron una fractura dúctil ya que presentaron deformación antes de romperse y una apariencia fibrosa.

3. ¿Qué aspecto presenta la fractura en un material dúctil?

Presenta una propagación lenta, gran deformación antes de romperse y apariencia fibrosa.

4. ¿Cómo se determina el módulo de Elasticidad?

Se obtiene directamente de la curva de tensión – deformación y es determinado por el cociente entre la tensión convencional y la deformación convencional, y está dada por la siguiente ecuación: E = σ /ε .

5. ¿Por qué en el ensayo de tracción se rompe una probeta con una carga inferior a la máxima soportada, según el diagrama Esfuerzo – Deformación?

Se debe al poco porcentaje de tenacidad del material ensayado y también a la baja ductilidad del mismo.

6. ¿Qué indica el hecho de que un material tenga un porcentaje de estricción alto?

Que el material tiene mayor tenacidad y también ductilidad; y eso hará que pueda absorber energía en el campo plástico.