UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERA CIENCIAS FSICAS Y MATEMTICAESCUELA DE INGENIERA CIVIL

ENSAYO DE MATERIALES I

VARIACIN DE LA PROPIEDADES MECNICAS DEL ACEROINFORME #9

LOVATO VERDESOTO ANGELA JOHANAOCAPANA PULLUTAXI JENNIFER VANESSA VILLA LEMA CRISTIAN DAVID

SEMESTRE: TERCEROPARALELO: TERCERO

FECHA DE REALIZACIN DE LA PRCTICA: MIERCOLES 9 DE JULIO DEL 2014

FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: MIERCOLES 16 DE JULIO DEL 2014

MIERCOLES DE 16H00 A 18H00INTRODUCCIN

ElACERO,como material indispensable de refuerzo en las construcciones, es una aleacin de hierro y carbono, en proporcionesvariables, y pueden llegar hasta el 2% de carbono, con el fin de mejorar algunas de sus propiedades, puede contener tambin otros elementos. Una de sus caractersticas es admitir el temple, con lo que aumenta su dureza y su flexibilidad.En las dcadas recientes, los ingenieros y arquitectos han estado pidiendo continuamente aceros cada vez ms sofisticados, con propiedades de resistencia a lacorrosin, aceros ms soldables y otros requisitos.La investigacinllevada a cabo por laindustriadel acero durante este periodo ha conducido a la obtencin de variosgruposde nuevos aceros que satisfacen muchos de los requisitos y existe ahora una amplia variedad cubierta gracias a lasnormasy especificaciones actuales.Las propiedades fsicas de los aceros y sucomportamientoa distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad decarbonoy de sudistribucin. Antes del tratamiento trmico, la mayora de los aceros son una mezcla de tres sustancias, Ferrita, Perlita y Cementita. LaFerrita, blanda y dctil, eshierrocon pequeas cantidades de carbono y otros elementos en disolucin. LaCementita, es un compuesto de hierro con el 7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. LaPerlitaes una mezcla de ferrita y cementita, con una composicin especfica y unaestructuracaracterstica, sus propiedades fsicas con intermedias entre las de sus dos componentes.

PROPIEDADES MECNICAS DE LOS ACEROS: Resistencia:es la oposicin al cambio de forma y a la fuerzas externas que pueden presentarse como cargas son traccin, compresin, cizalle, flexin y torsin. Elasticidad: corresponde a lacapacidadde un cuerpo para recobrar su forma al dejar de actuar la fuerza que lo ha deformado. Plasticidad:esla capacidadde deformacin de un metal sin que llegue a romperse si la deformacin se produce por alargamiento se llama ductilidad y por compresin maleabilidad.

Fragilidad:es la propiedad que expresa falta de plasticidad y por lo tanto tenacidad los metales frgiles se rompen en el lmite elstico su rotura se produce cuando sobrepasa la carga del lmite elstico. Tenacidad: se define como la resistencia a la rotura por esfuerzos que deforman el metal; por lo tanto un metal es tenaz si posee ciertacapacidad de dilatacin. Dureza:Es la propiedad que expresa el grado de deformacin permanente que sufre un metal bajo la accin directa de una fuerza determinada, existen dos tipos de dureza como son la fsica y tcnica. Ductilidad: es la capacidad que tienen los materiales para sufrir deformaciones a traccin relativamente alta, hasta llegar al punto de fractura. Resiliencia: Es la capacidad que presentan los materiales para absorber energa por unidad de volumen en la zona elstica.Aunque es difcil establecer las propiedades fsicas y mecnicas del acero debido a que estas varan con los ajustes en su composicin y los diversos tratamientos trmicos o a los mtodos de endurecimiento por acritud, con los que pueden conseguirse aceros con combinaciones de caractersticas adecuadas para infinidad de aplicaciones, se pueden citar algunas caractersticas genricas: Densidad Media: 7850 kg/m3 Comportamiento respecto a la Temperatura: se puede contraer, dilatar o fundir. Punto de Fusin: depende del tipo de aleacin, pero al ser su componente principal el hierro ste anda alrededor de los 1510 C. Sin embargo los aceros aleados presentan frecuentemente temperaturas de fusin de alrededor de 1375 C. Punto de Ebullicin: alrededor de los 3000 C. Es muy tenaz Es Dctil: esta propiedad permite obtener alambres Es Maleable: es posible deformarlo hasta obtener lminas Es fcil de mecanizar: para un posterior tratamiento trmico Fcilmente soldable Dureza variable segn el tipo de elementos de aleacin Templable o endurecible por tratamientos trmicos. La Corrosin: es la mayor desventaja de los aceros, ya que el acero se oxida con suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidacin hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo mediante tratamientos superficiales diversos. Adems de con elementos de aleacin, prueba de ello son los aceros inoxidables.

Bibliografa: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:nYDcydsZw0gJ:campus.ort.edu.ar/descargar/articulos/80722/+&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=ec http://www.buenastareas.com/ensayos/Propiedades-Mec%C3%A1nicas-Del-Acero/7413915.html http://www.monografias.com/trabajos82/acero/acero.shtml

OBJETIVOS GENERALES: Observar el comportamiento de las probetas de acero, sometidas a diferentes temperaturas, despus de haber sido ensayadas.

Reconocer las modificaciones de las propiedades mecnicas presentes en las probetas de acero.OBJETIVOS ESPECFICOS: Determinar el rea, esfuerzos, deformacin especfica, elongacin, y estriccin de las probetas de acero sometidas esfuerzos de traccin.

Determinar cmo acta el acero despus de haber sido sometido a altas y bajas temperaturas.

Saber reconocer en el grfico las diferentes propiedades mecnicas propias del acero.

EQUIPO:

Calibrador

Maquina Universal de 30 Ton

Deformmetro Lineal .

Comps de porcentaje

Termmetro

Soplete a gas

MATERIALES: Probetas: Acero laminado al calor

3 Probetas de acero:

LM = 50.00 mmDimetro inicial (probeta 1) = 10.00 mmDimetro inicial (probeta 2) = 9.80 mmDimetro inicial (probeta 3) = 10.10 mm

Dimetro final (probeta 1) = 6.10 mmDimetro final (probeta 2) = 6.30 mmDimetro final (probeta 3) = 6.00 mm

Hielo seco

Acetona

PROCEDIMIENTO:1. Con la ayuda del calibrador se procede a medir las dimensiones del dimetro de las probetas.

2. A continuacin se procede a calentar la segunda probeta para posteriormente realizar en ensayo a temperatura templada.

3. Conjuntamente se colocar la tercera probeta en la mescla de hielo seco y acetona, a continuacin se realizar el ensayo de enfriamiento brusco.

4. Se procede a colocar la primera probeta en la maquina universal para ser sometida al ensayo de traccin, as como las dos probetas restantes.

5. Colocar el Dial de Deformaciones, en los tres ensayos, de manera que permita observar las lecturas obtenidas al aplicar los esfuerzos.

6. Registrar los valores de las deformaciones, cargas y descargas realizadas en las probetas en tablas.

7. Con los valores, obtener grficos para el clculo de las propiedades mecnicas respectivas.

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TABLAS Y DATOS:

TABLA N 1: TRACCIN EN ACERO (TEMPERATURA AMBIENTE)

NCARGACARGADEFORMACINREAESFUERZODEF. ESPECIFICA

PPA

(kg)(N)(mm X 10-2)(%)(mm2 )(Mpa)(mm/mm ) x 10-2

100078.540.000.00

25004900178.5462.390.02

310009800278.54124.780.04

4150014700378.54187.170.06

5200019600478.54249.550.08

6250024500578.54311.940.10

72630257742578.54328.160.50

82650259705078.54330.661.00

92630257747578.54328.161.50

1026702616610078.54333.162.00

1127802724412578.54346.882.50

1228502793015078.54355.623.00

1327602704817578.54344.393.50

1429602900820078.54369.344.00

1530102949822578.54375.584.50

1631003038025078.54386.815.00

1731703106627578.54395.545.50

1832203155630078.54401.786.00

1932703204632578.54408.026.50

2033703302635078.54420.507.00

2134003332037578.54424.247.50

2234203351640078.54426.748.00

2334503381042578.54430.488.50

2434703400645078.54432.989.00

2534903420247578.54435.479.50

2635103439850078.54437.9710.00

2735303459452578.54440.4610.50

2835403469255078.54441.7111.00

2935603488857578.54444.2111.50

3035703498660078.54445.4612.00

3135903518262578.54447.9512.50

3236003528065078.54449.2013.00

3337003626078.54461.68

3424402391220004078.54304.4640.00

TABLA N 2: TRACCIN EN ACERO (TEMPERATURA TEMPLADA)NCARGACARGADEFORMACINREAESFUERZODEF. ESPECIFICA

PPA

(kg)(N)(mm X 10-2)%(mm2 )(Mpa)(mm/mm ) x 10-2

100080.120.000.00

25004900280.1261.160.04

310009800380.12122.320.06

4150014700480.12183.480.08

5200019600680.12244.640.12

6250024500780.12305.800.14

72700264602580.12330.260.50

82660260685080.12325.371.00

92660260687580.12325.371.50

1026502597010080.12324.142.00

1127202665612580.12332.712.50

1226002548015080.12318.033.00

1327802724417580.12340.053.50

1428802822420080.12352.284.00

1530002940022580.12366.964.50

1630803018425080.12376.745.00

1731403077227580.12384.085.50

1832003136030080.12391.426.00

1932603194832580.12398.766.50

2033003234035080.12403.657.00

2133603292837580.12410.997.50

2233903322240080.12414.668.00

2334203351642580.12418.338.50

2434603390845080.12423.229.00

2534703400647580.12424.459.50

2635003430050080.12428.1210.00

2735003430052580.12428.1210.50

2835103439855080.12429.3411.00

2935303459457580.12431.7911.50

3035503479060080.12434.2312.00

3135603488862580.12435.4612.50

3235803508465080.12437.9013.00

3335903518267580.12439.1213.50

3437203645680.12455.03

3523902342220004080.12292.3440.00

TABLA N 3: TRACCIN EN ACERO (TEMPERATURA CON ENFRIAMIENTO BRUSCO)NCARGACARGADEFORMACIONAREAESFUERZODEF. ESPECIFICA

PPA

(kg)(N)(mm X 10-2)%(mm2 )(Mpa)(mm/mm ) x 10-4

100075.430.000.00

25004900175.4364.960.02

310009800375.43129.920.06

4150014700575.43194.880.10

5200019600675.43259.840.12

6250024500875.43324.810.16

72720266562575.43353.390.50

82580252845075.43335.201.00

92590253827575.43336.501.50

1025702518610075.43333.902.00

1126002548012575.43337.802.50

1226502597015075.43344.293.00

1328302773417575.43367.683.50

1429502891020075.43383.274.00

1530302969422575.43393.664.50

1630903028225075.43401.465.00

1731503087027575.43409.265.50

1832003136030075.43415.756.00

1932503185032575.43422.256.50

2032803214435075.43426.157.00

2133303263437575.43432.647.50

2233603292840075.43436.548.00

2333803312442575.43439.148.50

2434103341845075.43443.049.00

2534303361447575.43445.639.50

2634503381050075.43448.2310.00

2734703400652575.43450.8310.50

2835003430055075.43454.7311.00

2935103439857575.43456.0311.50

3035203449660075.43457.3312.00

3135403469262575.43459.9312.50

3235503479065075.43461.2213.00

3335703498667575.43463.8213.50

3435703498670075.43463.8214.00

3536603586875.43475.52

3625302479419003875.43328.7038.00

10

CLCULOS TPICOS: PROBETA DE ACERO A TEMPERATURA AMBIENTEDatos:LM = 50 mmDimetro final = 6.10 mmDimetro Real = 10.00 mm Carga (N)

rea (

Esfuerzo

Esfuerzo a la rotura

Esfuerzo mximo

Esfuerzo de fluencia

Esfuerzo elstico

Esfuerzo proporcional

Mdulo de elasticidad

Elongacin

Porcentaje de estriccin

COMPARACIN DE LAS PROPIEDADES MECNICAS DE LAS TRES PROBETAS DE ACERO LAMINADAS AL CALOR:

PROPIEDADES MECNICAS DE ENSAYO REALIZADO A TRACCIN EN ACERO LAMINADO AL CALOR

TEMPERATURAAMBIENTETEMPERATURA TEMPLADATEMPERATURAENFRIAMIENTO BRUSCO

En el caso de las tres probetas de acero, las grficas reflejan claramente que el acero a temperatura con enfriamiento brusco alcanza una mayor resistencia a la rotura (328.70 MPa), dado que soporta esfuerzos mayores a las otras dos probetas. Por otro la lado tambin vemos reflejado que la probeta ensayada despus de ser sometida a altas temperaturas, soporta menores esfuerzos (292.34 MPa) antes de fallar y por consiguiente su esfuerzo de fluencia es inferior (323.00 MPa).

As concluimos que el cambio de temperatura interno del material si actua en sus propiedades mecnicas.

CONCLUSIONES:

LOVATO VERDESOTO ANGELA JOHANA El acero laminado al caliente y sometido a temperaturas altas tiene mayor resistencia y ms fragilidad, porque tiene una menor capacidad al deformarse y esta soporta mayores esfuerzos.

El acero es como material adquiere mayor rigidez en presencia de temperaturas elevadas como fue el ensayo realizado con hielo seco y acetona.

Tambin se puede observar que el lmite de proporcionalidad va aumentando pero la fluencia se pierde cuando este sobrepasa su lmite.

OCAPANA PULLUTAXI JENNIFER VANESSA Determinamos que el lmite de fluencia disminuyo gradualmente en comparacin a ensayos de tencin anteriores debido a que en temperaturas superiores a los 93C el acero se comporta como un lquido viscoso

Concluimos que en el proceso de calentamiento y enfriamiento del acero en ese orden ocasiona por ejemplo una diminucin de cristalizacin de material lo que provocara un aumento de la tenacidad en el mismo y es por ese motivo que no observamos la falla del material ya que es muy explosiva.

Determinamos que la ductilidad en los metales estructurales como es el caso puede llegar a reducirse debido a que la fragilidad aumenta en funcin de que tan rpido se enfra el material despus de haber sido calentado en un proceso de endurecimiento.

VILLA LEMA CRISTIAN DAVID

El cambio de temperatura en el acero como material influye consecuentemente en las propiedades mecnicas del mismo, pues dependiendo si las temperaturas son altas o bajas estas varan favorable o desfavorablemente.

De las grfica obtenida a partir del ensayo realizado, concluimos que el acero sometido a temperaturas bajas soporta esfuerzos mayores a la de los otras dos probetas ensayadas

El material despus de pasar la zona elstica entra a una zona de ahorcamiento en la que este empieza a adquirir rigidez como oposicin a los esfuerzos, por lo que su falla es ms brusca.

RECOMENDACIONES:LOVATO VERDESOTO ANGELA JOHANA No olvidarse de medir las respectivas dimensiones de cada material.

Estar en forma ordenada y en silencio para poder escuchar las respectivas cargas y deformaciones que se van produciendo durante el ensayo.

Estar muy atentos en el proceso de enfriamiento brusco.

Tener mucho cuidado en el momento del ensayo porque hay algunos materiales que puedan reaccionar en forma brusca.

OCAPANA PULLUTAXI JENNIFER VANESSA Se recomienda manipular a la maquina universal con el mayor cuidado posibles, pues al momento de fallar la varilla esta puede causar lesiones debido a la energa que desprende.

Tener especial cuidado con el soplete, dado que un mal uso de este puede generar daos.

Se aconseja dar las lecturas en voz alta, dado que es poco apreciable al final de las filas.

VILLA LEMA CRISTIAN DAVID Seguir haciendo la practica como fue la de laminado al frio donde los estudiantes aprendieron a usar la mquina y los instrumentos necesarios como el deformmetro aun que esta prctica no fue el caso.

Hacer los ensayos con otros materiales no ferrosos como el plomo que tambin es bastante usado en el campo de la construccinBIBLIOGRAFIA: Prcticas de Laboratorio sobre Resistencias de Materiales de AFANASIEV, A.M; MARIEN, V.A TROXELL, DAVIS, WISKOCIL; Ensayo e inspeccin de los materiales de Ingeniera http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_civil/madera/default8.asp Metalurgia para ingenieros ; Guy, Albert Tesis; Ayo Quishpe;

ANEXOS:Antes del Ensayo

Durante el ensayo

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ACERO A TEMPERATURA TEMPLADAACERO A TEMPERATURA ENFIAMIENTO BRUSCO

AMBIENTE TEMPLADO ENFRIAMIENTO BRUSCOFALLA: El ensayo nos permitido determinar que el tipo de falla es en forma de cono crter en las tres probetas

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