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UNIVERSIDAD INTERNACIONAL SEK
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA
INFORME DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES
Título de informe:
Ensayo de tracción en metales
Realizado por:
KEVIN GUZMÁN C.
Profesor:
ING. PAOLO SALAZAR
Semestre académico:
MARZO 2013 – JULIO 2013
QUITO, 6 DE MAYO DEL 2013
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INDICE
1. OBJETIVOS.................................................................................................................................3
1.1 OBJETIVO GENERAL.......................................................................................................3
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS...............................................................................................3
2. GENERALIDADES.....................................................................................................................3
3. MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR......................................................................................5
4. PROCEDIMIENTO.....................................................................................................................5
5. ACTIVIDADES A REALIZAR..................................................................................................6
5.1 Clases de fracturas en materiales metálicos sometidos a tracción.(Realice gráficas)..........6
5.2 Características del diagrama esfuerzo deformación para materiales frágiles. (Realice la gráfica). Compare con el diagrama para materiales dúctiles............................................................7
5.3 ¿Influye la velocidad de aplicación de la carga en los ensayos? Explique..........................7
5.4 ¿Influye la temperatura en los resultados de las pruebas de tracción? Explique................8
5.5 Calcule la resistencia a la tensión de cada uno de los materiales ensayados. Analice y compare............................................................................................................................................8
5.6 Calcule la ductilidad de cada uno de los materiales ensayados. Analice y compare...........9
5.7 Calcule el módulo de elasticidad a cada uno de los materiales ensayados. Analice y compare............................................................................................................................................9
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.........................................................................12
6.1 Conclusiones......................................................................................................................12
6.2 Recomendaciones...............................................................................................................12
7. BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................12
Tabla 1 Medidas de las probetas........................................................................................................10Tabla 2 Cálculos de datos de probeta plana.......................................................................................10Tabla 3 Cálculo de datos de probeta cilíndrica..................................................................................11
Figura 1 Máquina de ensayos universales............................................................................................4Figura 2 Tipos de Probetas...................................................................................................................4Figura 3 Diseño de Probetas.................................................................................................................5Figura 4 Gráfica de fractura frágil y dúctil de un material...................................................................6Figura 5 Gráfica de fractura Creep de un material...............................................................................7Figura 6 Gráfica de materiales frágiles y dúctiles................................................................................7Figura 7 Gráfica esfuerzo-deformación probeta cilíndrica..................................................................8Figura 8 Gráfica de esfuerzo-deformación de la probeta plana...........................................................9
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1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
Observar la resistencia a la tracción que posee un metal, mediante el uso de la máquina de
ensayos universales para determinar cuanta fuerza puede resistir la probeta utilizada.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
a. Utilizar de una manera correcta la máquina de ensayos universales.
b. Observar la gráfica de esfuerzo-deformación.
c. Analizar el tipo de gráfica que se va a obtener.
d. Ver cuánto se deformaron las probetas.
e. Presentar un informe de buena calidad.
2. GENERALIDADES
En el siguiente informe se presentará el ensayo de tracción de un metal, es decir que a la
probeta con que se realizó el ensayo se la va a estirar mediante el uso de la máquina de
ensayos universales, con lo que se verá que tan resistente es la probeta a un esfuerzo de
tracción, y observar la fuerza que puede soportar a dicho esfuerzo.
La Máquina de ensayos universales es una máquina con la cual se puede realizar ensayos
de tracción o compresión, dependiendo de lo que se requiera. La presión requerida se la
logra gracias a unas placas accionadas por unos tornillos o en algunos de los casos por un
sistema hidráulico.
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Figura 1 Máquina de ensayos universales
En la presente práctica se realizará dos tipos de ensayos el primero con un tipo de probeta
cilíndrica, y luego con un tipo de probeta plana.
Las probetas utilizadas en el ensayo fueron llevadas previamente a un torno para que se las
realice con las especificaciones dadas, en el caso de esta práctica se utilizó una probeta de
un acero A-36.
Figura 2 Tipos de Probetas
Las probetas pueden ser hechas de formas diversas. En este caso se observa que la sección
transversal de la probeta es redonda y cuadrada o rectangular.
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Figura 3 Diseño de Probetas
3. MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR
El material y equipo a utilizar en el ensayo es:
- 1 probeta cilíndrica de acero.
- 1 probeta plana de acero.
- Máquina de ensayos universales.
- Software WinTest.
- Calibrador.
4. PROCEDIMIENTO
a. Se observó las normas a seguir en el laboratorio.
b. Se coloca en la probeta cilíndrica dos puntos de referencia en la parte del diámetro
menor, para poder observar la deformación que sufrió esta.
c. Con el calibrador tomar las diferentes medidas necesarias de las probetas.
d. Se colocó la probeta plana en la Máquina de ensayos universales.
e. Se debe de poner en cero todos los valores que aparecen en el programa Wintest.
f. Se realizó el ensayo a una velocidad baja para poder observar la deformación que
va sufriendo la probeta.
g. Se observa la gráfica que va teniendo a medida que la máquina va estirando la
probeta.
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h. A continuación cuando la probeta se va a fracturar se puede observar que la carga
que se le aplica va disminuyendo.
i. Entonces luego de eso se puede observar la probeta fracturada.
j. Se retira la probeta de la máquina de ensayos universales.
k. Se toman las nuevas medidas de los puntos colocados en la probeta, tratando de que
estén las partes fracturadas lo más pegadas posible.
l. Con el calibrador tomar las nuevas medidas obtenidas luego de hecha la práctica de
tracción.
m. Se realiza el procedimiento antes mencionado, pero ahora con la probeta plana, pero
ahora se colocan los puntos en la parte angosta de la probeta.
5. ACTIVIDADES A REALIZAR
5.1 Clases de fracturas en materiales metálicos sometidos a tracción.(Realice gráficas)
En los materiales metálicos las fracturas más comunes son:
- Fractura dúctil.
- Fractura frágil.
- Fractura por fatiga.
- Fractura por Creep.
- Fractura por el medio ambiente.
Figura 4 Gráfica de fractura frágil y dúctil de un material
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Figura 5 Gráfica de fractura Creep de un material
5.2 Características del diagrama esfuerzo deformación para materiales frágiles. (Realice
la gráfica). Compare con el diagrama para materiales dúctiles.
Figura 6 Gráfica de materiales frágiles y dúctiles
Como se puede observar la Figura 6, la resistencia a la tensión y el punto de ruptura tienen
un valor igual. Se puede decir que en muchos de los materiales frágiles es complicado
realizar el ensayo de tracción, ya que se presenta defectos de superficie.
A comparación de los materiales dúctiles que en el diagrama esfuerzo-deformación pasan
por un valor máximo, y este valor hallado es la resistencia del material al ensayo de
tracción. Y la fractura ocurre cuando el área ha disminuido debido a la carga que se le ha
puesto.
5.3 ¿Influye la velocidad de aplicación de la carga en los ensayos? Explique.
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Si influye. Ya que el ensayo de tracción del material si se trabaja en una velocidad lenta se
va a comparar de una manera distinta si es que se lo pone con una velocidad rápida, es decir
aquí va a variar la zona elástica e incluso el esfuerzo último.
5.4 ¿Influye la temperatura en los resultados de las pruebas de tracción? Explique.
Si influye. Ya que las propiedades del ensayo de tracción dependen de la temperatura. Se
observa que a temperaturas altas, el esfuerzo de cadencia, la resistencia a la tensión y el
módulo de elasticidad disminuyen, y la ductilidad aumenta.
5.5 Calcule la resistencia a la tensión de cada uno de los materiales ensayados. Analice
y compare.
Figura 7 Gráfica esfuerzo-deformación probeta cilíndrica
Fuerza máxima: 63,6 KN
Área: 118,63 mm2
Deformación: 536,12 MPa
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Figura 8 Gráfica de esfuerzo-deformación de la probeta plana
Fuerza máxima: 26,75 KN
Área: 31,96 mm2
Deformación: 837,11 MPa
Se puede observar que la probeta cilíndrica soporta mayor carga que la plana se debe al
área a que en la cilíndrica es mayor que la plana por lo que esta probeta va a demorar en
fracturarse que la plana.
5.6 Calcule la ductilidad de cada uno de los materiales ensayados. Analice y compare.
Probeta cilíndrica
% alargamiento: 11,94 mm
Probeta plana
% alargamiento: 27,17 mm
5.7 Calcule el módulo de elasticidad a cada uno de los materiales ensayados. Analice y
compare
E = 4490 MPa
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Tabla 1 Medidas de las probetas
MATERIAL L (mm
)
d (mm
)
LR
(mm)
LO
(mm)
dO
(mm)
df
(mm)
Lf
(mm)AREA
(mm2)
ACERO PROBETA CILINDRICA
154 18,65
18,62
66 12,29
7,59 73,88 118,63
ACERO PROBETA PLANA
70,95
5,81 31 31,10
5,50 3,28 39,95 31,96
Tabla 2 Cálculos de datos de probeta plana
Probeta planaFuerza Área Esfuerzo Longitud lo Elasticidad Deformación (KN) (mm) (MPa) (mm) Kg/mm2,80 31,96 87,55 31,1 21000 0,000135,60 31,96 175,06 31,1 21000 0,000268,39 31,96 262,61 31,1 21000 0,00039
11,19 31,96 350,16 31,1 21000 0,0005212,59 31,96 393,93 31,1 21000 0,0005813,99 31,96 437,70 31,1 21000 0,0006516,79 31,96 525,22 31,1 21000 0,0007819,58 31,96 612,77 31,1 21000 0,0009122,38 31,96 700,31 31,1 21000 0,0010425,18 31,96 787,86 31,1 21000 0,0011726,75 31,96 836,98 31,1 21000 0,0012422,38 31,96 700,31 31,1 21000 0,00104
10
deform
acion
0,000238
0,000475
0,000594
0,000832
0,001070
0,0009510.0000
0.2000
0.4000
0.6000
0.8000
0.08030.1605
0.24080.32100.36120.4013
0.48150.5618
0.64210.72230.7674
0.6421
Esfuerzo-Deformación
Esfuerzo-Deformación
Tabla 3 Cálculo de datos de probeta cilíndrica
Probeta cilíndricaFuerza Área Esfuerzo Longitud lo Elasticidad Deformación
(KN) (mm) (MPa) (mm) Kg/mm6,67 118,63 56,21 66 21000 0,00018
13,34 118,63 112,42 66 21000 0,0003520,00 118,63 168,63 66 21000 0,0005326,67 118,63 224,83 66 21000 0,0007133,34 118,63 281,04 66 21000 0,0008840,01 118,63 337,25 66 21000 0,0010646,68 118,63 393,46 66 21000 0,0012453,34 118,63 449,67 66 21000 0,0014160,01 118,63 505,88 66 21000 0,0015963,60 118,63 536,12 66 21000 0,0016840,01 118,63 337,25 66 21000 0,00106
deform
acion
0,000177
0,000353
0,000530
0,000707
0,000884
0,001060
0,001237
0,001414
0,001591
0,001686
0,0010600
0.10.20.30.40.50.6
00.056236822
1303871
0.112473644260774
0.168710466391161
0.224947288521548
0.281184110651936
0.337420932782323
0.39365775491271
0.449894577043097
0.5061313991734840.536392004
722949
0.337420932782323
Esfuerzo-Deformación
Esfuerzo-Deformación
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6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 Conclusiones
Se puede observar que si el material es más grueso la fractura del material va a tardar más
que una probeta que tenga un área más pequeña.
Además depende de la velocidad con que se realice la práctica y de la temperatura, ya que
con esto el limite elástico va a ser afectado.
6.2 Recomendaciones
Se recomienda usar el overol en todo momento.
Usar el laboratorio y los equipos de una manera segura y adecuada.
También tener muy en cuenta los datos obtenidos.
7. BIBLIOGRAFIA
González, F. P. (2012). ALACERO. Recuperado el 2 de Mayo de 2013, de http://www.arquitecturaenacero.org/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=28&Itemid=4
Valencia, U. P. (15 de Febrero de 2008). Curso de Fundamentos de Ciencia de Materiales. Recuperado el 30 de Abril de 2013, de http://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm07/fcm7_4.html
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