UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA23 de setiembre del 2014

ENSAYO DE TRACCIONLAB-01 N1 -20101. RESUMENEn el Laboratorio numero 4 situado en la Facultad de Ingeniera Mecnica de la Universidad Nacional de Ingeniera situada en Av. Tpac Amaru 210 - Rimac; se realizaron las pruebas a cuatro probetas de acero A36 el da 15 de setiembre del 2014 a horas 3:00 p.m. para realizar el ensayo de traccin, obteniendo posteriormente sus propiedades fsicas ms importantes como el modulo es Elasticidad, Esfuerzo de fluencia, entre otros.

2. INTRODUCCINEl acero A-36 est diseado para ser resistente y fuerte. Tiene una resistencia mxima a la traccin (la cantidad de presin que se necesita para deformar el material) de 58.000 a 79.800 libras por pulgada cuadrada (psi) (10.355 a 14.247 kg/cm2). El lmite de elasticidad, o la cantidad de presin que se necesita para doblar el acero hasta el punto en que no retorne a su forma original, es de 36.300 psi (6.481 kg/cm2). El alargamiento, o la cantidad de estiramiento del acero es capaz de resistir sin romperse, es del 20%.3. INTERPRETACIN DE LA NORMAPreparacin de la probetaLas probetas de ensayo deben ser maquinadas preferentemente. Si son cortadas o aserradas, se debe remover toda zona con deformacin o afectada por el calor, pues genera concentracin de esfuerzos. Se permite la aplicacin de envejecimiento.Los extremos de la probeta deben ser tales que pueda ser sostenida por la mquina de ensayo de manera que la carga aplicada sea cntrica dentro de lo posible, de manera que se evita la flexin y torsin.Si el material de ensayo es frgil, es recomendable aadir filetes de gran radio en los extremos de las marcas de longitud, pues favorecen la fractura.

Velocidad del ensayoPor lo general se usan dos tipos de carga: mecnica o hidrulica. Se puede usar cualquiera de las dos siempre que se respeta la velocidad de elongacin requerida.Se pueden usar diversos indicadores para expresar la velocidad de la prueba: Velocidad libre de la cruceta (Velocidad de la cruceta cuando no hay cargas) Velocidad de separacin de los extremos de la probeta Razn de aumento de esfuerzo en la probeta Razn de deformacin de la probeta. La velocidad de la prueba debe ser lo suficientemente baja de manera que las mediciones de esfuerzo y deformacin sean precisas. Si la mquina de ensayo de traccin permite modificar la velocidad libre de la cruceta, se pueden usar las siguientes recomendaciones para la mayora de aceros: Hasta el punto medio del esfuerzo de fluencia, se puede usar cualquier velocidad. Luego de dicho punto, la velocidad libre de la cruceta debe ser mayor a 1/160 y menor a 1/16 pulgadas por minuto por pulgada de seccin reducida. Luego de alcanzar el punto de fluencia, la velocidad libre de la cruceta debe ser mayor a 1/20 y menor a 1/2 pulgadas por minuto por pulgada de seccin reducida. Si la mquina de ensayo ajusta su velocidad de acuerdo a la razn de aumento de esfuerzo en la probeta, sta debe ser mayor a 70 MPa/min y menor a 690 MPa/min.Probetas de seccin circularLa probeta estndar tiene un dimetro de seccin reducida de 0,5 pulgadas o 12,5 mm. En caso no sea posible obtener una probeta con estas dimensiones, se pueden fabricar de un menor tamao, manteniendo la proporcin entre la longitud de las marcas y el dimetro.Marcas de longitudPermiten determinar el porcentaje de elongacin durante el ensayo. Pueden realizarse con un punzn, una punta marcadora o con tinta. Deben realizarse aplicando poca presin, pues generan concentracin de esfuerzos. Medicin de propiedadesEsfuerzo de fluencia.- Se puede calcular por uno de los siguientes mtodos:Mtodo grfico.- Si en el diagrama esfuerzo deformacin se obtiene un pico agudo, el esfuerzo en el pico corresponde al esfuerzo de fluencia.Mtodo offset: Se traza una paralela a la regin elstica desplazada a la derecha una distancia. La interseccin con la curva esfuerzo deformacin determina el esfuerzo de fluencia. Al usar este mtodo, se debe indicar la distancia desplazada (offset).Mtodo de extensin bajo carga: Si el ensayo busca verificar las propiedades de un material cuyo diagrama esfuerzo - deformacin es conocido, se puede obtener un valor del esfuerzo de fluencia para un offset determinado.Se mide el esfuerzo cuando la probeta alcanza la deformacin determinada (offset) y sta es la resistencia a la fluencia.Resistencia a la traccinSe divide la carga mxima sobre el rea inicial de la probetaElongacinSe unen los extremos de la probeta fracturada y se mide la distancia entre marcas. La elongacin es el aumento de longitud entre marcas respecto a la longitud inicial.Reduccin de reaSe mide el dimetro de la menor seccin en la probeta fracturada para obtener el rea de la seccin luego de la fractura. La reduccin de rea es la diferencia entre el rea de la seccin antes y despus de la fractura respecto del rea inicial

Zonas de fracturaSi la falla ocurre fuera de la regin entre marcas o en alguna marca realizada con un punzn o una punta marcadora, la prueba por lo general se descarta y se repite, ya que el material ha fallada prematuramente debido a la concentracin de esfuerzosEleccin del material usado:Para esto nos guiaremos de la siguiente tabla en donde nos muestran las propiedades de los aceros estructurales.

4. PLANO DE LA BROBETA A ENSAYARCon el esfuerzo mximo resultante hallado lneas arriba, nuestro material se encuentra entre A572 Gr.60 y el A572 Gr.65.

Fig. Plano de las probetas a ensayarA=Longitud de seccin reducida =60mmD=Dimetro = 12.5mmR=Radio de cuello =13mmG=Distancia entre marcas, es la zona donde se va a dar la rotura 50mm

Fig.2. Grfico Tensin Vs. Alargamiento para ensayo de traccin5. TABLA DE DATOS Y RESULTADOSProbetaDimetroCarga de fluencia (KgF)Carga Maxima (KgF)Carga de Rotura (KgF)Esfuerzo De fluencia(kg.f)/mm^2Esfuerzo mximo(kg.f)/mm^2Esfuerzo de rotura(kg.f)/mm^2Elongacin

(%)

112.5mm13221700134033.3142.8333.7626.4

212.5mm12601760136531.7444.3434.3930.5

312.5mm13001660132032.7541.8233.2532.1

412.5mm12801740130032.2543.8432.7528

6. CONCLUSIONES

Semejanza de los datos obtenidos con los estndares internacionales.

El esfuerzo de fluencia es de aprox 32.51(kg.f)/mm^2.

El esfuerzo mximo a la rotura es de aprox 43.21 (kg.f)/mm^2.

7. OBSERVACIONES

La probeta no se fracturo exactamente en la zona media de la longitud de la seccin reducida, pero si dentro de los rangos adecuados para poder decir que se ha dado un adecuado ensayo, esto se debe a que el maquinado se ha dado de una manera uniforme y adecuada para este tipo de ensayos.

La composicin qumica del material la asumimos como homognea.

Al no ser la probeta simtrica con respecto a su eje vertical, los datos obtenidos en la elongacin pueden variar.

8. BIBLIOGRAFA

F. Beer y E. R. Jhonston, Mecnica Vectorial para Ingenieros, McGraw-Hill Book Co., 5 Ed. 1990.

G. Dieter Mechanical Metallurgy, Mc Graw-Hill

D. Askeland , La Ciencia e Ingeniera de Materiales,Grupo Editorial Iberoamrica

W. Smith, Fundamentos de la Ciencia e Ingeniera de Materiales, Mc Graw-Hill Book.

L. Van Vlack , Materiales para Ingeniera, CECSA.

Norma ASTM E-8 y A-370.

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