MARTA ALESÓN MALO 20/10/2015 CURSO 2015 - 2016

PRÁCTICA 3 ENSAYO DE TRACCIÓN I CIENCIA DE MATERIALES

PRÁCTICA 3 ENSAYO DE TRACCIÓN I

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En esta práctica vamos a comprobar las características mecánicas de un acero al carbono F115

a partir de un ensayo de tracción. El ensayo de tracción es un ensayo destructivo que consiste

en someter una probeta normalizada a un esfuerzo de tracción en la dirección del eje hasta

que llegue a la deformación y seguidamente a la rotura.

En el laboratorio realizaremos el ensayo de tracción con dos probetas distintas. Un probeta

plana de chapa de acero y una probeta cilíndrica.

● MATERIALES:

El Acero : Utilizaremos un acero al carbono F1140. Este acero suele utilizarse para temple y revenido,

destinado a la fabricación de piezas que tengan que soportar de 70 a 90 kg/mm2 de resistencia

con una buena tenacidad.

Las Probetas :

● Probeta plana de chapa de Acero

L = 100 mm

L0 = 80 mm

b = 18 mm

e0 = 1,5 mm

● Probeta cilíndrica de acero

L = 100 mm

L0 = 72,32 mm

d0 = 10 mm

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Otros materiales : Además de las probetas utilizaremos la máquina universal de tracción compresión y flexión

estática y un calibre.

● REALIZACIÓN DEL ENSAYO :

Lo primero que haremos será tomar las medidas de ambas probetas y las marcaremos con un

rotulador para poder sacar nuestras conclusiones tras realizar el ensayo de tracción.

Probeta Plana: L=100 mm L0 = 80 mm b0 = 19,8 mm e0 = 1,9 mm N = 10

S0 = 1,9 x 19,8 = 37,62 mm F1140 = C45 con 45% C (hipoeutectoide)

Probeta Cilíndrica:

Ø = 10 mm L0 = 8,16* √𝜋 ∙ 𝑟2 = 72,32 mm k= 8,16 (Constante)

N = 10 divisiones L = 100 mm F1140 = C45 con 45% C (hipoeutectoide)

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Una vez tomadas las medidas iniciales y realizadas las marcas en las probetas, procedemos a

realizar el ensayo de tracción. Para ello introducimos la probeta plana en la máquina universal

de tracción con ayuda de las mordazas y comenzamos a aplicarle la carga de manera

constante hasta la rotura. Repetimos el mismo proceso con la probeta cilíndrica.

● CÁLCULOS :

Tras haber realizado el ensayo de tracción sacamos ambas probetas de la máquina, tomamos

las medidas finales de las probetas y procedemos a realizar los cálculos necesarios.

En la probeta plana:

A = 𝐿𝑓 𝑥 𝐿𝑜

𝐿𝑜 𝑥 100 =

104 𝑥 80

80 𝑥 100 = 30%

Como N= 10 , n= 6 y A=30%, podemos afirmar que la rotura se produjo dentro del tercio

central y por tanto que se trata de una rotura par.

A través de la gráfica obtenida con el ensayo sacamos el resto de los cáculos:

Rt = 𝐹𝑚á𝑥

𝑆𝑜 =

625

37,62 = 16,61 kp/mm2

egy = 𝐹𝑚á𝑥

𝐴𝑦𝑚á𝑥 =

625

15 = 41,67 kp/mm

Límite Elástico = Ay x egy = 15 x 41,67 = 458,33 kp

E = 𝐹𝑎𝑖 𝑆𝑜⁄

𝐴𝑥𝑚 ∙ 𝑒𝑔𝑥 𝐿𝑜⁄ =

7,7536

0,0511 = 151,88 kp/mm2

egx = 𝐴𝐿 𝑟𝑒𝑎𝑙

𝐴𝐿 =

2413

= 1,846 kp/mm

Rf = 13 x 41,67 = 541,71 kp

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En la probeta cilíndrica:

Sabiendo que N=10 y n=3 podemos afirmar que la rotura fue impar.

Lf= dxy + dyz´+ dyz´´ = 87 mm Ø= 7,25 mm

z´= 𝑁−𝑛−1

2 = 3 z´´ =

𝑁 − 𝑛 + 1

2 = 4

A = 𝑑𝑥𝑦 + 𝑑𝑦𝑧´+ 𝑑𝑦𝑧´´− 𝐿𝑜

𝐿𝑜 x 100 =

87 − 72,32

72,32 x 100 = 20,29 %

A través de la gráfica obtenida con el ensayo sacamos el resto de los cálculos:

Rt = 𝐹𝑚á𝑥

𝑆𝑜 =

3150

𝜋∙𝑟² = 40,11 kp/mm2

egy = 𝐹𝑚á𝑥

𝐴𝑦𝑚á𝑥 =

3150

37 = 85,14 kp/mm

Límite Elástico = Ay x egy = 27 x 85,14 = 2298,78 kp

E = 𝐹𝑎𝑖 𝑆𝑜⁄

𝐴𝑥𝑚 ∙ 𝑒𝑔𝑥 𝐿𝑜⁄ =

21 ∙85,14∕𝜋∙25

2 ∙0,2 ∕ 72,32 = 4115 kp/mm2

egx = 𝐴𝐿 𝑟𝑒𝑎𝑙

𝐴𝐿 =

14,6873

= 0,2 kp/mm

Rf = 35 x 85,14 = 2979,90 kp