MATERIALES DE INGENIERIA INFORME DE TRACCIONNstor Arbey Daza
Alfonso cd.: 1115911422Kevin Dominichetti M cd.: 1143351588
Programa ingeniera mecnica, faculta de ingenieras y arquitectura,
asignatura materiales de ingeniera, universidad de pamplona, junio
de 2012Resumen La prctica del ensayo a traccin es uno de las formas
bsicas para obtener informacin sobre el comportamiento mecnico de
un determinado material. Para ello se utiliza la maquina universal.
Con la siguiente prueba aplicadas a tres probetas de acero (1020,
1045 y 4140) y una probeta de aluminio se puede obtener informacin
de estos materiales como; Determinar el esfuerzo o tensin de
proporcionalidad, el lmite elstico, el esfuerzo de fluencia, el
esfuerzo mximo, el esfuerzo de ruptura, la resilencia, el
porcentaje de error que obtenemos de la practica del ensayo a
traccin. A partir de todos estos datos mencionados anteriormente se
podr conocer las caractersticas mecnicas de estas probetas. Gracias
a los datos arrojados por la maquina universal en el ensayo a
traccion.
AbstractThe practice of tensile test is one of the basic forms
for information on the mechanical behavior of a given material. It
uses the universal machine. The next test applied to three steel
samples (1020, 1045 and 4140) and an aluminum cylinder can get
information from these materials, determine the strain or tension
of proportionality, elastic limit, yield stress, effort maximum,
the breaking strength, resilience, the error rate we get from the
practice of the tensile test. From these data mentioned above are
able to know the mechanical characteristics of these specimens.
Thanks to the data obtained from the universal machine in the
tensile test.Palabras clave: esfuerzo, deformacin, propiedades
mecnicas, Dimensiones, modulo de elasticidad, esfuerzo de fluencia,
zona elstica, zona plstica.
IntroduccinEn principio se dice que mediante un ensayo de
traccin se pueden determinar algunas propiedades mecnicas de un
material, con esto podremos conocer el comportamiento del material,
ante ciertos valores de esfuerzos. Pare este ensayo de traccin se
utiliza comnmente una maquina universal, en este ensayo
utilizaremos la siguiente maquina universal ver figura (1) Figura
(1) Mquina universal shimadzu uh-600kniGran parte de los metales
responden a bajos esfuerzos a la ley de Hooke, que afirma que en
una gran cantidad de materiales el esfuerzo y la deformacin son
linealmente proporcionales. El factor de proporcionalidad se conoce
como mdulo elstico o mdulo de Young y se denota con la letra EPara
comprender la ley de Hooke donde relaciona la fuerza axial P
aplicada, y la longitud L de la probeta, la seccin transversal A,
el mdulo elstico del material y la elongacin L correspondiente a
una longitud inicial Lo.La podremos expresar mediante la siguiente
ecuacin:Ley de Hooke Ecuacin (1)
Modulo de elasticidad o modulo de Young[footnoteRef:1] es la
pendiente de la curva esfuerzo-deformacin en su zona elstica.
Ecuacin (2) [1: Donald r askeland, ciencia e ingeniera de los
materiales, 3ra edicin, ao 1998]
Modulo de resistencia (Er)Es el rea que aparece bajo la porcin
elstica de la curva esfuerzo-deformacin, es la energa elstica que
un material absorbe o libera durante la aplicacin y liberacin de la
carga aplicada respectivamente.La deformacin unitaria, se define
por la razn entre la elongacin y la longitud inicial de la probeta.
Ecuacin (3)
Relacin de poissonEs lo relacionado con la deformacin elstica
longitudinal producida por un esfuerzo simple a tensin o compresin
con la deformacin lateral que ocurre simultneamente. Ecuacin
(4)
Diagrama de esfuerzoEl diagrama de esfuerzos es fundamental para
determinar las propiedades fsicas de los materiales. En el cual
podemos sacar cuantiosa informacin a partir de este diagrama de
esfuerzos que siempre me relaciona dos variables como lo es la
fuerza de aplicacin en el ensayo en relacin con la deformacin
unitaria o alargamiento. En donde todos los materiales metlicos
tienen una combinacin decomportamientoelstico y plstico en mayor o
menor proporcin.En el diagrama, indicado en la figura (2), se puede
observar los distintos parmetros que tiene el diagrama de
esfuerzo.
Esfuerzo de cedencia Es el esfuerzo al cual la deformacin se
hace importante, en los metales es por lo general el esfuerzo que
divide los comportamientos elsticos y plstico del material.
Esfuerzo de rupturaEs el esfuerzo mximo basado en la seccin
transversal original, que puede resistir un material al momento de
romper.Resistencia a la tensin Es el esfuerzo obtenido de la fuerza
mas alta aplicada es la resistencia a la tensin, es el esfuerzo
mximo sobre la curva esfuerzo deformacin.Elasticidad:Es la
habilidad de un material para recuperar sus dimensiones originales
al retirar el esfuerzo aplicado.
PlasticidadEs la capacidad de un material para deformarse bajo
la accin de un esfuerzo y este se deforma de manera
permanente.TenacidadEs la energa total que absorbe un material
antes de alcanzar la rotura, por acumulacin
dedislocaciones.ResilenciaEs una magnitud que cuantifica la
cantidad de energa por unidad de volumen que almacena un material
al deformarse elsticamente debido a una tensin aplicada.La
traccinUno de los ensayos mecnicos tensin-deformacin ms comn es el
realizado a atraccin. El ensayo de traccin puede ser utilizado para
determinar varias propiedades de los materiales y se realiza con la
maquina universal. La versatilidad del ensayo de traccin radica en
el hecho de que permite medir almismo tiempo Tanto la ductilidad,
como la resistencia. El valor de resistencia es directamente
utilizado en todo lo que se refiere al diseo.Los datos relativos a
la ductilidad, proveen una buena medida de los lmites hasta los
cuales se puede llegar a deformar un determinado material al
momento de realizarle al prueba o el ensayo de traccin en la
maquina universal.
Las probetas que se utilizaron para este ensayo de traccin son;
Acero 1020, Acero 1045, Acero 4140 y una probeta de aluminio.Acero
1020[footnoteRef:2] [2: Sumitec, acero grado maquinaria]
Este tipo de material responde bien al trabajo en fro y al
tratamiento trmico de cementacin. La soldabilidad es adecuada. Por
su alta tenacidad y baja resistencia mecnica es adecuado para
elementos de maquinaria.Normas involucradas: ASTM A108
especificacin estndar para barras de acero al carbono, aleados y
acabados en frio.Propiedades mecnicas Dureza : 111 HB Esfuerzo de
fluencia : 205 MPa Esfuerzo mximo : 380 MPa Elongacin : 25%
reduccin de rea : 50% Mdulo de elasticidad : 205 GPa Maquinabilidad
:72% Propiedades qumicas0.18 0.23 % C 0.30 0.60 % Mn 0.04 % P mx.
0.05 % S mx.Propiedad fsicaDensidad 7.87 g/cm3 o (0.284
lb/in3)Usos:Se puede utilizar para ejes de secciones grandes y que
no estn muy esforzados. Otros usos incluyen engranes ligeramente
esforzados con endurecimiento superficial.Acero 10452Es un acero
utilizado cuando la resistencia y dureza son necesarias en condicin
de suministro. Este acero medio carbono puede ser forjado con
martillo. Responde al tratamiento trmico y al endurecimiento por
llama o induccin. Cuando se hacen prcticas de soldadura adecuadas,
presenta soldabilidad adecuada. Normas involucradas: ASTM A108
Propiedades mecnicas Dureza : 163 HB Esfuerzo de fluencia : 310 MPa
Esfuerzo mximo : 565 MPa Elongacin : 16% (en 50 mm) Reduccin de rea
: (40%) Mdulo de elasticidad : 200 GPa Maquinabilidad : 57%
Propiedades qumicas0.43 0.50 % C 0.60 0.90 % Mn. 0.04 % P mx 0.05 %
S mxPropiedades fsicas Densidad 7.87 g/cm3 (0.284 lb/in3)Usos Los
usos principales para este acero es piones, cuas, ejes, tornillos,
partes de maquinaria, herramientas agrcolas y remaches.Acero
41402Es un acero medio carbono aleado con cromo y molibdeno de alta
templabilidad y buena resistencia a la fatiga, abrasin e impacto.
Este acero puede ser nitrurado para darle mayor resistencia a la
abrasin. Es susceptible al endurecimiento por tratamiento
trmico.Normas involucradas: ASTM 322Propiedades mecnicasDureza: 275
- 320 HB (29 34 HRc) Esfuerzo a la fluencia: 690 MPa Esfuerzo
mximo: 900 - 1050 MPa Elongacin mnima: 12% Reduccin de rea mnima:
50%Propiedades qumicas0.38 - 0.43% C 0.75 1.00 % Mn 0.80 1.10 % Cr
0.15 0.25 % Mo 0.15 0.35 % Si 0.04 % P mx. 0.05 % S mx.Propiedad
fsicaDensidad 7.85 g/cm3 (0.284 lb/in3)UsosSe usa para piones
pequeos, tijeras, tornillo de alta resistencia, esprragos, guas,
seguidores de leva, ejes reductores, cinceles.Tratamiento trmicoSe
austeniza a temperatura entre 830 - 850 C y se da temple en aceite.
El revenido se da por dos horas a 200C para obtener dureza de 57
HRc y si se da a 315C la dureza ser de 50 HRc. Para recocido se
calienta entre 680 720C con dos horas de mantenimiento, luego se
enfra a 15C por hora hasta 600C y se termina enfriando al aire
tranquilo. Para el alivio de tensiones se calienta entre 450 650C y
se mantiene entre y 2 horas. Se enfra en el horno hasta 450C y
luego se deja enfriar al aire tranquilo.AluminioEste material es un
elemento muy dctil, tiene una densidad muy baja comparada con el
acero, se destaca por la capacidad de resistir la corrosin. Los
componentes estructurales de aluminio y sus aleaciones hacen que
sus propiedades mecnicas mejoren un cien porciento, es el material
Este material es un componente vital en la aeronutica y cohetes
como resultado de su relacin de peso y fuerza. Propiedades
mecnicasModulo de elasticidad : 6.700 kg/mm2Modulo de torsin :
2.700 kg/mm2Recocido : 8 kg/mm2Carga de rotura : 18 kg/mm2Recocido
20 brinell Dureza 47 brinell recocido: 35%Alargamiento duro :
5%UsosSon vitales en la industria aeroespacial, y muy importantes
en otras reas del transporte y construccin. Transporte:Como
material estructural en aviones, automviles, tanques,
superestructuras de buques y bicicletas. Materiales y equiposEn la
prctica realizada se utilizo cuatro tipos de probetas de distinta
composicin del material, en las cuales sus dimensiones de medida
son iguales para todas estas probetas.Las probetas son: acero 1020,
acero 1045, acero 4140 y una probeta de aluminio.Los materiales
utilizados en la prctica son:Maquina universal: Referencia
UH-600kNI SHIMADZU Software de la maquina universal: Trapezium.
Metro: este se utilizo para medir la longitud inicial y final de
las probetas al momento de someterlas al ensayo a
traccin.Calibrador vernier (pie de rey): este se utilizo para la
calibracin del dimetro inicial y final de las probetas. Este
instrumento da sus medidas de una forma muy precisas a comparacin
del metro que se utilizo en la prctica.PARTE EXPERIMENTALResultados
En este ensayo de traccin se tomaron unos parmetros generales como
lo son los siguientes:Las dimensiones de las probetas son las
mismas tanto para los aceros (1020 1045 4140), como para la probeta
de aluminio, longitud inicial igual a 400mm; longitud calibrada de
200m; dimetro de 12.7mm.En el ensayo de traccin se les dio el
nombre a las probetas de acuerdo a un color especfico que traa cada
probeta al momento de hacer el montaje en la maquina
universal.Probeta color azul fig. (2) probeta azul utilizada en la
prueba de traccin.
Ensayo a traccin
Longitud inicial400 mm
Longitud final415 mm
Dimetro inicial12.7 mm
Dimetro final9.45 mm
rea inicial126.676 mm2
rea final70.138 mm2
Datos arrojados por la maquina universal
Carga79,7250 KN
Deformacin3,75%
Esfuerzo mx. 629,357 Mpa
rea44,629%
Ruptura carga 49,2375 KN
Ruptura esfuerzo388,686 Mpa
Grafica probeta azul
Probeta color negro fig. (3) probeta negra utilizada en la
prueba de traccin.
Ensayo a traccin
Longitud inicial400 mm
Longitud final420 mm
Dimetro inicial12.7 mm
Dimetro final7.90 mm
rea inicial126.676 mm2
rea final45.36 mm2
Datos arrojados por la maquina universal
Carga64.4063 KN
Deformacin5%
Esfuerzo mx.508,430 Mpa
rea64,19%
Ruptura de la carga33,4500 KN
Ruptura esfuerzo264,058 Mpa
Grafica probeta negra
Probeta color rojofig. (4) probeta roja utilizada en la prueba
de traccin.Ensayo a traccin
Longitud inicial400 mm
Longitud final418 mm
Dimetro inicial12.7 mm
Dimetro final9.45 mm
rea inicial126.676 mm2
rea final70.138 mm2
Datos arrojados por la maquina universal
Carga80,6438 KN
Deformacin4.5%
Esfuerzo mx.636,610 Mpa
rea61,303%
Ruptura de la carga59,4562 KN
Ruptura esfuerzo469,354 Mpa
Grafica probeta color rojo
Probeta de aluminiofig.(5) probeta de aluminio utilizada en la
prueba de traccin.Ensayo a traccin
Longitud inicial400 mm
Longitud final441 mm
Dimetro inicial12,7 mm
Dimetro final8,3 mm
rea inicial126,676 mm2
rea final54,106 mm2
Datos arrojados por la maquina universal
Carga38,2125 KN
Deformacin10,25%
Esfuerzo mx.311,384 Mpa
rea57,286%
Ruptura de la carga----- KN
Ruptura esfuerzo----- Mpa
Graafica probeta de aluminio
ANALISIS DE LOS RESULTADOSDe acuerdo a los resultados obtenidos
en el ensayo de traccin se puede determinar que cada probeta
sometida a esta prctica gener datos totalmente diferentes debido a
la composicin de cada probeta, la grafica nos muestra una tendencia
ya establecida para cada material.Como lo podemos observar en las
graficas anteriores, las probetas de acero tienden a generar
caractersticas ya conocidas el acero como un material tenaz, adems
se observa que despus de sobre-pasar el punto de cedencia, llegando
en la grafica a la zona plstica se puede razonar diciendo que la
prolongacin de la grafica da una ductilidad para el acero
moderadamente estable, esto tambin depende de la composicin que
tiene el acero como la cantidad de carbono en los aceros normales
1020 y 1045 ya que se puede referenciar que a mayor resistencia
producida por el carbono y otros elementos en las probetas es menos
dctil el material.A pesar de que en la probeta de color negro la
ruptura no se estimo en la zona calibrada de la probeta si no en un
extremo de la probeta se podr decir que esto se debe a
concentradores de esfuerzos que se dan generados por las mordazas
de la maquina universal. Ver figura (6) fig. (6) probeta sujeta de
la mordaza inferior de la maquina universal. Se puede observar que
el alargamiento de cada probeta debido a la fuerza de traccin es
consecuente con las caractersticas propias del material es decir se
puede ver que en las probetas de acero el alargamiento es menor
debido a la resistencia que ofrece este material al practicarle la
prueba de traccin, en relacin con la probeta de aluminio la
deformacin o el alargamiento final fue de 441mm en mayor proporcin
que en las probetas de acero debido a que el aluminio observndolo
empricamente en la grafica esfuerzo vs deformacin es un material
mas dctil y menos resistencia a la fuerza de tencin por ello se
dice que tiende a ser mas grande el l y su rea transversal es menor
al finalizar la prueba de traccin para este material.Para calcular
la ductilidad[footnoteRef:3] del material se relaciona con dos
variables calculadas antes y despus de la prctica del ensayo a
traccin, como lo es el porcentaje de reduccin del rea y el
porcentaje de alargamiento de la probeta donde se calculan de la
siguiente manera; [3: Ferdinand p beer, E Russell Johnston, John De
Wolf, Mecnica de materiales, tercera edicin McGraw-Hill, ao
2004]
Porcentaje de reduccin de rea: (Ao-AF/Ao)*100 ecuacin
(5)Porcentaje de alargamiento: (lo-lf/lo)*100 ecuacin (6)Para la
probeta de color negro el porcentaje de reduccin de rea es del
64.192% y el porcentaje de alargamiento 5%. Para la probeta de
color azul el porcentaje de reduccin de rea es del 44,63% y el
porcentaje de alargamiento 3,75%. Para la probeta de color rojo el
porcentaje de reduccin de rea es del 44,63% y el porcentaje de
alargamiento 4,5%.Para la probeta de aluminio el porcentaje de
reduccin de rea es del 57,28% y el porcentaje de alargamiento
10,25% Analizando los resultados anteriores se puede describir que
el acero no supera un porcentaje mayor del 5% de alargamiento
debido a que este material se caracteriza por ser bastante
resistente en la zona elstica de un diagrama de esfuerzo-deformacin
y por consecuente es menos dctil. En comparacin con la probeta de
aluminio se puede ver que el alargamiento sufrido por la probeta
despus del ensayo a traccin es mucho mayor que en los aceros,
debido a que este material de aluminio es menos resistente en su
zona elstica pero mas dctil que el acero, tambin podemos observar
que el porcentaje de rea es menor la reduccin en los aceros y mayor
la reduccin en el aluminio, podemos concluir que a mayor
alargamiento va a ser mayor la reduccin del rea esto se va a
comportar de una forma directamente proporcional entre porcentaje
de rea con respecto al porcentaje de alargamiento. Tambin se
calculo los esfuerzos3 de las tres probetas de acero (1020, 1045,
4140) y de la probeta de aluminio se calculo este dato con la
siguiente ecuacin; Ecuacin (7)
Para las probetas de acero y la probeta de aluminio el esfuerzo
inicial son iguales porque las fuerzas iniciales y el rea
transversal para las probetas fueron las mismas dando como
resultado calculado el esfuerzo normal es 4736M Pa. Para las
probetas el esfuerzo final viaria debido a la variacin del rea
transversal al momento de la aplicacin de la prueba a traccin.El
esfuerzo normal para la probeta de color negro es de 13227MPaEl
esfuerzo normal para la probeta de color rojo es de 8554,56MPa.El
esfuerzo normal para la probeta de color azul es de 8554,56Pa.El
esfuerzo normal para la probeta de aluminio es de 1189,34MPa.Nota:
para hallar los esfuerzos normales nos referenciamos tomando la
carga aplicada de 600 KN de la maquina universal.De acuerdo a los
resultados anteriores se puede observar que los esfuerzos normales
de las probetas de acero de color rojo y azul son iguales debido a
que el rea final obtenida despus del ensayo de traccin, la reduccin
de rea transversal fue de igual medida.El esfuerzo del aluminio
comparado con el de las tres probetas de acero, se observa que el
esfuerzo que soporta el aluminio es en menor proporcin comparado
con los aceros debido a las caractersticas inherentes que posee
cada material.El esfuerzo mximo que soportaron las probetas
utilizadas en el ensayo a traccin fueron calculadas por la maquina
universal de las cuales se puede decir que la mayor fuerza soporta
por las probetas de acero y aluminio fue la obtenida por la probeta
de color rojo con un esfuerzo mximo de 636,610 MPa y el esfuerzo
mximo del aluminio fue el menor esfuerzo de las probetas,
soportando un esfuerzo de 311,384 MPa
Graficas de esfuerzo deformacin realizadas en Excel.Probeta de
aluminio
Formula de la pendienteM= (yf yo /xf-xo) ecuacin
(8)y=103.88(X)-17.342y=103.88 (243.337)-17.342y=25260.505Calculando
la pendiente por medio de la ecuacin (8), hallamos el modulo de
elasticidad que es igual a 252.505MPa con un esfuerzo mximo
equivalente a 300.769 MPa y un esfuerzo de ruptura que se nos
presenta en la zona plstica de la grafica, de esfuerzo Vs.
Deformacin igual a 300.175MPa; de acuerdo a la elongacin del
material determinamos que el material es dctil. Grafica de la
probeta de color negro
Calculo de la pendiente: y= 195.45(X) +155.73y=195.45 (101.39)
+155.73y=20073.7955Calculando la pendiente por medio de la ecuacin
(8) hallamos el modulo de elasticidad que es igual a 20073.7955
MPa. Con un esfuerzo mximo equivalente a 505.3246 MPa y un esfuerzo
de ruptura que se nos presenta en la zona plstica de la grafica de
esfuerzo Vs. Deformacin igual a 264.059 MPa; de acuerdo a la
grafica tambin determinamos que el material es moderadamente
tenaz.Probeta de color rojo
Calculo de la pendiente:y=0.0977(X) + 13.398y=0.0977 (193.305) +
13.398y=38.28Calculando la pendiente por medio de la ecuacin (8)
hallamos el modulo de elasticidad que es igual a 38.28 MPa con un
esfuerzo mximo equivalente a 624.921MPa y un esfuerzo de ruptura
que se nos presenta en la zona plstica de la grafica de esfuerzo
Vs. Deformacin igual a 388.688MPa; este materiales de la misma
clase que al analizado anteriormente por lo que tambin se puede
clasificar como un material de buena tenacidad.Tipos de fracturas
Analizando los tipos de fracturas de los materiales expuestos a la
prueba de traccin determinamos que uno de los tipos de fractura
sufrida por el material es dctil; esto debido a que antes de
fracturarse el material, presento una deformacin plstica producto
de absorcin de energa formado as un encuella-miento en la probeta,
ytambin un retorcimiento ydesgarre como se ve en la figura (6).
Fig. (7) Probeta color rojo instantes antes de romper. La fractura
dctil de un metal tiene lugar despus de una intensa deformacin
plstica. Analizando la grafica arrojada por el programa de la
maquina universal de la probeta color negro podemos ver que la
ductilidad que nos muestra la grafica es mayor que las otras dos
probetas de acero presentes en la practica, ver figura (7). Las
fracturas dctiles son menos frecuentes que las frgiles, y su
principal causa es el exceso de carga aplicado a la pieza, que
puede ocurrir como resultado de un diseo errneo, una fabricacin
inadecuada o un abuso (someter la pieza a niveles de carga por
encima del soportado).Fig. (8) Fractura de la probeta de color
negro.Llegado a un punto del ensayo, las deformaciones se
concentran en la parte central de la probeta aprecindose una
acusada reduccin de la seccin diametral, momento a partir del cual
las deformaciones continuarn acumulndose hasta la rotura de la
probeta por esa zona. Esta zona de seccin reducida es la que se
conoce con el nombre de estriccin. Ver figura (6).En un ensayo de
traccin puede observarse que la fractura dctil empieza con
nucleacin, crecimiento y coalescencia de micro-vacos en el centro
del espcimen. Se forman micro-vacos cuando una tensin elevada causa
la separacin del material en los bordes de grano o en las
interfaces entre metal e inclusiones. Conforme aumenta la tensin
local, los micro-vacos crecen y se agrupan formando cavidades
mayores. Finalmente el rea de contacto metal-metal es demasiado
pequea para soportar la carga y se produce la fractura.Otro tipo de
fractura que se presenta en el ensayo de traccin es la fractura
frgil; esta fractura se presenta debido a que no adsorbe energa
formando una grieta y propagndose muy rpidamente con muy poca
deformacin y la direccin de propagacin de la grieta es casi
perpendicular a la direccin de la tensin aplicada. Todo lo
contrario a la grieta de la varilla de fractura dctil que fue a una
direccin de 45 debido a la acumulacin de tensiones de cizalla donde
se acumularon las dislocaciones. Este tipo de fractura no se
presento en la prctica realizada con las tres probetas de acero y
tampoco con la probeta de aluminio.AUTOEVALUACIONQu pasa a nivel
micro-estructural durante la inflexin de la grafica?
Se reduce el esfuerzo aplicado; esto es debido a la inflexin de
la grafica que produce un movimiento en las dislocaciones que
tratan de alejarse de los tomos; al aumentar la distancia
interplanar de los planos de deslizamiento se reduce la energa
necesaria para mover las dislocaciones.Qu pasa a nivel
micro-estructural antes, durante y despus del esfuerzo de fluencia?
El esfuerzo de fluencia es el punto donde la grafica pierde su
linealidad y empieza a adoptar una forma parablica. Antes de llegar
a este punto el material tiene un comportamiento elstico debido a
que es un cambio temporal de forma que sucede mientras una fuerza o
esfuerzo se aplica al material. En la deformacin elstica el cambio
de forma lo causa la elongacin en los enlaces interatmicos ya que
no hay movimiento de dislocacionesdebido a que en losmateriales,
los defectos como limites de grano, defectos puntuales y
dislocaciones sirven como obstculo a las dislocaciones, adems las
dislocaciones se encuentran rodeadas por tomos intersticiales, lo
cual hace que el esfuerzo necesario para moverlas dislocaciones a
travsde estos obstculoso imperfecciones del material sea mayor y es
conocido como esfuerzo de fluencia.
Porque se dice que el diagrama esfuerzo deformacin no es real?No
es real por que en el diagrama esfuerzo deformacinel rea va a
permanecer constastey no es verdad, ya que en el proceso de traccin
la rea va cambiando continuamente hasta la rotura. La disminucin en
la tensin necesaria para continuar la deformacin una vez superado
el mximo esfuerzo de tensin, parece indicar que la resistencia a la
deformacin plstica disminuye.
CONCLUSIONESLos materiales, en su totalidad, se deforman a una
carga externa. Se sabe adems que, hasta cierta carga lmite el slido
recobra sus dimensiones originales cuando se le deja de poner la
carga. La recuperacin de las dimensiones originales al eliminar la
carga es lo que caracteriza al comportamiento elstico. La carga
lmite por encima de la cual ya no se comporta elsticamente es el
lmite elstico. Al sobrepasar el lmite elstico, el cuerpo sufre
cierta deformacin permanente al ser descargado, se dice entonces
que ha sufrido deformacin plstica. El comportamiento general de los
materiales bajo carga se puede clasificar como dctil o frgil segn
que el material muestre o no capacidad para sufrir deformacin
plstica. Los materiales dctiles exhiben una curva Esfuerzo -
Deformacin que llega a su mximo en el punto de resistencia a la
tensin. En materiales ms frgiles, la carga mxima o resistencia a la
tensin ocurre en el punto de falla o ruptura del material. En
materiales extremadamente frgiles, como los cermicos, el esfuerzo
de fluencia, la resistencia a la tensin y el esfuerzo de ruptura
son iguales.La deformacin elstica obedece a la Ley de Hooke
enumerada en la ecuacin (1), La constante proporcionalidadEllamada
mdulo de elasticidad o de Young, representa la pendiente del
segmento lineal de la grfica Esfuerzo - Deformacin, y puede ser
interpretado como la rigidez, o la resistencia del material a la
deformacin elstica, en la deformacin plstica la ley de Hooke deja
de tener validez.Por ultimo se podr concluir que de acuerdo a los
datos obtenidos ya sea por teora o los arrojados por la maquina y
las caractersticas de cada grafica, le asignamos a cada probeta de
color el acero correspondiente examinado en la practica la probeta
de color negro es el acero 1020, la probeta de color rojo es el
acero 1045 y la probeta de color azul es el acero 4140.
RECOMENDACIONESSe debe realizar estas pruebas de ensayo de
traccin con mordazas especiales ya que las que contiene la mquina
universal shimadzu uh-600kni ejercen en los extremos de las
probetas esfuerzos cortantes (ver figura 9) y esto hace que la
prueba contenga un porcentaje de error indeseado al momento de
realizar el ensayo a traccin en las probetas.fig. (9) probeta con
demarcaciones de esfuerzos cortantes producidos por las mordazas.Se
recomienda utilizar medidores electrnicos para que las dimensiones
de las probetas, tomadas antes durante y despus de la prueba a
traccin sean ms precisas y exactas con el fin de minimizar los
porcentajes de error en la toma de estos datos.
BIBLIOGRAFIA Donald r askeland Ciencia e Ingeniera de los
Metales. Tercera edicin, 1998 por internacional Thomson editores
S.A. capitulo 6 ensayos y propiedades mecnicas.
Ferdinand p beer. E Russell Johnston, John T Dewolf, Mecnica de
materiales tercera edicin, 2004 por McGraw-Hill Interamericana S.A
capitulo 2 esfuerzo y deformacin carga axial.
R. C Hibbeler. Mecnica de materiales sexta edicin, 2006 por
Pearson educacin de Mxico S.A. capitulo 3 propiedades mecnicas de
los materiales. Subcaptulo 3.1 pruebas de tencin y compresin.