UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA

SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERÍA

ENSAYO DE TENSIÓN PARA METALES

1. OBJETIVO

1.1 Objetivo general.

Determinar el comportamiento de un metal cuando es sometido a esfuerzos axiales de tensión.

1.2 Objetivos Específicos

Conocer las normas y técnicas para la realización del ensayo de tensión para metales.

Determinar las principales propiedades mecánicas de un metal.

2. DEFINICIONES

Este ensayo consiste en someter a una probeta normalizada a fuerzas en sus extremos que tienden a aumentar su longitud hasta que la probeta se rompa. Las propiedades mecánicas son aquellas medidas de los materiales que para determinarse requieren la aplicación de una fuerza externa.

2.1 Esfuerzo. Relación entre la fuerza aplicada y la sección que la resiste.

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2.2 Deformación Unitaria. Es el cociente entre el

alargamiento total y la longitud inicial de la probeta.

2.3 Módulo de elasticidad. Es la pendiente del segmento rectilíneo de la gráfica esfuerzo vs. deformación unitaria (ζ vs. Є), ó la relación entre el esfuerzo y la deformación unitaria (E = ζ / Є).

2.4 Límite de proporcionalidad. Es el máximo esfuerzo hasta donde la tensión es función lineal de la deformación.

2.5 Límite Elástico. Máximo esfuerzo que puede soportar un material sin sufrir una deformación permanente.

2.6 Límite de fluencia. Aquel en el que se presenta un alargamiento notable sin existir un aumento de carga.

2.7 Esfuerzo último. Es la máxima ordenada de la gráfica esfuerzo vs deformación unitaria (ζ vs. Є). Se conoce como Resistencia a la Tracción.

2.8 Punto de rotura. Esfuerzo para el que se presenta la rotura del material.

2.9 Zona Elástica. Región de la curva esfuerzo vs deformación unitaria ( ζ vs. Є) que va desde el origen hasta el límite de proporcionalidad.

2.10 Zona Plástica. Región de la curva esfuerzo vs

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deformación unitaria (ζ vs. Є) que va desde el límite de proporcionalidad hasta el punto de rotura.

2.11 Resiliencia. Capacidad de absorber energía en la zona elástica.

EU LPR 2/

2.12 Tenacidad. Es la capacidad de un material para absorber energía en la zona plástica.

2/*2/ ofULPT llU Para

materiales dúctiles

2/**3/2 ofUT llU Para

materiales frágiles.

2.13 Estricción. Es la máxima disminución del área de la sección transversal del material con respecto al área primitiva.

100*/ 0AAAA of

2.14 Elongación. Es la relación entre el aumento de la longitud después de la rotura y la longitud inicial del material.

100*/ 0lll of

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DIAGRAMA ESFUERZO VS. DEFORMACIÓN

UNITARIA -MATERIAL DÚCTIL-

3. EQUIPOS Y MATERIALES

Máquina universal de ensayos. Escala 0 : 20 Ton.

Deformímetro.

Extensómetro.

Calibrador.

Probeta.

Flexómetro.

Balanza.

Cortadora de disco

MPa)

ZONA DE

PLASTICIDAD

PERFECTA O

FLUENCIA

(mm/mm)

)

ESTRICCION

E

N D

D E

U F

R O

E P R

C O M

I R A

M C

I I

E O

N N

T

O

fl

lp

ul

Ro

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DIAGRAMA ESFUERZO VS. DEFORMACIÓN UNITARIA

-MATERIAL FRÁGIL-

4. DATOS INICIALES

Tomar las medidas de la probeta a ensayar: diámetro inicial, longitud entre marcas, longitud total.

ESFUERZO

ULTIMO

LÍMITE

PROPORCIONALIDAD

LIMITE DE

FLUENCIA

MPa)

(mm/mm)

)

METODO

DEL 0,2%

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5. LECTURAS

Lecturas de carga en kilogramos fuerza (kgf).

Lecturas de deformación –Extensómetro- en milímetros (mmx10

-2).

Lecturas de deformación -Deformímetro- en diezmilésimas de pulgadas (pulgx10

-4).

6. PROCEDIMIENTO

Fijar la longitud de ensayo. Lo = longitud entre marcas (90 mm ó 60 mm).

Colocar la probeta entre las mordazas de la máquina universal.

Graduar la velocidad de aplicación.

Colocar y ajustar el extensómetro y el deformímetro, ajustar el reloj dinamométrico.

Accionar la máquina universal e ir tomando lecturas de carga y de deformación.

Tomar los datos del diámetro final, longitud total final

Cortar un segmento de aproximadamente 40 mm y pesar.

7. DATOS FINALES

Tomar las medidas del diámetro final de la probeta, longitud total final, longitud final entre marcas. Observar el tipo de fractura.

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8. CÁLCULOS

A partir de los valores de esfuerzo y deformación unitaria calculados trazar la curva esfuerzo vs. deformación unitaria (ζ vs. ε). Marcar puntos característicos.

De la curva Esfuerzo vs Deformación unitaria determinar el esfuerzo en:

Límite de proporcionalidad (ζLP). Límite elástico (ζLE ). Límite de fluencia (ζf ). Último (ζu ). Rotura (ζR ).

Demarcar la zona elástica y la zona plástica.

Determinar el módulo de elasticidad.

Determinar las medidas de ductilidad. Porcentaje de elongación (Δδ). Porcentaje de estricción ( ε ).

Determinar el módulo de resiliencia (UR )

Determinar el módulo de tenacidad (UT )

9. PREGUNTAS

Explique qué utilización práctica tiene el esfuerzo en el límite de proporcionalidad y el esfuerzo de fluencia hallados en el diagrama esfuerzo vs deformación unitaria.

¿Qué normas nacionales e internacionales son aplicables al ensayo de tensión de metales?

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10. LECTURAS RECOMENDADAS

Referencia bibliográfica No. 2

Referencia bibliográfica No. 3

Referencia bibliográfica No. 4

Referencia bibliográfica No. 5; Pág 329 - 346

Referencia bibliográfica No. 6; Pág 275 – 286

11. CONCLUSIONES

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DATOS INICIALES

REFERENTES AL ENSAYO

FECHA: TIPO DE ENSAYO:

MAQUINA UTILIZADA:

EJECUTOR:

LECTORES:

ESCALA:

INTERVALO DE CARGA:

REFERENTES A LA PROBETA

MATERIAL:

DIMENSIONES DE LA

PROBETA:

DIBUJO DE LA PROBETA

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TABLA DE LECTURAS

CARGA

DEFORMACIÓN

EXTENSÓMETRO

DEFORMACIÓN

DEFORMÍMETRO

kgf

N

mmx10-2

Pulgx10-4

mm

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DATOS FINALES

TIEMPO:

TIPO DE ESFUERZO:

FORMA DE LA FALLA:

DIBUJO DE LA FALLA

DIMENSIONES DE LA

MUESTRA

Longitudes:

Diámetros:

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TABLA DE RESULTADOS

ESFUERZO

MPa

DEF. UNITARIA

EXTENSÓMETRO

mm/mm

DEF. UNITARIA

DEFORMÍMETRO

mm / mm

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VALORES CARACTERÍSTICOS

ESFUERZOS

LÍMITE PROPORCIONAL

σLP:

LIMITE DE FLUENCIA

σFL:

ÚLTIMO

σUL:

ROTURA

σRO:

MEDIDAS DE DUCTILIDAD

PORCENTAJE DE ESTRICCIÓN

ΔA:

PORCENTAJE ELONGACIÓN

Δδ:

MÓDULO DE YOUNG

E:

RESILIENCIA

Ur:

TENACIDAD PESO ESPECIFICO

UT: ρ:

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ANEXOS

FALLAS TIPICAS DE METALES A TRACCION

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MAQUINA UTILIZADA EN EL ENSAYO

Fuente: BARAJAS CASTIBLANCO HUMBERTO. Manual de

Laboratorio de Resistencia de Materiales. Cúcuta; UFPS. Pag 6

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Fuente: BARAJAS CASTIBLANCO HUMBERTO. Manual de

Laboratorio de Resistencia de Materiales. Cúcuta; UFPS. Pag 6

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PROPIEDADES MECANICAS DE LOS METALES

Fuente: SMITH, WILLIAM F. Fundamento de la Ciencia e

Ingenieria de los materiales. España: McGraw – Hill, 1993. Pag

276, 280, 281