ensato de traccion
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LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DE MATERIALES AVANZADO
ENSAYO DE TRACCIÓN
LABORATORIO N° 01
INFORME
Integrantes del Grupo:
Trujillo Isarra Isaías Efraín Huamán Chicnes Luis Arturo Travezaño Jaco Josef Medrano Cardenas Juan Michel Orihuela Pérez Gerson
Sección:
C12-3-D
Fecha de realización: 10 de agosto
Fecha de entrega:
Profesora:
Chevarria Moscoso, Margarita
2015-II
IntroducciónEl presente laboratorio sobre ensayos de tracción tiene el objetivo de determinar aspectos importantes de la resistencia y alargamiento de materiales, que pueden servir para el control de calidad, las especificaciones de los materiales y el cálculo de piezas sometidas a esfuerzos.
Uno de los ensayos mecánicos tensión-deformación más común es el realizado a tracción. El ensayo de tracción puede ser utilizado para determinar varias propiedades de los materiales. Normalmente se deforma una probeta hasta rotura, con una carga de tracción que aumenta gradualmente y que es aplicada lo largo del eje de la probeta. Los ensayos de tracción se realizan en materiales metálicos (aluminio y probeta de acero).
Existen diferentes normas para realizar el ensayo de tracción, DIN 53455, ISO/DP 527, ASTM 638.
Objetivos Analizar el comportamiento de los materiales sometidos a
esfuerzos de tracción. Realizar la prueba de tracción e interpretar los resultados
obtenidos. Evaluar en el grafico obtenido el esfuerzo vs deformación;
reconocer los valores obtenidos. Realizar cada trabajo con las normas de seguridad.
Fundamentos teóricos
ENSAYO DE DUREZA
La dureza da una medida de la resistencia de un material a la deformación plástica localizada. Los primeros ensayos de dureza se basaban en el comportamiento de los minerales junto con una escala construida según la capacidad de un material para rayar a otro más blando.
DUREZA BRINELL
Consiste en comprimir sobre la superficie del material a ensayar una
bolilla de acero muy duro durante un cierto tiempo (t) produciendo una
impresión con forma a casquete esférico.
Constante de ensayo: la resistencia de penetración varia con la solicitación y el penetrador => la dureza estará en función de la carga de ensayo y el diámetro de la bolilla.
Respecto a las cargas, tienen que ser proporcionales al cuadrado del diámetro, para que las huellas obtenidas sean semejantes,y los resultados, comparables.Es decir que P = K x DEl coeficiente K empleado depende de la clase de material, siendo mayor para los materiales duro y menor para los materiales blandos
DUREZA VICKERS
Otras técnicas de ensayo es de micro dureza Vickers (también a veces denominado pirámide de diamante). Este método es muy difundido ya que permite medir dureza en prácticamente todos los materiales metálicos independientemente del estado en que se encuentren y de su espesor. En este tipo de ensayo, un penetrador de diamante muy pequeño y de geometría piramidal cuadrada de diamante con ángulo 136º, es forzado en la superficie de la muestra. Las cargas aplicadas, mucho menores que en las técnicas Brinell y Rockwell. La marca resultante se observa al microscopio y se mide la longitud de las diagonales de la huella generada; esta medida es entonces convertida en un número de dureza mediante cálculos matemáticos.
DUREZA ROCKWELL
El ensayo de dureza Rockwell constituye el método más usado para medir la dureza debido a que es muy simple de llevar acabo y no requiere conocimientos especiales. Se pueden utilizar diferentes escalas que provienen de la utilización de distintas combinaciones de penetradores y cargas, lo cual permite ensayar virtualmente cualquier metal o aleación desde el más duro al más blando. Los penetradores son bolas esféricas de acero endurecido que tienen diámetros de 1/16,1/8, 1/4 y 1/2 pulg., y un penetrador cónico de diamante, el cual se utiliza para los materiales más duros. En el ensayo de Rockwell, la carga menor es de 10 kg, mientras las cargas mayores son 60, 100 y 150 kg.
Procedimiento
PROCEDIMIENTO:
a. En primer lugar, se procede a reunir los datos de la probeta a ensayar como: longitud inicial, diámetro inicial y área inicial.
Lo=5Do
ACERO
Lo=5(7.5)
Lo=37.5mm
ALUMINIO
Lo=5(7.96)
Lo=39.8mm
ACERO2
Lo=5(7.4)
Lo=37mm
Ao=π(Do2)/4
Acero
Ao=pi(7.5^2)/4
Ao=44.17mm2
Aluminio
Ao=pi(7.96^2)/4
Ao=49.76mm2
Acero2
Ao=pi(7.4^2)/4
Ao=43.008mm2
b. En segundo lugar, se procede a realizar la prueba de tracción, donde se hallará el diámetro final, longitud final, área final y resistencia a la tracción máxima.
Acero
Lf=48mm
Df=4.5mm
Af = 15.90mm2
σF=536.97Mpa
σF=370Mpa
Aluminio
Lf=43.73mm
Df=4.63mm
Af = 16.83mm2
σmax=224.02Mpa
σF=105Mpa
Acero2
Lf=49.7mm
Df=4.93mm
Af = 19.08mm2
σmax=563.17Mpa
σF=450Mpa
c. Finalmente, con los datos anteriores se procederá hallar la fuerza de restricción, fuerza de fluencia, % de irreductibilidad
σmax=FmaxAo
σF=FfluenciaAo
% =[(Lf-Lo)/Lo]X100∈
% =[(Ao-Af)/AO]X100∅
Acero
Fmax= Ao ( σmax )
Fmax= 44.19 (536.97)
Fmax=23.73kN
Fluencia= Ao (σF)
Ff=44.17 (370)
Ff=16.34kpa
% =[(Lf-Lo)/Lo]X100∈
% =[(48-37.5)/37.5]X100∈
% =28∈
% =[(Ao-Af)/Ao]X100∅
% =[(44.17-15.9)/44.17]X100∅
% =64∅
ALUMINIO
Fmax= Ao ( σmax )
Fmax= 49.76 (224.02)
Fmax=11.15kN
Ffluencia= Ao (σF)
Ff=49.76 (105)
Ff=5.22kpa
% =[(Lf-Lo)/Lo]X100∈
% =[(43.73-39.8)/39.8]X100∈
% =9.87∈
% =[(Ao-Af)/Ao]X100∅
% =[(49.76-16.83)/49.76]X100∅
% =66.17∅
Acero2
Fmax= Ao ( σmax )
Fmax= 43.008 (563.17)
Fmax=24.22kN
Ffluencia= Ao (σF)
Ff=43.008 (450)
Ff=19.35kpa
% =[(Lf-Lo)/Lo]X100∈
% =[(49.7-37)/37]X100∈
% =34.32∈
% =[(Ao-Af)/Ao]X100∅
% =[(43.008-19.08)/43.008]X100∅
% =55.63∅
TABLA DE RESULTADOS:
ACERO ALUMINIO ACERO2Do 7.5mm 7.96mm 7.4mmDf 4.5mm 4.63mm 4.93mmLo 37.5mm 39.8mm 37mmLf 48mm 43.73mm 49.7mmAo 44.17mm2 49.76mm2 43.008mm2Af 15.9mm2 16.83mm2 19.08mm2σmax 536.97Mpa 224.02Mpa 563.17MpaσF 370Mpa 105Mpa 450MpaFmax 23.73KN 11.15KN 24.22KNFf 16.34kpa 5.22kpa 19.35kpa%∈ 28% 9.87% 34.32%%∅ 64% 66.17% 55.63%
RESULTADOS
HOJA DE TRABAJO N° 1 EQUIPO EQUO-TIPOBSERVACIONES
MATERIALES HB HV HRB HRCSAE 1020 171 174 86.8 ……………SAE 1045 192 199 92.3 ………….
LATON 65 …….. 27.4 …………COBRE 58 …….. ……… ……………..
ALUMINIO 120 108 60.6 …………..Acero inox. 179 185 89.7 ………....
HOJA DE TRABAJO N° 2 DUROMETRO UNIVERSAL ZWICK/ ROELLMATERIALES HV HB HRB HRC
SAE 1020 192 199 86.8 …………SAE 1045 179 185 89.7 …………
LATON 65 ………. 27.4 …………COBRE 58 ……….. ………… ………
ALUMINIO 30 18 10 ………….ACERO
INOXIDABLE179 185 92.3 ………….
I. CONCLUSIONES:
Se determinó las propiedades de los materiales haciendo una prueba de resistencia con diferentes tipos de inventadores según la muestra (acero cobre aluminio).
Se llegó a ejecutar el ensayo de tracción, obteniendo los siguientes resultados para cada tipo de material. Analizando la gráfica que se obtuvo en la computadora el aluminio es frágil, acero tenaz y polímero dúctil.
II. BIBLIOGRAFÍA;
M. F. ASHBY(2008).MATERIALES PARA INGENIERIA 1(Volumen i).Barcelona, España: Reverté.
RUSSELL CHARLES HIBBELER (2006).MECANICA DE MATERIALES. México D.F., México: Pearson.
Ciencia e Ingeniería de los Materiales” D. R. ASKELAND, Editorial Paraninfo- Thomson Liaoning, (2001). 620 ASK cie.
-Ciencia e Ingeniería de los Materiales: estructura y propiedades J. A. Pero- Sanz Elorz, Editorial: Dossat 2000, (2000).
-Ciencia de Materiales: Aplicaciones en ingeniería J. Newell, Editorial: Alfaomega 2009, (2011).
TEST DE COMPROBACIÓN
1. ¿Qué es la máxima resistencia a la tracción?
Llamado también estricción; es el punto máximo donde la probeta alcanza su resistencia máxima y está dada por la siguiente ecuación: σ máx=Fmáx /A ° .
1. ¿Qué es la fluencia?
Llamado también esfuerzo de fluencia; es el aumento de deformación plástica que sufre el material sin aumento de esfuerzos, en mayoría de casos reemplaza al límite elástico y se dice que el primer pico en formarse marca el esfuerzo de fluencia.
2. ¿Algunos de los materiales ensayados presento fractura frágil?
No presento ninguno de los materiales ensayados fractura frágil, al contario presentaron una fractura dúctil ya que presentaron deformación antes de romperse y una apariencia fibrosa.
3. ¿Qué aspecto presenta la fractura en un material dúctil?
Presenta una propagación lenta, gran deformación antes de romperse y apariencia fibrosa.
4. ¿Cómo se determina el módulo de Elasticidad?
Se obtiene directamente de la curva de tensión – deformación y es determinado por el cociente entre la tensión convencional y la deformación convencional, y está dada por la siguiente ecuación: E = σ /ε .
5. ¿Por qué en el ensayo de tracción se rompe una probeta con una carga inferior a la máxima soportada, según el diagrama Esfuerzo – Deformación?
Se debe al poco porcentaje de tenacidad del material ensayado y también a la baja ductilidad del mismo.
6. ¿Qué indica el hecho de que un material tenga un porcentaje de estricción alto?
Que el material tiene mayor tenacidad y también ductilidad; y eso hará que pueda absorber energía en el campo plástico.
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