ENSAYO DE TRACCIÓNCarolina Meneses

Miguel Angel RestrepoCristian Hurtado

INTRODUCCION

En muchas ocasiones en el estudio de materiales se hace necesario conocer las cargas que son capaces de soportar diferentes materiales, Para esto se emplea unos procedimientos como lo son el ensayo de tracción.Este ensayo corresponde a medir la carga mientras se realiza un esfuerzo sobre una probeta de un material especificado cuyas propiedades conocemos de antemano.

Desarrollo Experimental

Para determinar las propiedades mecanicas de dos materiales se realizo un ensayo de traccion se con dos probetas (Fundicion gris y acero A36), con las siguientes caracteristicas:

Figura 1. Probeta fundición de hierro (medidas en mm)

Figura 2. Probeta A36 (medidas en mm)Este ensayo requiere la utilización de una máquina de ensayos denominada Maquina universal de ensayos, la cual mide la tensión aplicada a la probeta y la elongación de esta gracias a un extensómetro.

Figura 3. Maquina universal de ensayos

TABULACION DE DATOS

A partir de este ensayo se obtiene una tabla con los valores de carga y el alargamiento producido en cada probeta

1

Posteriormente se calcula el esfuerzo y la deformación, los cuales permiten determinar las siguientes propiedades mecánicas:

Figura 4. Tabulación de datos fundición gris

2

Figura 5. Tabulación de datos Acero A36

3

GRAFICAS ESFUERZO VS DEFORMACIÓN

Una vez completa la tabla se obtuvieron las cuervas Esfuerzo vs Deformación para las dos probetas.

Figura 6. Grafica Esfuerzo vs Deformación fundición gris.

Figura 7. Grafica esfuerzo vs deformación acero A36

El punto σp en la figura 7 se llama límite elástico. Si la probeta se carga más allá de este punto, se dice que la deformación es plástica y que el material tomará una deformación permanente cuando se retire la carga. Entre pl y el, el diagrama no es una línea recta perfecta, aun cuando la probeta sea elástica.

4

El punto de σy se denomina punto de fluencia, en el que la deformación unitaria comienza a crecer muy rápidamente sin que se observe un incremento correspondiente en el esfuerzo

La resistencia última, o de tensión, Su o Sut corresponde al punto u en la figura 7 y es el esfuerzo máximo alcanzado en el diagrama de esfuerzo-deformación.

Figura 8. Ejemplo grafica esfuerzo vs deformación de material dúctil

Figura 9. Ejemplo grafica esfuerzo vs deformación de material frágil

El diseño básico de una pieza a tracción es muy simple – aportar la suficiente sección transversal para resistir el esfuerzo aplicado. Una vez que se ha obtenido la magnitud del esfuerzo a soportar y la resistencia del material ha sido establecida, es posible calcular el área requerida de la sección transversal.Un ejemplo de esto se puede ver en cualquier elemento sometido a fuerzas externas, que tiendan a flexionarlo, está bajo tracción y compresión. Los elementos pueden no estar sometidos a flexión y estar bajo condiciones de tracción o compresión si se encuentran bajo fuerzas axiales.

5

Figura 10. Ejemplo de tracción

FRACTURAS

Al observar los cortes de ambas probetas, se obtiene que para la probeta de acero se ve una leve modificación del material antes de ser cortado, es decir una modificación del acero después de superar el esfuerzo máximo hasta su fractura. Mientras por su parte en la fundición gris el corte es plano debido a que presenta una deformación mucho menor a un material dúctil.

A continuación podemos observar las características de una fractura de un material dúctil y frágil

Figura 11. Fractura material dúctil

Figura 12. Fractura acero A36

Figura 13. Fractura material frágil

6

Figura 13. Fractura fundición gris

Podemos concluir que la fundición gris a través de las características mecánicas se comporta o clasifica como un material frágil. Y en el caso del Acero A36 por presentar características opuestas se puede clasificar como un material dúctil.

Esto se puede observar gracias a las características mecánicas del material obtenidas a partir de las gráficas de esfuerzo-deformación, tipo de fractura, etc.

Resultados

En el acero 36 tenemos:Una carga máxima (N): 10150,48145

σ= PA

La resistencia a la tensión de acuerdo a nuestro grafico seria de aproximadamente: 72MPaUn Límite de fluencia de aproximadamente: 64MPaY El límite de elasticidad es muy difícil observarlo por las propiedades del material.Con estos valores nos damos cuenta de que estamos dentro de los rangos esperados en general para estos materiales.

Fundición Gris tenemos:Una carga máxima (N): 10150,48145

σ= PA

Resistencia a la tensión de acuerdo al grafico aproximadamente: 400 MPa.Límite elástico con tolerancia de 0,02 de aproximadamente: 250 MPa.

Con estos valores que están dentro del rango esperado damos por terminado el ensayo de tracción y el desarrollo del laboratorio.

DiscusionesEn efecto podemos encontrar dos tipos de fracturas analizando los resultados obtenidos en esta práctica de laboratorio, como primer concepto tendremos el caso en el cual se puede identificar que en el lugar de la fractura se desarrolló una especie de cuello y la ruptura en un lugar donde estuviera localizada una falla, por lo tanto nuestro material acero a.36, es un material dúctil y en nuestro segundo ensayo el cual es una fundición gris observamos que no hay formación de cuello sino ruptura a lo largo del plano transversal por lo tanto es un material frágil.

Conclusiones

Con esta practica de laboratorio nos dimos cuenta y pudimos de manera experimental corroborar los conceptos vistos en clase sobre las propiedades mecánicas de algunos materiales en nuestro caso la fundición gris y el acero a-36, llegamos a cumplir nuestros objetivos de estudiar cada una de las propiedades de estos materiales y caracterizar sus propiedades.

7

De manera experimental conocimos y observamos las clases de fracturas que presentan los materiales y caracterizar los dos tipos de estas fracturas y estudiar las diferentes formas de darse cuenta que tipo de corte es de acuerdo al material.

Bibliografia ASKELAND, Donal R., “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, Thomson Editores. México, 1998.

GROOVER, Mikell P., “Fundamentos de Manufactura Moderna” Prentice Hall. México 1997. Capítulo 3 “Propiedades Mecánicas de los materiales”

CALLISTER, William. “Materials science and Engineering an introduction” John Wiley & Sons. Inc. México, 2007.

8