Propiedades mecanicas

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• Aprender a efectuar y analizar las diferentes pruebas mecánicas a los diferentes materiales.[pic 3]

• Determinar la grafica, obtenida en la Máquina Universal interpretando los puntos más importantes que relacionan las propiedades mecánicas de los materiales.
• Realizar la prueba de dureza de materiales metálicos
• Analizar la información que suministra cada prueba en un informe tipo artículo

Conocimiento del ensayo a tensión.

Normas necesarias:

A307 – 03a Standard Test Methods and definitions for Mechanical Testing of steel products

D636 – 03   Standard Test Methods for Tensil Properties of Plastic

E 8M – 03   Standard Test Methods for Tensil Testing of Metallics Materials

E74 – 02     Standard Practice for Verifying the Force Indication of Testing Machines

E6               Standard Terminology Relating to Methods of Mechanical Testing

• Una probeta de acero de refuerzo de 40 cm y  ½ pulgada de espesor (varilla de acero), probetas de plástico y madera

• Maquina universal de ensayos. Shimatzu USH-600 (Ensayos de comprensión, tensión, flexión)[pic 4]
• Mordazas del a máquina universal de ensayos
• PC
• Calibradores

(Adicionar las herramientas que hayan utilizado, diferentes a las enumeradas anteriormente)

Con la finalidad de evitar el proceso de maquinado de la probeta para cumplir con las dimensiones especificas de la norma ASTM E8-61T, solo se muestran las probetas maquinadas con las dimensiones apropiadas y se realiza el ensayo de tracción para “varillas de refuerzo” según lo establecido en la norma colombiana ICONTEC   . Esta norma tiene la ventaja de no exigir el maquinado de la probeta y brindar una medida de las propiedades mecánicas rápidamente, es aplicable solo a este tipo de material.  

1. Preparación de la probeta. El tamaño mínimo de la probeta (Fig. 1) corresponde a la longitud de medición (lO = 20 cm)  más una distancia (a + b), a cada lado de cada de las marcas. La distancia a debe ser mayor o igual a dos diámetros de la barra con la finalidad de minimizar el efecto de concentración de esfuerzos causado por las mordazas de la máquina de ensayo. La distancia b es donde se fijan las mordazas.  

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Figura 1. Longitud de medición de las deformaciones y longitud de la muestra

1. Marcar la probeta entre la distancia Lo (20cm) como se indica en la Figura 1. Estas marcas no deben realizarse mecánicamente ya que puede producir concentradores de esfuerzos. Las marcas se realizan en una de sus venas longitudinales o en la superficie de la barra entre resaltes, nunca deben ser colocadas en un resalte transversal.
2. Montar la probeta en la máquina de ensayos.  La distancia entre marcas debe quedar en la parte central entre las dos mordazas.  La fractura de la barra debe ocurrir dentro del tercio central de la distancia entre marcas, de no ser así el ensayo es inválido. Algunas veces se aplica una pequeña carga momentanea del orden del 5% al 10% de la resistencia a la fluencia de la barra, que luego se retira sin descargar del todo la máquina, con el fin de garantizar que las mordazas y las demás partes móviles han quedado apropiadamente ajustadas.
3. Registrar la temperatura ambiente con precisión de ±0,5°C. Algunas normas ponen restricciones en la temperatura ambiente mínima a que puede realizarse el ensayo.  Generalmente el límite inferior es de 15,5°C.  La razón de esto es la mayor fragilidad del acero a temperaturas bajas. No olvide que el acero al ser un material con celda cristalina BCC tiene el comportamiento de fragilización por temperatura.
4. La velocidad con que se aplique la carga a la probeta tiene un marcado efecto en los resultados de resistencia obtenidos. Una aplicación de carga muy rápida, o muy lenta, puede afectar las mediciones.  Esta es la razón por la cual las normas de ensayo especifican rangos de velocidad de aplicación de la carga, y ensayo debe realizarse a velocidades que estén dentro de estos rangos. La experiencia ha indicado que las siguientes velocidades de aplicación de la carga son razonables desde el punto de vista de aplicación de los esfuerzos a la probeta y capacidad de leer carga y la deformación.

• Hasta aproximadamente el 50% de la resistencia especificada a la fluencia se puede utilizar cualquier velocidad, pero una velocidad que introduzca 3000 kg/cm2 por minuto es adecuada.
• Desde el 50%  de la resistencia a la fluencia hasta el punto de resistencia última debe aplicarse entre 3000 y 4000 kg/cm2 por minuto, o,
• Periodo o intervalo elástico, usar una velocidad igual o inferior al 5% de la longitud entre marcas por minuto ( 0.05% Lo/min) o un aumento de tensión de 10 N/mm^2.min.
• Periodo o intervalo plástico, usar una velocidad igual o inferior al 40% de la longitud entre marcas por minuto ( 0.40 Lo/min).
• Mantener constante la velocidad en ambas zonas y pasar de una velocidad a la otra en forma progresiva, evitando cambios bruscos.

1. Verificarse que la falla haya ocurrido dentro de las zonas que prescriben las normas, generalmente en el tercio central de la distancia entre marcas.  Si la falla no ocurre allí este ensayo se considera nulo y debe repetirse.
2. Se realiza las mediciones de longitud final y de reducción en diámetro en la zona de falla.  La longitud final se obtiene uniendo los dos segmentos de la probeta del a mejor manera posible.  El diámetro en la zona de ruptura o zona de estricción, se mide con el mismo instrumento con que se había medido el diámetro original de la barra.
3. Se realizan los cálculos respectivos para determinar:

Limite de fluencia o Yield Strenght,

Resistencia a la tracción, esfuerzo ultimo o Tensil Strenght

Esfuerzo de rotura o Breaking Strenght

Modulo de elasticidad o de Young

Ductilidad, Expresada en Porcentaje de reducción de área o porcentaje de elongación.

A PESAR QUE ESTA NO ES LA PROBETA COMO ES MANDATORIA DE LA ASTM ASTM E8-61T, ES MANDATORIA DE LA NORMA ICONTEC

CALCULOS

Los datos de carga y alargamiento se convierten en esfuerzo y deformación con las formulas especificas y a partir de estos datos se realiza la curva Esfuerzo Vs Deformación.  Para el caso propio este calculo lo realiza internamente el sistema.