Guía Ensayo de Tensión. Universidad de Pamplona.

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- Limite de fluencia (Yield Strenght σf)

Es el momento en que el comportamiento a deformación de la pieza, debido a la carga que se le esta aplicando, se trasforma de elástico a plástico o permanente,, es decir que antes de este punto si se suprime la fuerza ejercida, la probeta retornará a su longitud inicial.

En algunos materiales metálicos, al comenzar la deformación plástica, el valor del esfuerzo disminuye desde un valor superior (σ2) a uno inferior (σ1). Inmediatamente después, el esfuerzo empieza a crecer nuevamente, entrando a la región de deformación plástica

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Figura 5. Esfuerzo de cedencia superior e inferior.

Para evitar problemas de interpretación, ASTM recomienda trazar una recta paralela a la del comportamiento elástico, que inicie en el eje de las deformaciones unitarias con una deformación de 0.002 o 0.2%. El punto de cruce o intersección de esa recta con la curva esfuerzo Vs deformación, definirá el esfuerzo teórico de fluencia del material.

- Módulo de Elasticidad.

La pendiente de la parte lineal de la gráfica esfuerzo Vs deformación representa la propiedad conocida como rigidez o Modulo de Elasticidad (E) en (lb/pulg2 - psi) o (N/mm2 – Pa) y se calcula mediante la siguiente fórmula:

E= σ/ε

Donde:

- [pic 7] = Es el módulo de elasticidad longitudinal.

- [pic 8] = Es el esfuerzo ejercido sobre el área de sección transversal del objeto.

- ε = Es la deformación unitaria en cualquier punto de la barra.

Esta propiedad se caracteriza por su utilidad a la hora de realizar la selección de un material debido a que su importancia a la hora del diseño.

- Zona Elástica.

Es la zona donde se establece una relación lineal o cuasi lineal entre los esfuerzos y las deformaciones unitarias.

- Zona Plástica.

Se encuentra limitada por el límite de fluencia del material y la falla del mismo; en esta zona las deformaciones presentadas en la muestra serán permanentes y se varían abruptamente las propiedades del material.

- Ductilidad.

La ductilidad es el grado de deformación que puede soportar un material sin romperse. Se calcula por las siguientes formulas:

- Deformación o elongación

Є = ∆L/Li

Donde:

- Li =Longitud calibrada inicial de la probeta (entre marcas).

- Lf= Longitud calibrada final de la probeta después de fractura (entre marcas).

- ∆L = Lf – Li.

- Reducción de Área

A= ∆A/Ai

Donde:

- Ao= Área inicial de la probeta (entre marcas)

- Af =Área final de la probeta, donde ocurre la fractura (entre marcas)

- ∆A = Ao – Af

- Características y especificaciones de la probeta de ensayo.

Según la norma ASTM E8/E8M la probeta que se use para la prueba puede ser cilíndrica o rectangular (Figura 6 y 7) y sus medidas pueden ser encontradas en la norma. En este laboratorio se usarán probetas cilíndricas de las siguientes dimensiones normalizadas:

- Probetas de sección transversal rectangular.

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Figura 6. Probeta de sección rectangular.

- Probetas de sección transversal circular.

[pic 11]

Figura 7 Probeta sección circular.

- Dimensiones de la probeta a ensayar.

Para este ensayo se usaran probetas de sección circular con especificaciones ASTM E8.

Dimensiones

Mm (in)

D

12.5 ± 0.2 (0.500 ± 0.010)

G

50 ± 0.1 (2.000 ± 0.005)

R

10 (0.375)

A

56 (2.25)

Tabla 2. Dimensiones de la probeta a usar (Probeta estándar).

- Tipos de fracturas en las probetas.

Tipo de fractura

Visualización

Fractura Dúctil: Ocurre bajo una intensa deformación plástica. La fractura dúctil comienza con la formación de un cuello y la formación de cavidades. Luego las cavidades se fusionan en una grieta en el centro de la muestra y se propaga hacia la superficie en dirección perpendicular a la tensión aplicada. Cuando se acerca a la superficie, la grieta cambia su dirección a 45° con respecto al eje de tensión y resulta una fractura de cono y embudo.

En este tipo de falla se apreciara en las caras de la fractura un color opaco y una estructura granular.

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Figura 8. Mecanismo de fractura dúctil y ejemplo fotográfico.

Fractura Frágil: La fractura frágil tiene lugar sin una apreciable deformación y debido a la rápida propagación de una grieta. La mayoría de las fracturas frágiles se propagan a través de los granos (transgranular). Las bajas temperaturas y las altas deformaciones favorecen la fractura frágil. En este tipo de falla se apreciara las caras brillantes y fracturas cortantes.

[pic 14][pic 15]

Figura 9. Tipos de