Informe 03 Traccion Final

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado

PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR

MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA DE PLANTA TECNOLOGIA DE MATERIALES AVANZADO Informe 03 Ensayos Destructivos ENSAYO DE TRACCIÓN

Aumno(a):    

Apaza Cerezo Yaneth Miriam Humpire Tintaya Diego Rodrigo Rondan Flores Anyeli Rubi Vilca Churo Kristel Amanda

Docente: 

Juan Manuel Gómez

III SEMESTRE ¨B¨ Arequipa – Perú

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado LABORATORIO 02

CODIGO DE CURSO:

TAREAS: - Ensayo de Tracción a probetas cilíndricas - Interpretación de resultados

LUGAR DE REALIZACION

DURACION DE LA TAREA

TALLER M1

01 SESIONES

1. OBJETIVOS Realizar probetas normalizadas de tracción conforme a la normalización aplicable. Realizar e Interpretar los valores obtenidos en los ensayos de tracción para diferentes materiales. Realizar informes técnicos de resistencia a la tracción para diferentes materiales metálicos y no metálicos.

CODIGO: M35313

TOLERANCIA 5min

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado LABORATORIO 02

CODIGO DE CURSO:

TAREAS: - Ensayo de Tracción a probetas cilíndricas - Interpretación de resultados

LUGAR DE REALIZACION

DURACION DE LA TAREA

TALLER M1

01 SESIONES

1. OBJETIVOS Realizar probetas normalizadas de tracción conforme a la normalización aplicable. Realizar e Interpretar los valores obtenidos en los ensayos de tracción para diferentes materiales. Realizar informes técnicos de resistencia a la tracción para diferentes materiales metálicos y no metálicos.

CODIGO: M35313

TOLERANCIA 5min

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado AN LISIS DE TRABAJO TRABAJO SEGUR SEGURO O (ATS) (ATS) ENSAYO DE TRACCION

DOCENTE

Juan Manuel Gómez

ALUMNOS :

1. Apaza Cerezo Yhanet 2. Humpire Tintaya Diego

LABORATORIO X AMBIENTE TALLE TA LLER R SESI SE SI N N° 3. Rondan Flores Anyeli 4 Vilca Churo Kristel

Fecha: M-1 2

07 05 14 Día Mes Año

EQUIPO DE TRABAJO

2

Características de Equipos y herramientas: herramientas : Máquina de Tracción Computadora con Software de Ensayo de Tracción  

N°

PASOS PASOS DE LA TAREA

DA O (RIESGO) (RIESGO) PRESENTE PRESENTE EN CADA CASO

CONTROL DE RIESGO

1

Preparación de las probetas.

Tropiezos al caminar, y caídas de materiales o piezas Caminar Caminar cuidad cuidadosa osame mente nte,, Tener Tener todos todos los implem implement entos os de de segu segu Entregadas. Para realizar el respectivo ensayo de tracción.

2

Encendido de la máquina de traccionXwick/Roell ZO 50 y del computador. Calibrar el software para la máquina de tracción.

Riesgo eléctrico al encender las maquinas por manipulación de cables y conexión al tomacorriente. No presenta riesgo alguno.

Observar que los cables de las maquinas se encuentren en buen estado antes de conectar al t omacorriente.

4

Medición de las probetas antes del montaje en la máquina.

Caída de las materiales e i nstrumentos de medición.

Ser cuidadoso al momento de tomar las medidas, sujetar bien la pieza.

5

Montaje de la probeta en la máquina Daño Dañoss prod produc ucido idoss por por las las pinz pinzas as de de la máq máqui uina na de de tra tra Tener cuidado con las pinzas de sujeción. De tracción debido a la presión de las mismas. Elaboración del ensayo. Desprendimiento de partículas de las probetas al Tener cuidado al empezar el ensayo hasta que que se esté momento del corte completamente seguro de la sujeción, mantener distancia en el momento del ensayo. Toma de datos Toma de datos erróneos. Tener cuidado al momento de tomar los datos ya que pueden ser incorrectos. Desmontaje de la probeta de la Caída de materiales, daños daños producidos por por la Verificar que la maquina se encuentre en buen estado al máquina de tracción manipulación de la máquina. terminar el ensayo. Orden y limpieza. Caídas, tropiezos, choques. Realizar la limpieza del lugar de trabajo.

3

6 7 8 9

Tener cuidado al momento de calibrar el software para mantener los equipos en buen estado.

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado 2. IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD

3. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

Máquina de Ensayo de Tracción ZWICK ROELL (Rango 0-50kN)

DESCRIPCION FOTOGRAFICA

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado 2. IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD

3. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

DESCRIPCION FOTOGRAFICA

Máquina de Ensayo de Tracción ZWICK ROELL (Rango 0-50kN)

Software para Ensayo de Tracción TESTXPERT

Pie de rey para mediciones

4. MATERIALES 

Probetas de Tracción Cilíndricas de diferentes materiales


Acero 1020

Acero Inox

Aluminio

Bronce

Cobre

5. ANÁLISIS DE RIESGOS (PELIGROS POTENCIALES) Seguridad RIESGO

DESCRIPCIÓN DEL PELIGRO

Cortocircuitos

Los alumnos que realizan trabajos con componentes mecánicos y/o eléctricos, no deberán conectar inadecuadamente a los toma corrientes.

Agentes que pueden dañar los instrumentos de comprobación.

Los alumnos que realizan trabajos de equipos, deberán tener cuidado con el empleo correcto de los instrumentos de medición y comprobación.

Medio Ambiente

Los alumnos que realizan trabajos con diferentes contaminantes como grasas, aceites o similares, deberán tener cuidado con el empleo correcto y eliminación de los residuos después del ensayo. INSTRUCCIONES DE TRABAJO. Trabajar en forma ordenada. Nunca juntar instrumentos de comprobación y medición con otras herramientas

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado 6. FUNDAMENTO TEÓRICO 6.1.

ENSAYO DE TRACCION

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 úniaxialmente a lo largo del eje de la probeta. Los ensayos de tracción se realizan en materiales metálicos y no metálicos, donde existen diferentes normas para preparar probetas y realizar el ensayo de tracción, la normalización mayormente utilizada es la dada por la ASTM. En un ensayo de tracción pueden determinarse diversas características de los materiales elásticos: 









6.2.

Módulo de elasticidad o Módulo de Young: Cuantifica la proporcionalidad anterior. Es el resultado de dividir la tensión por la deformación unitaria, dentro de la región elástica de un diagrama esfuerzo-deformación. Límite de fluencia o límite elástico aparente: Valor de la tensión que soporta la probeta en el momento de producirse el fenómeno de la cedencia o fluencia. Este fenómeno tiene lugar en la zona de transición entre las deformaciones elásticas y plásticas y se caracteriza por un rápido incremento de la deformación sin aumento apreciable de la carga aplicada. Límite elástico (límite elástico convencional o práctico): Valor de la tensión a la que se produce un alargamiento prefijado de antemano. Es la máxima tensión aplicable sin que se produzcan deformaciones permanentes en el material. Resistencia a tracción: Carga máxima resistida por la probeta dividida por la sección inicial de la probeta. Estricción: Es la reducción de la sección que se produce en la zona de la rotura. CURVA ESFUERZO-DEFORMACION


Deformación Elástica

Deformación Plástica

Precede a la deformación plástica Es reversible Desaparece cuando la tensión es removida Es prácticamente proporcional a la tensión aplicada (obedece a la ley de Hooke) 6.3. NORMAS APLICABLES:

Es provocada por tensiones que sobrepasan el límite de elasticidad. Es irreversible por que el resultado del dislocamiento es permanente y no desaparece cuando la tensión es removida.

Imagen 01: Dimensiones de Pobreta Cilíndrica según Norma E8

Para este ensayo nos basamos en la norma ASTM E-8 para ensayos de tracción de probetas cilíndricas a continuación en la figura detallamos las medidas de las probetas.


6.4.

DIFERENCIA ENTRE EL ESFUERZO-DEFORMACION REAL Y EL INGENIERIL:

La reducción del esfuerzo más allá del punto de resistencia a la tensión ocurre debido a la reducción del área (cuello) y no a un ablandamiento del material. El esfuerzo y la deformación ingenieril se basan en el área inicial de la probeta y por lo tanto no tienen mucho sentido después de carga máxima, discrepan de la realidad. El esfuerzo real (ơi) y la deformación real (ɛ i), basadas en las áreas (ai) y longitudes (li) instantáneas, son variables que evalúan el esfuerzo y deformación verdadera, sobre todo para valores después de carga máxima: El esfuerzo real (ơi) Ơi = F /Ai

La deformación Real (ɛi)

Ɛi = ln (li/lo)

NOTA: Por motivos de estudio de materiales trabajamos con el esfuerzo ingenieril y para así también obtener el límite de fluencia, límite elástico y la zona de estricción ya que si se trabaja de forma real, sería muy complicado la toma de datos.


Imagen 02: Curva Esfuerzo – Deformación Real e Ingenieril

A) ESFUERZO INGENIERIL:



=  

B) DEFORMACION INGENIERIL:

  Ɛ=   





C) MOFULO DE ELASTICIDAD:



= Ɛ

D) ESTRICCIÓN:

ó =  − 

 







7. PROCEDIMIENTO: PREVIO ANTES DE REALIZAR EL ESNAYO DE TRACCIÓN: Mecanizar las Piezas Cilíndricas en el Taller M6, teniendo en cuenta sus dimensiones según Norma. El procedimiento se basa en Refrentar los extremos de la Pieza, Cilindrar aproximadamente 40mm en la parte interna media, y realizar un Ranurado no exagerado de aproximadamente 0,5mm en la parte Central para que cuando la pieza esté sometida al ensayo la ruptura sea más eficiente. 



Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado TAREA N°1: Operación de la Máquina de Tracción 



 

Antes de realizar el ensayo de tracción de diferentes materiales realizar una breve lectura del manual de operación y realizar un resumen de este. Verificar el programa de ensayo de tracción TESTXPERT y su forma de utilización. Verificar el programa de Modulo Educacional del software TESTXPERT Indicar los principales iconos y herramientas para el uso del software.

TAREA N°2: Realización de Ensayo de Tracción. Ejecutar, evaluar e Interpretar la resistencia a la tracción de los materiales propuestos mediantes los ensayos realizados en la máquina de tracción, para probetas planas y circulares. Calcular la resistencia a la tracción y demás datos de manera teórica o a través de fórmulas aplicables y completar el cuadro N°1 Evaluar e Interpretar los datos obtenidos a través del software que presento para cada probeta y completar el cuadro N°2. (Pegar gráficos obtenidos para cada material y explicar) Realzar un cuadro comparativo entre los datos calculados matemáticamente, los datos del software y datos teóricos. Después de realizado el ensayo mencionar y evaluar los tipos de fractura presente en cada material propuesto.











TAREA N°3: Análisis de Resultados y Conclusiones 

 

Realizar un reporte fotográfico del Ensayo de Tracción para los diferentes materiales propuestos. Completar el Cuestionario y Anexos propuestos. Conclusiones y Recomendaciones

Imagen 02: Maquina de Tracción con Probeta de Acero 1020

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado PREVIO ANTES DE REALIZAR EL ESNAYO DE TRACCIÓN: Al realizar el mecanizado en el Torno 1 del Taller M7 se tuvieron en cuenta la normalización de la fabricación de Probetas realizando los siguientes pasos. a) Sujeción de la Pieza con el Palto Universal aproximadamente con un ingreso de 75%. b) Punto Centro con una Broca Guía HSS Nº 4. c) Refrentado en los extremos con una cuchilla HSS, así la probeta tendrá estética y mayor sujeción con una superficie lisa. d) Cilindrado Central de 40 mm de Longitud Inicial con un Diámetro Inicial de 8mm. e) Ranurado o desbaste de aproximadamente 0,5 mm en el centro de toda la probeta, esto para mejorar el punto de ruptura cuando esté sometido a Tracción.

D8 40 Imagen 03: Probeta normalizada del material a ensayar. Dimensiones: Longitud Inicial 40mm - Diámetro inicial de 8mm.

Imagen 04: Mecanizado de una Probeta en el Torno

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado TAREA N°1: OPERACIÓN DE LA MÁQUINA DE TRACCIÓN CALIBRACION DE LA MAQUINA 

Antes de realizar el ensayo de tracción de diferentes materiales realizar una breve lectura del manual de operación y realizar un resumen de este. 1. Se debe prender la computadora donde está instalado el programa TESTXPERT II. Este programa permitirá obtener datos del ensayo enviados por la máquina de tracción Zwick/Roell. 2. Para iniciar con la calibración de la maquina es importante no tener la probeta en las mordazas. 3. Damos clic en Archivo>metal>Ensayo de tracción /Material metálico. Se espera a que el programa cargue y se abra la ventana para realizar la configuración para e ensayo. 4. Damos clic en la opción Asistente> tipo de probeta>cilíndrica.

5. La máquina requiere una Posición de inicio, significa la distancia a la que se van a ubicar las mordazas que sujetan a la probeta, en este caso se eligió la distancia de 60 mm. Luego, la velocidad será de 100mm/min. Las mordazas se ubican a 60 mm . 6. Luego damos clic en PRECARGA, esto significa que inicialmente la probeta probablemente se encuentre curveada a nivel molecular, la precarga es la fuerza inicial que enderezara la probeta antes de la toma de datos. Es importante colocar la probeta solo ajustada por la abrazadera inferior, luego seleccionar la fuerza CERO y ajustar la segunda abrazadera.


7. Damos clic en la opción PARAMETROS DE ENSAYO para configurar: 7.1. Límite de fluencia>sencillo 7.2. Velocidad del límite de fluencia> depend e del material qu e se este >mm/min usando 7.3. Velocidad de ensayo>depende del material que se este usando>mm/min.

8. Seleccionamos la opción RESULTADOS, en esta opción seleccionamos lo que queremos que la maquina calcule en el ensayo. Se seleccionó: a. Esfuerzo en rotura b. Fuerza máxima de tracción c. Resistencia a la tracción d. Límite superior de fluencia


9. Lugo se selecciona PARAMETROS DE INFORME, esta opcion es para configurar los datos que saldrán en la hoja de datos que la maquina proporciona. Las opciones son Encabezado, Cliente, Normas de ensayo, Material, Tipo de probeta, Analista, Datos de maquina (Zwick Roell Z050).

10. Luego seleccionamos la opción Pantalla Serie y llenamos los datos que solicita como el diámetro de la probeta y la longitud de ensayo.

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado 11. Luego, seleccionamos GRAFICA DE LA PROBETA y damos inicio al ensayo.

12. Para obtener los datos calculados por la maquina seguimos la siguiente secuencia: Archivo>Puertos de exportación>Excel>Aceptar. 13. Obtenemos los datos en Excel que será de mucha utilidad para los cálculos. 14. Para cambiar las unidades de la fuerza Estándar se realiza de la siguiente manera: Anticlic>configuración de la gráfica de curvas>seleccionamos las unidades para la fuerza estándar ya sea MPa o N. 15. Se vuelven a exportar los datos a Excel para obtener otro documento pero con la fuerza estándar en N.

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado TAREA N°2: REALIZACIÓN DE ENSAYO DE TRACCIÓN I.

Ejecutar, evaluar e Interpretar la resistencia a la tracción de los materiales propuestos mediantes los ensayos realizados en la máquina de tracción, para probetas planas y circulares.

MATERIAL Acero 1020 Acero Inox Aluminio Bronce Cobre

II.

Lo (mm) 43,3 / 165 37,7 / 155 37,5 / 149 39,0 / 163 38,7 / 162.6

Do (mm) 8,2 7,68 7,7 8,2 7,24

Ao (mm2) 52.81 46,32 46,56 52,81 41,7

Af (mm2) 20.42 19,63 20,43 50,26 12,57

Lf (mm) 208 159 158,9 164,5 169

Calcular la resistencia a la tracción y demás datos de manera teórica o a través de fórmulas aplicables y completar el cuadro N°1 Cálculos Completos:

ACERO 1020 Esfuerzo Máximo

Esfuerzo de Rotura

Análisis

 =     =   =  =   =  338

Deformación Máxima

Módulo de Young

Estricción

Ɛ =   Ɛ =    Ɛ =26.06%  =   Ē = 47059.37 ² =(   )

Interpretación En el punto de esfuerzo ultimo o maximo la fuerza aplicada es de 24,68 KN y el area inicial es de 52,81 mm2, este punto indica la resistencia maxima de la probeta. El esfuerzo maximo empleado para romper la probeta de cobre es de 338 N/mm2, esto significa que el acero 1020 sosporto esa carga en ese punto. La deformación máxima de la probeta de Acero 1020 es de 26,06% esto se obtuvo comparando las longitudes tanto inicial como final. El modulo de elasticidad del Acero 1020 es de 47059,37 N/mm2, este valor no es correcto debido a que la maquina estuvo mal calibrada. La estriccion para esta pieza, es decir, desde donde empieza a disminuir


Deformación permanente al esfuerzo máximo ALUMINIO Esfuerzo Máximo

Esfuerzo de Rotura


Módulo de Young

Estricción

Deformación permanente al esfuerzo máximo

 =    = =    =  

el area en la probeta es del 61,3 %.

Análisis

Interpretación En el punto de esfuerzo ultimo o maximo la fuerza aplicada es de 200,63 N y el area inicial es de 46,56 mm2, este punto indica la resistencia maxima de la probeta.

 =    =     =    =    =     =   Ɛ =   Ɛ =    Ɛ =6,23%

  =  =   =   =(   ) =    =  =    =  

La deformacion experimentada por la probeta es de 43 mm.

El esfuerzo maximo empleado para romper la probeta de Aluminio es de 158,186 N/mm2, esto significa que el Aluminio sosporto esa carga en ese punto. La deformación máxima de la probeta de Alumino es de 6,23% esto se obtuvo comparando las longitudes tanto inicial como final.

El modulo de elasticidad del Aluminio es de 3357,04 N/mm2, este valor no es correcto debido a que la maquina estuvo mal calibrada. La estriccion para esta pieza, es decir, desde donde empieza a disminuir el area en la probeta es del 56,12 %.

La deformacion experimentada por la probeta es de 9,9 mm.

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado BRONCE Esfuerzo Máximo

Esfuerzo de Rotura


Módulo de Young

Estricción


COBRE Esfuerzo Máximo

Esfuerzo de Rotura

Análisis

 =    =     =    =    =    =  

Ɛ =   Ɛ =    Ɛ=%

  =  =   =   =(   ) =   =% =    =   Análisis

 =     =    =    =    =     =  

Interpretación En el punto de esfuerzo ultimo o maximo la fuerza aplicada es de 18761,94 N y el area inicial es de 44,41 mm2, este punto indica la resistencia maxima de la probeta. El esfuerzo maximo empleado para romper la probeta de Bronce es de 405,41 N/mm2, esto significa que el Bronce sosporto esa carga en ese punto. La deformación máxima de la probeta de Bronce es de 0,9% esto se obtuvo comparando las longitudes tanto inicial como final. El modulo de elasticidad del Bronce es de 5596 N/mm2, este valor no es correcto debido a que la maquina estuvo mal calibrada. La estriccion para esta pieza, es decir, desde donde empieza a disminuir el area en la probeta es del 6,32 %. La deformacion experimentada por la probeta es de 1,5 mm.

Interpretación En el punto de esfuerzo ultimo o maximo la fuerza aplicada es de 12.37 KN y el area inicial es de 41.17 mm2, este punto indica la resistencia maxima de la probeta. El esfuerzo maximo empleado para romper la probeta de cobre es de 106.63 N/mm2, esto significa que el cobre sosporto esa carga en ese punto.

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado Deformación Máxima

Módulo de Young

Estricción


La deformación máxima de Ɛ =  la probeta de Cobre es de  3,78% esto se obtuvo  las longitudes Ɛ =   comparando tanto inicial como final. Ɛ =3,78% El modulo de elasticidad del    cobre es de 6042.086 1)  =  =   N/mm2, este valor no es  =   correcto debido a que la maquina estuvo mal   =   calibrada.        =  =   =  

=(   ) =   =% =    =  

La estriccion para esta pieza, es decir, desde donde empieza a disminuir el area en la probeta es del 69.47 %. La deformacion experimentada por la probeta es de 6.4 mm.

Valores Utilizados para obtener el Modulo de Young Acero 1020

Aluminio

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado Bronce

Cobre

III.

Después de realizado el ensayo mencionar y evaluar los tipos de fractura presente en cada material propuesto. MATERIAL Acero 1020

Acero Inox Aluminio Bronce

Cobre

TIPO DE FRACTURA Fractura moderadamente dúctil, comienza con la formación de un cuello y la formación de cavidades dentro de la zona de estrangulamiento. Fractura Frágil por no presentar mucha deformación plástica en el Cuello Fractura muy Dúctil por presentar deformación en forma de copa en el Cuello Fractura Frágil por no presentar nada de deformación en el Cuello no tiene deformación plástica ni estricción. Fractura Dúctil por presentar deformación en el Cuello de una manera casi cónica.

TAREA N°3: ANÁLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES 

Realizar un reporte fotográfico del Ensayo de Tracción para los diferentes materiales propuestos. MAQUINA DE TRACCION (Zwick RoellZ)


Ensayos de tracción con las probetas ALUMINIO

COBRE

ACERO 1020

BRONCE

Velocidad de ensayo: 20 mm/min Material: Aluminio Tipo: Probeta cilíndrica Velocidad recomendada:

Velocidad de ensayo:20mm/min Material: Cobre Tipo: Probeta cilíndrica Velocidad recomendada:

Velocidad de ensayo: 20 m/min Material: Acero 1020 Tipo: Probeta cilíndrica Velocidad recomendada:

Velocidad de ensayo: 20 mm/min Material: Bronce Tipo: Probeta cilíndrica Velocidad recomendada:

8. CONCLUSIONES: A. Se realizó las probetas de tracción con la ayuda del torno del M7 conforme a la norma ASTM E8

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado B. Logramos hallar los módulos de elasticidad, los valores de estricción y deformación máxima de los diferentes materiales para determinar si el material es dúctil o frágil o más resistente a la tracción. C. Mediantes el ensayo de tracción podemos identificar, analizar e interpretar las diferentes propiedades de cada material, por esto el ensayo de tracción es uno de los más usados en el campo industrial, además de brindarnos datos importantes acerca de sus propiedades mecánicas. D. El ensayo de tracción permite definir las características de cada material ya sea su resistencia, plasticidad, su módulo de elasticidad entre otras propiedades, lo que significa que se puede comprender el comportamiento de ciertos materiales en el campo industrial sometidos a diferentes acciones, permitiendo así la elección de materiales adecuados en los diseños industriales. E. Los ensayos nos permiten obtener valores de forma experimental los cuales influyen directamente en la calidad y costo de las estructuras que necesitemos realizar.

9. RECOMENDACIONES: A. Tener cuidado al momento de calibrar el software de la máquina para no obtener ningún dato erróneo. B. Al momento de colocar la probeta en la maquina verificar que se encuentre perpendicular a la base de la pinza inferior de la máquina, esto puede afectar los resultados obtenidos en la computadora. C. Mantenerse alejado de la maquina cuando se realice el ensayo porque puede haber un Desprendimiento de partículas de la probeta al momento del corte y puede dañar su vista. D. Es recomendable realizar un buen mecanizado de la probeta ya que es muy importante que la superficie para que no afecte en los resultados esperados. E. Es muy importante seguir el procedimiento del ensayo de acuerdo a la norma para obtener muy buenos resultados y que los datos experimentales se asemejen a los datos teóricos.

10. OBERVACIONES A. Comprobar los datos obtenidos en el ensayo conforme a la normalización aplicable.

11. BIBLIOGRAFIA: Leer más: http://www.monografias.com/trabajos46/fracturasmecanicas/fracturas-mecanicas2.shtml#ixzz312lIUVg8 Extraído el 05 de Mayo del 2014

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado Página web http://centraltrust.net/ivanbohman/productopdf/BRONCES%20ESPECIALE S.pdf extraído el día Martes 05 de Mayo del 2014 a horas 16:58 http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=MA6061T4 http://www.smithsadvanced.com/ElEspanol/downloads/2003_2024_AMI.pdf http://www.sumiteccr.com/Aplicaciones/Articulos/pdfs/AISI%201020.pdf http://www.tegmetal.com/CLASIFICACION%20AISI.pdf http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/4089/fichero/6.pdf http://www.utp.edu.co/~publio17/ac_aleados.htm http://www.copperinfo.co.uk/alloys/bronze/downloads/pub-40-CW451KPB102.pdf http://es.calameo.com/read/0005942431ace482fb097 norma ASTM E8 http://www.buenastareas.com/ensayos/Normas-Astm/108535.html otros no se

Tenga en consideración en todo momento acerca de las normas de seguridad.

12. CUESTIONARIO: A.

¿Cuantas veces más resiste el acero ensayado en comparación con el cobre y el aluminio y que beneficios se puede obtener de esta observación? El acero 1020 es más resistente que el cobre y el aluminio. Por consiguiente el acero 1020 muestra una zona plástica mayor. En general, un aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, pero como contrapartida incrementa su fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad.

B.

¿Cuál es el metal ensayado que permite mayor trabajo plástico? El acero 1020 muestra una zona plástica mayor y visible en comparación al aluminio, cobre y el bronce, según las tablas en ensayo y según información extraída.

.


C.

¿Cuál de los materiales ensayados presentó un mayor valor en su módulo de Young? El material que presenta mayor valor en su módulo de Young es el Acero 1020, es mucho mayor en cuanto a los otros metales ensayados ya que el valor bibliográfico del módulo de Young para un SAE 1020 es de 205 GPa mucho mayor que el aluminio que es de 73 GPa y que el bronce que es de 110 GPa.

D.

Indique un ejemplo en el cual el módulo de elasticidad sea fundamental en la elección de un material para fabricación de un elemento mecánico determinado. Al construir un diversas edificaciones para construcciones industriales, se selecciona el acero pues tiene mayor modulo en comparación que el aluminio, bronce y cobre; pero también tenemos que seleccionar que el acero no sea frágil sino dúctil, capaz de absorber energía de choque y además de mostrar cierta plasticidad para evitar malos resultados.

E.

¿Cómo se puede compensar la poca resistencia mecánica de un metal cuando tenga que ser elegido obligatoriamente para un requerimiento determinado? Para poder compensar la poca resistencia de un material se le tiene que hace un tratamiento, para así poder mejorar sus propiedades del mismo a través de algún tipo método como el temple.

F.

¿Porque los resultados de los ensayos de tracción para probetas cilíndricas es diferentes para probetas planas Una diferencia es el área ya que en este caso se trabajó con probetas cilíndricas.

G.

¿Cuándo se dice que un material está sometido a un esfuerzo de tracción? Cuando se desarrolla dos fuerzas que actúan en sentido opuesto sobre un material Y este presenta cambios de forma y separación debido a las fuerzas

H.

¿Qué es la fluencia? Es cuando experimenta alargamientos crecientes en función del tiempo, aún para cargas aplicadas constantes. La fluencia nos indica características resistentes de los materiales Si se aumenta la carga por encima de este límite de fluencia, se produce un alargamiento que progresa rápidamente hasta el límite de tracción.

I.

¿Cómo se determina la fluencia en un material dúctil? El límite de fluencia está determinado por la siguiente ecuación:

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado J.

¿Cómo se determina la fluencia en un material duro? Un material es más dúctil cuanto más extendido es su diagrama de esfuerzo y deformación.

K.

¿Qué aspecto presenta la fractura en un material dúctil? El límite de fluencia para los materiales duros, se pude determinar mediante las gráficas que a medida que va aumentando el contenido de carbono crece la resistencia; al mismo tiempo disminuye la deformación. Y Se va haciendo menos dúctil.

L.

Si en un determinado valor de fuerza P se detiene el ensayo de tracción y se quita las fuerzas que lo tensionan: ¿Cómo se determina la longitud final de la probeta? Esto va depender de la fuerza p. pues podría detenerse antes de que llegue a su límite de elasticidad y su longitud no variaría o podría sobrepasar su límite de elasticidad y la longitud seria otra.

M.

¿Por qué en el ensayo de tracción se rompe una probeta con una carga inferior a la máxima soportada, según el diagrama Esfuerzo – Deformación? Debido a la Estricción que causa una disminución de la sección en la fractura de una probeta además y también es por que Gran parte de la redistribución de las tensiones que surgen por efecto de la hiper estaticidad, de que no siempre se tiene en cálculos

N.

¿Qué indica el hecho de que un material tenga un porcentaje de estricción alto? Cuando más alto es el porcentaje de estricción, el material será más dúctil. Medida que va siendo menos dúctil, al final una rotura netamente frágil y por ello es evidente que desaparece la estricción.

Usar el sentido común y el conocimiento para contestar estas preguntas.

13. ANEXOS ANEXO 01: Probetas realizada en AutoCAD

Acero 1020


Bronce


Cobre

Acero inoxidable


Aluminio

ANEXO 02: Simulación en Programa de Internet

http://recursostic.educacion.es/fprofesional/simuladores/web/simuladores /fabricacionmecanica/ensayos_traccion/sim31_ensayosTraccion/sim.html




ANEXO 02: Traducción de la Norma E8

NOTA 1 - La sección reducida puede tener una conicidad gradual desde los extremos hacia el centro, con los extremos no más de 1 % más grandes en diámetro que el centro (dimensión de control). NOTA 2 - Si se desea, la longitud de la sección reducida puede aumentarse para acomodar un extensómetro de cualquier longitud de calibre conveniente. Las marcas de referencia para la medición de la elongación deben, sin embargo, estar espaciadas a la longitud de referencia indicada. NOTA 3 La longitud calibrada y filetes pueden ser como se muestra, pero los extremos pueden ser de cualquier forma para adaptarse a los titulares de la máquina de ensayo de tal manera

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado que la carga será axial (véase. Fig. 9). Si los extremos se celebrarán en mordazas de cuña es deseable , si es posible, para que la longitud de la sección de agarre lo suficientemente grande para permitir que la muestra se extienden en las garras de una distancia igual a dos tercios o más de la longitud de las garras .

NOTA 4 En las muestras redondas en las Figs. 8 y 9, las longitudes de banda son igual a cuatro veces el diámetro nominal. En algunas especificaciones de productos otras muestras se pueden proporcionar para , pero a menos que la relación de 4 - a - 1 se mantiene dentro de las tolerancias dimensionales , los valores de elongación pueden no ser comparables con los obtenidos a partir de la muestra de ensayo estándar . NOTA 5 - El uso de muestras más pequeñas de 0.250 -in. Diámetro se limitará a los casos en que el material a ensayar es de tamaño insuficiente para obtener muestras más grandes o cuando todas las partes están de acuerdo con su utilización para las pruebas de aceptación. Especímenes más pequeños requieren un equipo adecuado y una mayor habilidad tanto en el mecanizado y pruebas. NOTA 6 - Cinco tamaños de las muestras utilizadas a menudo tienen un diámetro de aproximadamente 0,505 , 0,357 , 0,252 , 0,160 y 0,113 pulgadas, siendo la razón para permitir cálculos fáciles de estrés de las cargas , ya que las áreas transversales correspondientes son iguales o cerca 0,200 , 0,100 , 0,0500 , 0,0200 , y 0,0100 cm2 , respectivamente. Así, cuando los diámetros reales están de acuerdo con estos valores, las tensiones (o puntos fuertes) se pueden calcular utilizando los coeficientes multiplicadores simples. Área de sección transversal total del alambre, varilla o barra se utilizará siempre que sea posible. La longitud de la galga para la medición de la elongación de alambre de menos de 1/ 8 de pulgada de diámetro será el prescrito en las especificaciones del producto. En alambre de pruebas, varilla o barra que tiene una 1/8-pulg. O de mayor diámetro, a menos que se especifique lo contrario, se utilizará una longitud de calibre igual a cuatro veces el diámetro. La longitud total de las muestras deberá ser al menos igual a la longitud de calibre más la longitud de material necesario para el uso completo de las empuñaduras empleadas. 6.6.2 Para el alambre de sección octogonal, hexagonal o cuadrado, para la barra o una barra de sección redonda en que el espécimen se requiere en 6.6.1 no es factible, y para la barra o una barra de sección octogonal, hexagonal o cuadrado, uno de los siguientes tipos de muestras se utilizará: 6.6.2.1 Completo Sección Transversal (Nota 11) - No se permitirá reducir la sección de prueba ligeramente con un paño o papel de lija, o la máquina lo suficiente para garantizar la fractura dentro de las marcas de calibre. Para el material que no exceda de 0,188 pulgadas de diámetro o distancia entre pisos, el área de sección transversal puede reducirse a no menos de 90 % de la superficie original sin cambiar la forma de la sección transversal. Para el material más de 0,188 pulgadas de diámetro o distancia entre pisos, el diámetro o distancia entre pisos pueden ser reducidos por no más de 0,010

pulg sin cambiar la forma de la sección transversal. Alambre o varilla que no exceda de 0.188 pulgadas cuadradas, hexagonales, octogonales o entre pisos puede ser convertido a un redondo que tiene un área de sección transversal no menor que 90 % del área del círculo inscrito máxima. Filetes, preferiblemente con un radio de 3/8 de pulgada, pero no menos de 1/ 8 de pulgada, se utilizarán en los extremos de las secciones reducidas. Cuadrado, varilla hexagonal, octogonal o más de 0,188 pulg entre pisos se puede girar a una redonda que tiene un diámetro no menor que 0,010 pulgadas menor que la distancia original entre pisos.

NOTA 11 - los extremos de los especímenes de cobre o de aleación de cobre pueden ser aplanadas 10 a 50 % de la dimensión original en una plantilla similar a la mostrada en la figura. 10 , para facilitar la fractura dentro de las marcas de calibre . En aplanando los extremos opuestos de la probeta de ensayo, se debe tener cuidado para asegurarse de que las cuatro superficies aplanadas son paralelas y que las dos superficies paralelas en el mismo lado del eje de la probeta de ensayo se encuentran en el mismo plano. 6.6.2.2 Para varilla y barra, el tamaño práctico más grande de la muestra redondas como se describe en 6.4 se puede utilizar en lugar de una muestra de ensayo de sección transversal completa. A menos que se especifique lo contrario en el pliego, las muestras deben ser paralelas a la dirección de laminado o extrusión.

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado Se utilizarán 6,7 Las muestras para Barra rectangular - En las pruebas de barra rectangular uno de los siguientes tipos de especímenes: 6.7.1 Sección -It Cross completa es permisible para reducir la anchura de la

muestra a lo largo de la sección de prueba con un paño o papel de lija o mecanizando suficiente para facilitar la fractura dentro de las marcas de calibre, pero en ningún caso la anchura reducida

ANEXO 03: Tipos de Fractura en Ensayo de Tracción Las fracturas por tensión pueden clasificarse en cuanto a forma, textura y color. Los tipos de fractura, en lo respectivo a la forma, son simétricos: cono y copa, planos e irregulares. Varias descripciones de la textura son: sedosa, grano fino, grano grueso o granular, fibrosa o astillable, cristalina, vidriosa y mate. Ciertos materiales se identifican efectivamente por sus fracturas. El acero suave en forma de una probeta cilíndrica normal usualmente presenta un tipo de fractura de cono y copa de textura sedosa. El hierro forjado presenta una fractura dentada y fibrosa, mientras que la fractura típica del hierro fundido es gris, plana y granular. Un examen de la fractura puede arrojar una pista posible de los valores bajos de la resistencia o la ductilidad de la probeta. La carga no axial causara tipos asimétricos. La falta de simetría puede también ser causada por la heterogeneidad del material o un defecto o una falla de alguna clase, tal como la segregación, una burbuja, o una inclusión de material extraña, tal como la segregación, una burbuja, o una inclusión de material extraña, tal como la escoria. Sobre la superficie fracturada del material que haya sido trabajado en fió o posea una condición de esfuerzo interno, debida a ciertos tratamientos térmicos, frecuentemente existe una apariencia de rayos o vetas que irradian de algún punto cercano al centro de la sección; esta ocasionalmente es denominada "fractura de estrella". Una descripción de la fractura debe incluirse en cada informe de ensayo, aun cuando su valor sea incidental para las fracturas normales. En la siguiente figura se muestran ilustraciones de un número de fracturas típicas.

Fractura copa y cono & Fractura plana. Como resultado de la triaxialidad de tensiones producida por la estricción, se alcanza una situación en la que las pequeñas inclusiones no metálicas que contiene el material en la zona estringida o bien se fracturan o bien se de cohesionan de la matriz metálica produciendo micro huecos que crecen gradualmente al ir progresando la deformación plástica, hasta coalescer. De este modo se genera una fisura interna plana en forma de disco orientada normalmente a la dirección del esfuerzo aplicado. Finalmente, la rotura se completa por corte a lo largo de una superficie cónica orientada a unos 45º del eje de tracción, dando origen a la clásica fractura copa y cono que se ilustra en la Fig. (a).

La producción de la rotura a lo largo de la superficie cónica tiene su origen en el hecho que a medida que el vértice de la fisura plana en forma de disco se acerca a la superficie de la barra, se pierde triaxialidad de tensiones porque la tensión normal a la superficie libre es nula. Por lo tanto, la constricción plástica disminuye y consecuentemente las tensiones de corte a 45º del eje se tornan preponderantes, lo que conduce a la rotura plástica a lo largo de tales planos. Si el material es frágil, o mediante una entalla superficial se induce un estado de triaxialidad superficial, tiende a suprimirse la zona cónica y se obtiene entonces una fractura plana como puede verse en la

Mantenimiento de Maquinaria de Planta Tecnología de materiales avanzado Fig. (b).

FRACTURA Es la separación de un sólido bajo tensión en dos o más piezas. En general, la fractura metálica puede clasificarse en dúctil y frágil. La fractura dúctil ocurre después de una intensa deformación plástica y se caracteriza por una lenta propagación de la grieta. La fractura frágil se produce a lo largo de planos cristalográficos llamados planos de fractura y tiene una rápida propagación de la grieta.

Energía de fractu ra po r im pacto para un acero al c arbono

Mecanismos de fractura Clivaje: Fracturas típicas en policristales. a. Fractura trasngranular Las grietas propagan cortando los granos.


b. Fractura intergranular Las grietas propagan a lo largo de las fronteras de grano.

c. FRACTURA DÚCTIL Esta fractura ocurre bajo una intensa deformación plástica.

Informe 03 Traccion Final

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