TP: ENSAYO DE TRACCION
Laboratorio de ciencia de los materiales
TP: ENSAYO DE TRACCION
Definición
El ensayo consiste en someter a una probeta
a un esfuerzo axial que va aumentando de
manera progresiva (pudiendo ser hasta la
rotura de la probeta), y a su vez, se registran
los valores de fuerza y deformación para
graficar los resultados y obtener propiedades
mecánicas del material ensayado
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Alcance del T.P
El alcance del ensayo a realizar en la UNLu
será obtener la curva tensión-deformación.
Luego, obtener características del material
interpretando los resultados obtenidos,
también verificar el tipo de rotura de las
probetas
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Características de entrada
Sección inicial
Longitud calibrada
Datos para el equipo
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Resultados
 Sección final
Curva tensión-deformación
Caract. Mecánicas de la probeta
Análisis del tipo de rotura
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Características del equipo Emic DL 3000
(30KN) de capacidad
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Curvas obtenidas con el equipo
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Nomenclatura utilizada






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



Probeta: Material que va a ser ensayado.
L0/L :Longitud Inicial / Final, distancia entra marcas de referencia
D: Diámetro, de la sección (circular),diámetro circunscrito mas pequeño que
contiene el contorno de la sección ( otras secciones).
So/S :Sección de la probeta antes de iniciarse el ensayo/Sección mínima de
la probeta luego de concluido el ensayo (en la estricción).
Probeta normal: Cuya sección y long. iniciales están de acuerdo a normas.
Probeta proporcional: En la cual se aplica una relación para normalizar la
muestra.
Qm: Carga máxima que soporta la probeta durante en el ensayo.
Qf: Carga final que actúa en la probeta en el momento de la rotura.
δ: Tensión, para un instante, es la carga dividida por la sección inicial de la
probeta.
Δl: Alargamiento, def. longitudinal del cuerpo originada por el esfuerzo.
ε :Deformación lineal media
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Cálculos
Los resultados del ensayo se aplican a todos los tamaños y
secciones transversales de un material (para diferentes
probetas), siempre que la fuerza se convierta en tensión y el
desplazamiento en deformación.
Tensión media [MPa]
Deformación media
(adimensional)
F

S0
F: Fuerza aplicada [N]
l

l0
I: cambio de longitud después de haber
S0 : área sección transversal original [mm2]
aplicado una tensión (mm)
Io: Longitud de referencia inicial (mm)
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Grafico esquemático del ensayo para acero
o
o
o
o
o
o
O:comienzo del ensayo.
A: (δp)Limite de
proporcionalidad
B. (δz)Limite elástico aparente
o superior de fluencia.
C:Incremento de la carga por
endurecimiento.
D:(Qm)Carga máxima.
E:Rotura
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Grafico real del ensayo para acero obtenido del
equipo Emic de la UNLu
o
o
o
o
o
o
O:comienzo del ensayo.
A: (δp)Limite de
proporcionalidad
B. (δz)Limite elástico aparente
o superior de fluencia.
C:Incremento de la carga por
endurecimiento.
D:(Qm)Carga máxima.
E:Rotura
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Modulo de elasticidad o de Young (E)
DEFINICION: Es la pendiente de la recta del diagrama TensiónDeformación en la región elástica.
σ
E
[GPa]
ε
Esta relación lineal se conoce como la Ley de Hook. El módulo de elasticidad
es una medida de la rigidez del material, un mayor módulo de elasticidad
indica que se necesita una mayor tensión para producir la deformación
elástica del material.
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Tensión
Elástica Plástica
Tensión
Tensión de Fluencia
Límite
superior de
fluencia
Límite inferior
de fluencia
Deformación
Deformación
Es el valor de tensión necesaria para iniciar la deformación plástica. En los materiales
metálicos es el esfuerzo necesario para iniciar el movimiento de las dislocaciones.
Según el material a ensayar, se la puede definir mediante uno de los siguientes
métodos:
•
•
Límite Convencional de Fluencia (Rp0.2): Tensión que corresponde a un
alargamiento porcentual no proporcional de 0.2%.
Límite de Fluencia (Re): Algunos aceros presentan el fenómeno de punto de
fluencia, en donde la transición elástica plástica está muy bien definida y ocurre en
forma abrupta. En este caso puede definirse un límite superior de fluencia (Reh) y
un límite inferior de fluencia (ReL).
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Probetas, tipos y secciones
CILINDRICAS
PLANAS
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Probetas, proporcionalidades
S0
d
L0
a
S0
b
Extremo
de amarre
Lc
Lt
Probeta Normal: Todas las dimensiones de la probeta están normalizadas.
Probeta Proporcional: La relación entre la longitud de referencia inicial (L0) y la
raíz cuadrada del área de la sección transversal (S0) está dada por la siguiente
relación:
L0  K S0
La norma IRAM define los siguientes valores para la constante de
proporcionalidad:
Probeta Proporcional Larga:
L0  11.30 S0
Probeta Proporcional Corta:
L0  5.64 S0
Para probetas cilíndricas, se emplean las siguientes relaciones:
Probeta Proporcional Larga:
Probeta Proporcional Corta:
L0  10d
L0  5d
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Probetas colocadas en el equipo
CILINDRICAS
PLANAS
(Mordazas “V”)
(Mordazas planas)
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Evolución de las probetas durante el ensayo
Tensión
Esquema
Deformación
CILINDRICAS
PLANAS
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Tipos de rotura y comportamiento dúctil / frágil
Tensión
A partir del ensayo de tracción, el comportamiento del material
se puede clasificar según si el material muestra o no capacidad
para deformase plásticamente.
Frágil
Dúctil
Deformación
No presenta deformación
plástica ni estricciòn
Fractura tipo “cono y
copa”
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Puntos a tener en cuenta para realizar el
ensayo en la UNLu

Definir la probeta para realizar el ensayo (tener en
cuenta la sección máxima que puede tolerar el
equipo, aprox. Ø 8mm. para un acero común tipo
SAE 1010)
Probeta tipo muestra de material: Trozo de producto, mecanizado o no,
que se somete a ensayo
Probeta normal: Cuya sección y longitud inicial están fijadas.
Probeta proporcional: En la cual se aplica una relación para dimensionar
la probeta.
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Puntos a tener en cuenta para realizar el
ensayo en la UNLu

Una vez determinada la probeta a utilizar para el ensayo,
medir con el calibre vernier las siguientes características
antes de comenzar el ensayo:
Longitud calibrada (Lc): Longitud de la zona de sección constante de la probeta
dentro de la cual se marca la longitud de referencia.
Longitud de referencia: Distancia entre marcas de referencia, realizadas dentro de
la longitud calibrada.
Longitud de referencia inicial (L0): La existente antes de ensayar la probeta.
d: Diámetro de la probeta de la sección transversal circular en la zona
calibrada.
S0: Área de la sección inicial de la zona calibrada de la probeta.
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Características a tener en cuenta para cargar
variables en el equipo de tracción de la UNLu







Definir la velocidad de avance del equipo, Velocidad de
Alargamiento o Velocidad de Desplazamiento de la mordaza
móvil del equipo, aprox. establecemos en 4 a 6 mm/min.;
Ingresar los valores de sección, tipo y otros medidos en el paso
anterior;
Establecer los parámetros de seguridad para evitar dañar el
equipo;
Editar el Relatorio (la hoja de presentación que entrega el
equipo);
Añadir las propiedades mecánicas que se desean que
aparezcan en el Relatorio;
Agregar las observaciones que se consideren necesarias para
presentar en el Relatorio;
Establecer los limites y escala del grafico para que sea
visualizado en su totalidad.
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Puntos a tener en cuenta luego de realizado el
ensayo

Con la probeta rota ensayada, medir sobre la misma con el
calibre vernier las siguientes características:
Longitud de referencia final (Lu): La existente luego de la
rotura de la probeta, cuando las partes son cuidadosamente
unidas y alineadas
.
Su: Área mínima de la sección de la probeta luego de la rotura
(en la estricción)..
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Puntos a tener en cuenta luego de realizado el
ensayo

Calcular las propiedades mecánicas:
Módulo de Elasticidad
Tensión de Fluencia
E
Δσ
Δε
Límite Convencional de Fluencia Rp0.2
Límite de Fluencia
Resistencia a la Tracción R 
Ductilidad
Fmax
S0
A
Lu  L0
x100
L0
Reducción de Área (estricción) Z 
S0  Su
x100
S0
Alargamiento porcentual
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Ejemplo de ensayo realizado en la UNLu para una
planchuela de acero SAE1010 donde se presenta
fluencia
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Ejemplo de ensayo realizado en la UNLu para una
planchuela de hierro laminada en caliente, no se
presenta fluencia
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