Descripción de los ensayos de tracción aplicados al diseño de productos

1. Ensayos de tracción Tecnología de Materiales
Alberto Rosa Sierra, Dr. Ing.
Francisco J. González Madariaga, Dr. Ing.

3. Mango antideslizable
Cámara de absorción
de vibración
Cuerpo de FibraComp®
Superficie de
baja fricción
Filo de ultra
alta resistencia
Geometría optimizada
de la hoja

5. Cuando se somete una pieza
de metal a una fuerza de
tracción se produce la
deformación del mismo.
Si el metal recupera sus
dimensiones cuando se
elimina la fuerza, se dice que
ha sufrido una deformación elástica.
No puede soportarse mucha deformación elástica
porque los átomos se desplazan de sus posiciones
originales, pero sin alcanzar posiciones nuevas

6. Cuando el metal se deforma tanto que no puede recuperar
totalmente sus dimensiones originales, se considera que ha
sufrido una deformación plástica, en la cual los átomos se
desplazan continuamente

7. La propiedad de algunos materiales de ser
extensamente deformados sin llegar a la fractura es
una de las más útiles en la fabricación de productos.
Por ejemplo, la gran deformación plástica a que puede
ser sometido el acero de cofres y puertas de
automóvil sin llegar a la fractura

9. Información que aportan
Esfuerzo de tracción
Rigidez
Resistencia a la tracción
Tenacidad
Fuerza de tracción por unidad de
superficie soportada por la probeta
durante el ensayo
Representa la resistencia del material
a la deformación
Esfuerzo máximo soportado por la
probeta antes de romper
Representa el trabajo requerido para
romper el material
Impacto

10. En el ensayo de tracción, una
muestra de material se estira a
velocidad constante hasta la
fractura, que se produce en un
tiempo relativamente corto.

11. Curva Fuerza / Desplazamiento
Desplazamiento (mm)

12. Regiones de la curva Fuerza / Desplazamiento
σ
ε
Región de
deformación elástica
Región de
deformación plástica
Región de
ruptura
El material regresa a
su forma original
El material no puede
recuperarse por cambios en
su microestructura
El material falla por la
deformación plástica

14. Curva Tensión / Deformación
Tensión σ (MPa)
Deformación ε (mm/mm)
Cociente entre carga aplicada y sección transversal

15. Ejemplos de Curvas σ / ε

16. Resistencia a tracción
Máxima tensión que el material es capaz de soportar durante el ensayo

17. La fractura es la separación de un
sólido en dos o más piezas.
Se distinguen dos tipos:
La fractura dúctil tiene lugar
después de una deformación
plástica intensa
Son menos frecuentes que las
frágiles, su principal causa es el
exceso de carga

18. La fractura frágil se produce en forma rápida,
con una propagación veloz de la fisura
Las fracturas frágiles ocurren normalmente por
la existencia de defectos en los materiales.

19. Propiedades obtenidas
1. Módulo elástico, E
2. Límite elástico, Rp0.2
3. Resistencia a tracción, Rm
4. Ductilidad, 100 x ε rotura
5. Tenacidad

20. Módulo Elástico

21. Módulo de elasticidad en la primera
parte del ensayo, si la fuerza sobre la
probeta desaparece, la misma vuelve
a su longitud inicial. La tensión y
deformación siguen una relación lineal
que viene determinada por la Ley de
Hooke
E = σ / ε
donde E = módulo de elasticidad ó
de Young
Está relacionado con la fuerza del
enlace entre los átomos del material.
Módulo Elástico

22. Límite elástico Rp0.2
es el nivel de tensión al que un material
muestra una deformación plástica
significativa.
Es arbitrario y normalmente se determina
cuando se produce una deformación del
0,2%
Límite Elástico

23. Resistencia a la tracción Rm
es la máxima tensión que se alcanza en la
curva tensión-deformación. Si el material
tiene porosidad o inclusiones, estos
defectos pueden producir un descenso de la
resistencia máxima respecto al valor normal.
Resistencia a la tracción
Rm

24. Porcentaje de alargamiento este valor
proporciona un valor de la ductilidad del metal.
Tiene importancia no sólo como medida de la
ductilidad, sino también como índice de la
calidad del material. Si existe porosidad o
inclusiones, o deterioro debido a
sobrecalentamiento, el porcentaje decrecerá
por debajo del valor normal.
Ductilidad
100 x ε rotura

25. Coeficiente de Poisson
El coeficiente de Poisson es una constante
elástica que proporciona una medida del
estrechamiento de sección de un prisma de
material elástico lineal e isótropo cuando se
estira longitudinalmente y se adelgaza en las
direcciones perpendiculares a la de estiramiento 3%

26. Isotropía
Anisotropía
Isotropía, es la característica de los cuerpos cuyas propiedades físicas
no dependen de la dirección en que son examinadas. Es decir, se refiere
al hecho de que ciertas magnitudes vectoriales conmensurables, dan
resultados idénticos con independencia de la dirección escogida para
dicha medida. Cuando una determinada magnitud no presenta isotropía
se dice que presenta anisotropía.

27. Tenacidad
Energía total que es capaz de absorber un
material durante el proceso de deformación
plástica hasta la rotura

29. Ensayos de flexión