Diapositivas utilizadas en clases para Ensayo de Tracción y Dureza.

1. TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES
Ing. Willfor Goudeth
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2. UNIDAD II
Propiedades Mecánicas
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3. Objetivo Terminal de la Unidad
• Distinguir las propiedades mecánicas de un material
metálico y su relación con el empleo del mismo
Objetivos Específicos de la Unidad
• Caracterizar las propiedades mecánicas de los
materiales metálicos
• Relacionar las propiedades mecánicas con los distintos
usos en los cuales se puede emplear el material de
acuerdo a las solicitaciones mecánicas
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4. Contenido de la Unidad
• Deformación Plástica y Elástica
• Ductilidad y fragilidad
• Tensión y Deformación
• Diagrama Tensión Deformación
• Dureza
• Fractura
• Fatiga
• Ensayos para la determinación de las propiedades
• Manejo de normas ASTM
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5. Introducción
• El conocimiento de las propiedades mecánicas
de los metales permite poseer una herramienta
para comprender los distintos usos que se le
dan a los mismos en la industria. Cada uno de
ellos puede cumplir óptimamente una función
determinada de acuerdo a su diseño.
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6. Propiedades Mecánicas de los Metales y
Aleaciones
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7. Ensayos y Propiedades Mecánicas de los Metales y
Aleaciones
Ensayo de Tracción
Resistencia a la Tracción o Resistencia máxima
Resistencia a la fluencia
Ductilidad
Fragilidad
Ensayo de Fatiga
Resistencia a la Fatiga
Ensayo de Impacto
Tenacidad
Ensayo de Dureza
Dureza
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8. Ensayo de Tracción
Ensayo de Tracción
Resistencia a la Tracción o Resistencia máxima
Resistencia a la fluencia
Ductilidad
Fragilidad
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9. Deformación Elástica (Elasticidad)
Es la propiedad de un material en virtud de la cual las deformaciones
causadas por la aplicación de una fuerza desaparecen cuando cesa la
acción de la fuerza.
Lo: Longitud Inicial
Unidades:
Metros (m)
Centímetros (cm)
Lo Milímetros (mm)
Lf: Longitud Final
F
Unidades:
Metros (m)
Centímetros (cm)
Lo Milímetros (mm)
Lf F: Fuerza Aplicada
Unidades:
Kilogramos fuerza (Kg-f)
Newton (N)
Libras (Lb) 9
Lo

10. Deformación Plástica (Plasticidad)
Es aquella propiedad que permite al material soportar una deformación
permanente sin fracturarse
Lo: Longitud Inicial
Unidades:
Metros (m)
Lo Centímetros (cm)
F Milímetros (mm)
Lf: Longitud Final
Unidades:
Lo Metros (m)
Centímetros (cm)
Lf Milímetros (mm)
F: Fuerza Aplicada
Unidades:
Lo Kilogramos fuerza (Kg-f)
Newton (N)
Libras (Lb) 10
Lf

11. Ao: Área Inicial
Unidades:
A Ao Af Metros Cuadrados (m2)
Centímetros cuadrados (cm2)
Milímetros cuadrados (mm2)
Af: Área Final
Unidades:
Metros Cuadrados (m2)
Centímetros cuadrados (cm2)
Ao Af Milímetros cuadrados (mm2)
A
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12. Ductilidad
Es aquella propiedad que determina la capacidad que posee el material
de sufrir una deformación plástica.
Las medidas de ductilidad son de interés en tres formas:
Para indicar hasta cuanto el material puede ser deformado sin
fracturarse en operaciones de procesos de conformación, tales como
laminación o extrusión.
Para indicar al diseñador, de modo general, la habilidad del metal para
fluir plásticamente antes de fractura.
Sirve como un indicador de cambio en los niveles de impureza o
condiciones del proceso.
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13. Medición de la Ductilidad:
Deformación (%)
L f − Lo
ε = × 100
L0
Reducción de Área Ao− A f
RA= × 100
Ao
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14. Principio de Acción y Reacción
Fuerza Interna Fuerza Externa
Fuerza Interna = Fuerza Externa
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15. Esfuerzo ()
Es la fuerza sobre la unidad de área perpendicular a dicha fuerza
Fuerza Interna Fuerza Externa
A
F interna F externo
σ σ =
interno=
externo
A0 A0
σ interno= σ externo
Kg− f N Lb
, 2 , Mpa ,
Unidades mm2 m p lg2 15

16. Comportamiento Elástico-Plástico
Comportamiento Elástico-Plástico: existen materiales que son elásticos
puros, existen otros que son plásticos puros, y existen los que poseen ambos
comportamientos, como en el caso de las aleaciones.
Ante la aplicación de fuerzas que aumentan de magnitud progresivamente
los materiales elásto-plásticos, se comportan elásticamente dentro de un
rango de esfuerzos, pero al superarlos se comienza a comportar
plásticamente.
Resistencia a la fluencia o limite de fluencia: es el mayor valor del esfuerzo
hasta el cual el material mantiene un comportamiento elástico o es el menor
valor del esfuerzo para el cual se produce una deformación plástica.
Resistencia máxima o resistencia a la tracción: es el mayor valor del esfuerzo
alcanzado por el material a partir del cual se produce la fractura del mismo
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17. Ensayo de Tracción
Para conocer las fuerzas que pueden soportar
los materiales, se efectúan ensayos para
medir su comportamiento en distintas
situaciones. El ensayo destructivo más
importante es el ensayo de tracción, en donde
se coloca una probeta en una máquina de
ensayo consistente de dos mordazas, una fija
y otra móvil. Se procede a medir la fuerza
mientras se aplica el desplazamiento de la
mordaza móvil.
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18. Esquema del Ensayo de Tracción
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19. Esquema de la Probeta
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20. Longitud Inicial: 127 mm
Datos Area: 64,5 mm2
Fuerza (Kg-F) Longitud (mm) Esfuerzo (Kg-F/mm2) Elongación (%)
0,00 127,00 0,00 0,00
339,30 127,01 5,26 0,00
603,40 127,13 9,35 0,00
716,65 127,25 11,11 0,00
850,73 127,51 13,19 0,00
1007,93 128,02 15,63 0,01
1728,65 140,36 26,80 0,11
1752,66 141,77 27,17 0,12
1773,50 143,19 27,50 0,13
1806,56 146,08 28,01 0,15
1848,24 152,04 28,65 0,20
1860,02 155,12 28,84 0,22
1867,27 158,25 28,95 0,25
1869,08 159,84 28,98 0,26
1870,44 161,45 29,00 0,27
1870,89 163,07 29,01 0,28
1862,74 171,43 28,88 0,35
1850,96 176,65 28,70 0,39
1789,35 178,43 27,74
20
0,40
1723,67 180,22 26,72 0,42

21. Fila 7
Fila 8
Fila 9
Fila
10
Fila
11
Fila
12
Elongación (%)
Fila
Diagrama Esfuerzo-Deformación
13
Fila
14
Fila
15
Fila
16
Fila
17
Fila
18
Fila
19
Diagrama Tensión Deformación
Fila
20
Fila
21
21

22. Curva Fuerza-Desplazamiento
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23. Maquina Universal de Tracción
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24. D= 0,500 pulg ± 0,010 pulg Probeta Rectangular
G = 2,000 pulg ± 0,005 pulg Probeta Cilíndrica
Ao: ancho de la probeta
A = 2,250 pulg mínimo (2 ¼ pulg) A: sección reducida
Bo: espesor de la probeta
F @ 1 pulg B: tramo de calibración
R = 0,375 pulg (3/8 pulg) Co: longitud inicial (50 mm @ 2 pulg)
H = 0,8125 pulg (13/16 pulg) R: radio del filete o bisel (9.52 mm)
Area en D=0,19635 pulg² o puntos de elongación Do: diámetro inicial
G: longitud inicial
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25. Ensayo de Tracción
Curva Esfuerzo-Deformación
25

26. Ensayo de Tracción
Curva Esfuerzo-Deformación
26

27. Ensayo de Tracción
Curva Esfuerzo-Deformación
27

28. Ensayo de Tracción
Curva Esfuerzo-Deformación
28

29. Ensayo de Impacto
Tenacidad
Fragilidad
Ductilidad
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30. Tenacidad
• Es la habilidad de un material para absorber energía
durante la deformación plástica, capacidad para
soportar esfuerzos ocasionales superiores al
esfuerzo de fluencia, sin que se produzca la fractura.
• Un material frágil: absorbe poca energía durante la
deformación plástica.
• Un material dúctil: absorbe mucha energía durante la
deformación plástica.
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31. Ensayo de Impacto
Maquina de Impacto
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32. Ensayo de Impacto
Probeta
Probeta Charpy
Longitud: 55 mm
Ancho: 10 mm
Espesor: 10 mm
Muesca en V
Profundidad: 2 mm
Angulo: 45º
Radio de la Raiz: 0,25 mm
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33. Símbolo Superfície Distancia Forma de
Dimensiones
más usual de rotura entre oyos la probeta
KCU
ISO 10x10x55 10x5 40
KUF
Mes 10x10x55 10x8 40
Chp-V 10x10x55 10x8 40
Izod 10x10x130 10x8
Chp 30x30x160 30x15 120
DVM 10x10x55 10x7 40
DVMS 10x10x55 10x7 40
DVMK 6x6x44 6x4 30
VGB 15x30x180 15x15 120
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VSM 10x10x55 10x7,5 40

34. Ensayo de Impacto
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35. Ensayo de Impacto
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36. Ensayo de Impacto
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37. Ensayo de Dureza
Dureza
Se entiende por dureza la resistencia que presenta un cuerpo a la
penetración por otro. En una interpretación más específica, puede
entenderse por dureza la resistencia superficial de un cuerpo sometido a
un esfuerzo fuertemente localizado
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