Ensayos de tracción

1. PRÁCTICA 4.1 Y 4.2
ENSAYOS DE TRACCIÓN
Ciencia de materiales
Alex Inza Gubía

2. M
Materiales empleados · 2
O
Objetivos del ensayo · 3
P
Probetas y normativa · 2
Procesos involucrados · 3
R
Resultados · 5

3. Materiales empleados
Para la realización de esta práctica se han utilizado diversas
probetas:
 Probeta de acero F115 (C55) normalizada de sección
cilíndrica de 10 mm y longitud de 100mm.
 Chapa de acero F111 (C15) normalizada de 100mm de
longitud, 20 mm de anchura y 22.
 Probeta de acero F114 (C45) normalizada de sección
cilíndrica de 10 mm de diámetro y longitud 100mm.
 Máquina de tracción universal
 Máquina de tracción moderna
 Calibre
Probetas y normativa
Las probetas utilizadas para esta práctica vienen descritas en
la UNE 7-474-92.
La probeta cilíndrica para utilizar es de acero especial no
aleado con un 0,55% de carbono, acero C55 o F115. La probeta
cilíndrica para utilizar es de acero especial no aleado con un
0,45% de carbono, acero C45 o F114 La chapa para utilizar es de
acero especial no aleado con un 0,15% de carbono, acero C15 o
F111.

4. Objetivos del ensayo
En este ensayo se pretende determinar el alargamiento, la
estricción, el módulo de elasticidad, la resilencia y la tensión
de fluencia de las probetas dadas.
Procesos involucrados
Se mide la longitud entre las cabezas y se divide en 10 partes,
realizando unas marcas que nos permitan identificar las
divisiones.
Se colocan las probetas en la máquina universal, utilizando los
sistemas de fijación que procedan para el tamaño y forma de la
probeta, se ajusta la velocidad de la máquina y se coloca el
papel milimetrado en el tambor para el registro de los datos, se
acciona la máquina y se registra la fuerza máxima que queda
registrada en el reloj de medida cuando la probeta se rompe.
Se determinan los puntos X (distancia de la rotura a la cabeza
más cercana), Y (distancia de la rotura hasta la cabeza más
cercana en el trozo más largo). Se determina el valor de n (nº
de divisiones entre X e Y) para cada caso, y la diferencia entre
el número de divisiones totales y n es lo que determina si la
rotura es par o impar. Se marcan los siguientes puntos en los
casos en los que corresponda (Z para rotura par, Z’ y Z’’ para
rotura impar): Z (𝑍 =
𝑁−𝑛
2
𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠), Z’ (𝑍′
=
𝑁−𝑛−1
2
𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠) y Z’’
(𝑍′′
=
𝑁−𝑛+1
2
𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠). Se determina la longitud L0, para el caso de
la chapa (
𝐿−𝐿0
2
= 10 𝑚𝑚), para el caso de las probetas cilíndricas
(𝐿0 = 8,16√𝜋 · 𝑟2).
Se toman las dimensiones oportunas para cada caso:

5. Con el acero F115, se trata de una rotura impar. Se mide el
diámetro final de la probeta y las distancias XY, YZ’ y YZ’’.
Luego evaluamos el acero F114, que se trata de una rotura par.
Se mide el diámetro final de la probeta y las distancias XY y
YZ. Para el último caso (acero F111), se trata de una rotura
impar. Se miden las distancias XY, YZ’ y YZ’’.
A partir del papel milimetrado en el que registra los datos la
máquina universal determinamos los valores de la escala gráfica
en los ejes X e Y. Para el eje Y dividimos la fuerza máxima
entre el número de divisiones de la cuadrícula que hay entre el
punto inicial y la fuerza máxima; para el eje X dividimos la
diferencia entre L0 y L’0 entre el número de divisiones de la
cuadrícula entre el punto inicial y el punto de máximo
alargamiento. Se determinan en el papel milimetrado los puntos
A, B (límite elástico) y F (límite de fluencia), midiendo para
cada uno de ellos la fuerza y la longitud (en el caso que
corresponda).

6. Resultados
Øf[mm] Ø[mm] L[mm] L0[mm] B[mm] e[mm] N n
1.1. CHAPA F111 (C15) ROTURA IMPAR
- - 100 80 20 2 10 7
1.2. CILINDRICA F115 (C55) ROTURA PAR
7 10 100 72 - - 10 4
1.3. CILINDRICA F114 (C45) ROTURA IMPAR
7 10 100 72 - - 10 1
XY
[mm
]
YZ
[mm
]
YZ’
[mm
]
YZ’
’
[mm
]
FMAX
[kp
]
egy
[kp/di
v]
egx
[mm/di
v]
FA
[di
v]
LA
[di
v]
FB
[di
v]
FF
[di
v]
1.1. CHAPA F111 (C15) ROTURA IMPAR
75 - 8 16 275 39,28 1,26 13 3 22 34
1.2. CILINDRICA F115 (C55) ROTURA PAR
36 27 - - 362
5
86,3 1 14 2 30 35

7. 1.3. CILINDRICA F114 (C45) ROTURA IMPAR
14 - 39 53 325
0
85,63 2,26 2 2 4 6
Se determinan para cada material el alargamiento, la estricción,
la resistencia mecánica, el módulo de elasticidad, la tenacidad
y la tensión de fluencia por medio de las siguientes fórmulas:
𝐴𝑙𝑎𝑟𝑔𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜: 𝐴[%] =
𝐿′0 − 𝐿0
𝐿 𝑜
∙ 100
𝐸𝑥𝑡𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖ó𝑛: 𝑍[%] =
∅ − ∅ 𝑓
∅
· 100
𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑚𝑒𝑐á𝑛𝑖𝑐𝑎 ( 𝑅 𝑚)[ 𝑀𝑝𝑎] =
𝐹 𝑀𝐴𝑋
𝑆0
𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 ( 𝐸)[ 𝑀𝑃𝑎] =
𝜎𝐴
∆𝐿0
𝐿0
=
𝐹𝐴 ·
𝑒𝑔 𝑦
𝑆0
𝐿 𝐴 · 𝑒𝑔 𝑥
𝐿0
𝑇𝑒𝑛𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 ( 𝐿𝐸)[ 𝑀𝑃𝑎] =
𝐹𝐵 · 𝑒𝑔 𝑦
𝑆0
𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 ( 𝜎 𝐹)[ 𝑀𝑃𝑎] =
𝐹𝐹 · 𝑒𝑔 𝑦
𝑆0
A[%] Z[%] Rm[MPa] E [MPa] LE [MPa] 𝝈 𝑭[MPa]
1.1. CHAPA F111 (C15) ROTURA IMPAR
23,75 - 0,702 124,7 3,928 5,892
1.2. CILINDRICA F115 (C55) ROTURA PAR
25 30 4,710 553,8 32,964 38,458
1.3. CILINDRICA F114 (C45) ROTURA IMPAR
47,22 40 4,222 150,5 23,986 37,069
Φ Φf L Lo E B N Fma
x
Rm A E LE σ Z Egx egy
1.4. CHAPA F111 (C15) ROTURA IMPAR
X X 112 80 2 20 6 700 171
,5
20 569
7,7
2
122
,5
122
,5
X 0,4
3
50
1.5. CILINDRICA F115 (C55) ROTURA PAR

8. 10 8 100 72 X X 2 305
0
380
,53
42 184
3,3
263
,6
348
,9
20 2,1 84,
72
1.6. CILINDRICA F114 (C45) ROTURA IMPAR
10 6 100 72 X X 7 315
0
324
,51
7,2
5
919
4,8
253
,03
325
,23
19 0,4
3
82,
89