Ensayo de Traccion - TABAJO 2013

7/28/2019 Ensayo de Traccion - TABAJO 2013

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ENSAYO DE TRACCIN

VICTOR HUGO REYES CACHOPO 2100471

OSCAR MIGUEL NAVAS 2111101

JAIME EDUARDO ALVAREZ 2072850

ALEJANDRA DIAZ REY 2102104

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE INGENIERA MECNICA

BUCARAMANGA

2013


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ENSAYO DE TRACCIN

VICTOR HUGO REYES CACHOPO 2100471

OSCAR MIGUEL NAVAS 2111101

JAIME EDUARDO ALVAREZ 2072850

ALEJANDRA DIAZ REY 2102104

MIGUEL ANTONIO AGUDELO

INGENIERO MECNICO

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE INGENIERA MECNICA

BUCARAMANGA

2013


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OBJETIVOS

GENERAL

Identificar la clase de material de las probetas y determinar sus propiedades

mecnicas, segn la informacin suministrada por el ensayo de traccinbajo norma.

ESPECFICOS

Interpretar las grficas de Esfuerzo Vs Deformacin de un material dctil yde un material frgil.

Observar las diferencias del comportamiento de las grficas Esfuerzo VsDeformacin de materiales dctiles y frgiles.

Identificar y diferenciar las diversas propiedades mecnicas suministradas

por la curva Esfuerzo Vs Deformacin para materiales frgiles y dctiles. Estudiar y comprender a fondo la metodologa del ensayo de traccin,

buscando aprender un mtodo practico para identificar las propiedades delos materiales.


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MARCO TERICO

1. Aceros Estructurales:

Se define como acero estructural a la aleacin de hierro, carbono y pequeas

cantidades de otros elementos tales como silicio, fsforo, azufre y oxgeno, que leaportan caractersticas especficas. El acero laminado en caliente, fabricado confines estructurales, se denomina como acero estructural al carbono, con lmite defluencia de 250 Mpa.

Posee alta resistencia, homogeneidad en la calidad, soldabilidad, ductilidad,incombustible, pero a altas temperaturas sus propiedades mecnicasfundamentales se ven gravemente afectadas, buena resistencia a la corrosin encondiciones normales

De acuerdo a las normas tcnicas de cada pas o regin tendr su propiadenominacin y nomenclatura, pero a nivel general se clasifican en:

- Barras de acero para refuerzo del hormign: Se utilizan principalmente comobarras de acero de refuerzo en estructuras de hormign armado. A su vezposeen su propia clasificacin generalmente dada por su dimetro, por su forma,por su uso:

- Barra de acero liso

- Barra de acero corrugado.- Barra de acero helicoidal- Malla de acero electro soldada o mallazo- Perfiles de Acero estructural laminado en caliente- ngulos de acero estructural en L- Perfiles de acero estructural tubular: pueden ser en formas rectangulares,cuadradas y redondas.- Perfiles de acero Liviano Galvanizado

2. Aceros Ingenieriles:

Estos son nombrados y clasificados por la norma SAE dependiendo de sucomposicin qumica la siguiente manera:


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SAE designacin Tipo

1xxx Aceros al carbono

2xxx Aceros al nquel

3xxx Nquel-cromo aceros

4xxx Aceros de molibdeno

5xxx Aceros al cromo

6xxx El cromo-vanadio aceros

7xxx Aceros de tungsteno

8xxx El nquel-cromo-vanadio aceros

9xxx Silicio-manganeso aceros

3. Fundiciones:

Las fundiciones de hierro son aleaciones de hierro carbono del 2 al 5%,cantidades de silicio del 2 al 4%, del manganeso hasta 1%, bajo azufre y bajofsforo. Se caracterizan por que se pueden vaciar del horno cubilote para obtenerpiezas de diverso tamao y complejidad, a pesar de que no pueden ser sometidasa deformacin plstica, no son dctiles, maleables y son poco soldables, stas sonde fcil mecanizado, relativamente duras, resistentes a la corrosin y al desgaste.

Las fundiciones tienen innumerables usos. Sus ventajas ms importantes son:- Son ms fciles de maquinar que los aceros.- Se pueden fabricar piezas de diferente tamao y complejidad.- En su fabricacin no se necesitan equipos ni hornos muy costosos.- Absorben las vibraciones mecnicas y actan como autolubricantes.- Son resistentes al choque trmico, a la corrosin y de buena resistencia aldesgaste.

De acuerdo con la apariencia de su fractura, las fundiciones pueden ser grises,blancas, atruchadas, aunque tambin existen las fundiciones maleables, nodularesy especiales o aleadas.


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3.1. Fundicin gris

Es uno de los materiales ferrosos ms empleados y su nombre se debe a laapariencia de su superficie al romperse. Esta aleacin ferrosa contiene en generalms de 2% de carbono y ms de 1% de silicio, adems

de manganeso, fsforo y azufre.

En los Estados unidos la clasificacin ms difundida para la fundicin gris esla ASTM International A48, esta clasifica a la fundicin gris dentrode clases dependiendo de su resistencia a la traccin, la unidad que se manejason miles de libras por pulgada cuadrada (ksi), que es una unidad derivada dela psi a la cual se la multiplica 1000.

3.2. Fundicin Blanca

Se forma al enfriar rpidamente la fundicin de hierro desde el estado lquido,siguiendo el diagrama hierro-cementita metaestable; durante el enfriamiento, laaustenita solidifica a partir de la aleacin fundida en forma de dendritas. A los1130C el lquido alcanza la composicin eutctica (4.3%C) y se solidifica como uneutctico de austenita y cementita llamado ledeburita. Este eutctico aparece ensu mayor parte como cementita blanca que rodea las dendritas de forma dehelecho.

3.3. Fundicin Atruchada

Se caracteriza por tener una matriz de fundicin blanca combinada parcialmente

con fundicin gris. El carbono se encuentra libre y combinado, siendo difcil demecanizar.

EQUIPO

1. Mquina Universal de Ensayos

Hidrulica, Sistema Anlogo, Capacidad: 0-40 ton.

2. Deformmetro

Anlogo.

3. Extensmetro

Anlogo

4. Calibrador5. Martillo6. Punzn7. Probetas


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ACERO ESTRUCTURAL

1. Clase de Acero:

Es un acero estructural A47 segn la norma ASTM ya que su Esfuerzo deFluencia

es igual a 47000 Psi.

2. Lmite de Proporcionalidad:

= 46414,64 Psi.

= 3264,20 Kg/cm

= 320 MPa

3. Esfuerzo de Fluencia ()

= 47865,09 Psi.

= 3366,20 Kg/cm

= 330 MPa

4. Esfuerzo ltimo :

= 71797,64 Psi

= 5049,30 Kg/cm

= 495 Mpa

5. Esfuerzo Mximo ():

= 71797,64 Psi

= 5049,30 Kg/cm


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= 495 Mpa

6. Esfuerzo Crtico ():

= 71797,64 Psi

= 5049,30 Kg/cm

= 495 MPa

7. Esfuerzo aparente de rotura ():

= 58018,29 Psi

= 4080,24 Kg/cm

= 400 MPa

8. Esfuerzo Real de Rotura ():

= 136522,64 Psi

= 9601,20 Kg/cm

= 941,3 MPa

9. Mdulo de Elasticidad (E):

i) Regresin: E= Kg/cm

% error= 1,961%

ii) Experimental: E= Kg/cm

% error= 14,21%


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10. Mdulo de Resiliencia ():

i) Integral: = 23,5

ii)rea: = 21,478

11. Mdulo de Endurecimiento (:

= 864

12. Mdulo de Fragilidad ():

= 455

13. Mdulo de Tenacidad ():

= 2206,5

14. Porcentaje de Elongacin:

% elong.= 26,6%

15. Estriccin, Porcentaje de Reduccin del rea:

% estric.= 57,5%


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ACERO ESTRUCTURAL A47

= 15,8 [mm] = 99,92 [mm]= 10,3 [mm] = 128,4 [mm]

FUERZA

[0,001 in] [mm]

[mm/mm]

[Kg/] [Psi] [Pa]500 40 1,016 255,0151307 3626,143381 25001257,03 0,010017748

1000 52 1,3208 510,0302615 7252,286762 50002514,06 0,013023072

2000 62 1,5748 1020,060523 14504,57352 100005028,1 0,015527509

2500 67 1,7018 1275,075654 18130,7169 125006285,2 0,016779728

3000 71 1,8034 1530,090784 21756,86029 150007542,2 0,017781503

3500 75 1,905 1785,105915 25383,00367 175008799,2 0,018783277

4000 81 2,0574 2040,121046 29009,14705 200010056,3 0,02028594

4500 82 2,0828 2295,136177 32635,29043 225011313,3 0,0205363835000 87 2,2098 2550,151307 36261,43381 250012570,3 0,021788602

5500 91 2,3114 2805,166438 39887,57719 275013827,4 0,022790377

5800 94 2,3876 2958,175517 42063,26322 290014581,6 0,023541708

6000 97 2,4638 3060,181569 43513,72057 300015084,4 0,024293039

6200 99 2,5146 3162,187621 44964,17792 310015587,2 0,024793926

6400 103 2,6162 3264,193673 46414,63528 320016090 0,025795701

6500 106 2,6924 3315,1967 47139,86395 325016341,4 0,026547032

6700 109 2,7686 3417,202752 48590,3213 335016844,2 0,027298363

6600 123 3,1242 3366,199726 47865,09263 330016592,8 0,030804575

6600 131 3,3274 3366,199726 47865,09263 330016592,8 0,032808125

6550 132 3,3528 3340,698213 47502,47829 327516467,1 0,033058568

6600 144 3,6576 3366,199726 47865,09263 330016592,8 0,036063893

6600 152 3,8608 3366,199726 47865,09263 330016592,8 0,038067442

6550 159 4,0386 3340,698213 47502,47829 327516467,1 0,039820548

6550 165 4,191 3340,698213 47502,47829 327516467,1 0,04132321

6500 170 4,318 3315,1967 47139,86395 325016341,4 0,042575429

6600 173 4,3942 3366,199726 47865,09263 330016592,8 0,04332676

6700 175 4,445 3417,202752 48590,3213 335016844,2 0,043827647

6800 180 4,572 3468,205778 49315,54998 340017095,6 0,045079866

6900 182 4,6228 3519,208804 50040,77866 345017347 0,045580753

6900 183 4,6482 3519,208804 50040,77866 345017347 0,045831197

7000 187 4,7498 3570,21183 50766,00733 350017598,4 0,046832972

7100 192 4,8768 3621,214856 51491,23601 355017849,9 0,04808519

7200 195 4,953 3672,217883 52216,46468 360018101,3 0,048836521

7200 197 5,0038 3672,217883 52216,46468 360018101,3 0,049337409


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7300 204 5,1816 3723,220909 52941,69336 365018352,7 0,051090515

7400 210 5,334 3774,223935 53666,92204 370018604,1 0,052593177

7500 217 5,5118 3825,226961 54392,15071 375018855,5 0,054346283

7600 227 5,7658 3876,229987 55117,37939 380019106,9 0,05685072

7700 235 5,969 3927,233013 55842,60807 385019358,3 0,058854269

7800 244 6,1976 3978,236039 56567,83674 390019609,7 0,061108263

7900 255 6,477 4029,239066 57293,06542 395019861,1 0,063863143

8000 265 6,731 4080,242092 58018,29409 400020112,5 0,06636758

8100 276 7,0104 4131,245118 58743,52277 405020363,9 0,069122461

8200 290 7,366 4182,248144 59468,75145 410020615,3 0,072628673

8300 303 7,6962 4233,25117 60193,98012 415020866,7 0,075884441

8400 318 8,0772 4284,254196 60919,2088 420021118,1 0,079641096

8500 333 8,4582 4335,257222 61644,43747 425021369,5 0,083397752

8600 353 8,9662 4386,260249 62369,66615 430021621 0,088406626

8700 365 9,271 4437,263275 63094,89483 435021872,4 0,091411958800 383 9,7282 4488,266301 63820,1235 440022123,8 0,095919937

8900 402 10,2108 4539,269327 64545,35218 445022375,2 0,100678367

9000 420 10,668 4590,272353 65270,58086 450022626,6 0,105186354

9100 440 11,176 4641,275379 65995,80953 455022878 0,110195228

9200 463 11,7602 4692,278406 66721,03821 460023129,4 0,115955433

9300 490 12,446 4743,281432 67446,26688 465023380,8 0,122717413

9400 498 12,6492 4794,284458 68171,49556 470023632,2 0,124720962

9500 537 13,6398 4845,287484 68896,72424 475023883,6 0,134488267

9550 585 14,859 4870,788997 69259,33857 477524009,3 0,146509564

9600 592 15,0368 4896,29051 69621,95291 480024135 0,148262679650 623 15,8242 4921,792023 69984,56725 482524260,7 0,156026425

9700 650 16,51 4947,293536 70347,18159 485024386,4 0,162788405

9750 702 17,8308 4972,795049 70709,79593 487524512,1 0,175811477

9800 740 18,796 4998,296562 71072,41026 490024637,8 0,185328338

9850 786 19,9644 5023,798075 71435,0246 492524763,5 0,196848748

9850 856 21,7424 5023,798075 71435,0246 492524763,5 0,214379807

9900 913 23,1902 5049,299589 71797,63894 495024889,2 0,228655098

9850 957 24,3078 5023,798075 71435,0246 492524763,5 0,23967462

9850 1010 25,654 5023,798075 71435,0246 492524763,5 0,252948136

9850 1115 28,321 5023,798075 71435,0246 492524763,5 0,279244725

9500 1200 30,48 4845,287484 68896,72424 475023883,6 0,300532439

9000 1230 31,242 4590,272353 65270,58086 450022626,6 0,30804575

8500 1260 32,004 4335,257222 61644,43747 425021369,5 0,315559061

8000 1284 32,6136 4080,242092 58018,29409 400020112,5 0,32156971


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ACERO ESTRUCTURAL A47

= 15,8 [mm] = 99,92 [mm]= 10,3 [mm] = 128,4 [mm]

FUERZA

[0,01 mm]

[mm]

[mm/mm][Kg/] [Psi] [Pa]

500 1 0,01 255,0151307 3626,143381 25001257,03 0,000243902

1000 1 0,01 510,0302615 7252,286762 50002514,06 0,000243902

2000 1,1 0,011 1020,060523 14504,57352 100005028,1 0,000268293

2500 1,2 0,012 1275,075654 18130,7169 125006285,2 0,000292683

3000 1,5 0,015 1530,090784 21756,86029 150007542,2 0,000365854

3500 1,7 0,017 1785,105915 25383,00367 175008799,2 0,000414634

4000 2 0,02 2040,121046 29009,14705 200010056,3 0,000487805

4500 2,2 0,022 2295,136177 32635,29043 225011313,3 0,000536585

5000 3 0,03 2550,151307 36261,43381 250012570,3 0,000731707

5500 3,7 0,037 2805,166438 39887,57719 275013827,4 0,000902439

5800 4,5 0,045 2958,175517 42063,26322 290014581,6 0,001097561

6000 5 0,05 3060,181569 43513,72057 300015084,4 0,001219512

6200 5,4 0,054 3162,187621 44964,17792 310015587,2 0,001317073

6400 5,6 0,056 3264,193673 46414,63528 320016090 0,001365854


13/22


14/22

;


15/22


16/22

FUNDICIN GRIS

1. Clase de Fundicin:

Segn la norma ASTM A48-41es una Fundicin de clase 40 y su estructura internaes de Perlita Grafito.

2. Lmite de Proporcionalidad ():

= 24459,90 Psi.

= 1720,19 Kg/cm

= 168,6 MPa

3. Esfuerzo ltimo ():

= 48919,80 Psi

= 3440,37 Kg/cm

= 337,3 MPa

4. Esfuerzo Mximo ():

= 48919,80 Psi

= 3440,37 Kg/cm

= 337,3 MPa

5. Esfuerzo Crtico ():

= 48919,80 Psi

= 3440,37 Kg/cm

337,3 MPa


17/22

6. Esfuerzo Aparente de Rotura (=):

= 48919,80 Psi

= 3440,37 Kg/cm

= 337,3 MPa

7. Esfuerzo Real de Rotura ():

= 24950,58 Psi

= 1754,69 Kg/cm

= 172 MPa

8. Mdulo de Resiliencia ():

i) Integral: = 5,199

ii)rea: = 5,177

9. Mdulo de Tenacidad ():

= 55,41

10. Porcentaje de Elongacin:

% elong.= 0,641%

11. Estriccin, Porcentaje de Reduccin del rea:

% estric.= 2,24%


18/22

Fundicin

= 15,98 [mm] = 99.92 [mm]= 15,80 [mm] = 100,56 [mm]

FUERZA

[0,001 in][mm]

[mm/mm]

[Kg/] [Psi] [Pa]200 3 0,0762 99,72098608 1417,96525 9776478,742 0,00076261

400 30 0,762 199,4419722 2835,9305 19552957,48 0,007626101

600 39 0,9906 299,1629583 4253,89575 29329436,23 0,009913931

800 41 1,0414 398,8839443 5671,861 39105914,97 0,010422338

1000 42 1,0668 498,6049304 7089,82625 48882393,71 0,010676541

1200 44 1,1176 598,3259165 8507,7915 58658872,45 0,011184948

1400 46 1,1684 698,0469026 9925,75675 68435351,2 0,011693355

1600 48 1,2192 797,7678887 11343,722 78211829,94 0,0122017611800 50 1,27 897,4888748 12761,68725 87988308,68 0,012710168

2000 51 1,2954 997,2098608 14179,6525 97764787,42 0,012964371

2200 54 1,3716 1096,930847 15597,61775 107541266,2 0,013726982

2400 55 1,397 1196,651833 17015,583 117317744,9 0,013981185

2600 56 1,4224 1296,372819 18433,54825 127094223,6 0,014235388

2800 58 1,4732 1396,093805 19851,5135 136870702,4 0,014743795

3000 60 1,524 1495,814791 21269,47875 146647181,1 0,015252202

3200 64 1,6256 1595,535777 22687,444 156423659,9 0,016269015

3400 65 1,651 1695,256763 24105,40925 166200138,6 0,016523219

3600 66 1,6764 1794,97775 25523,3745 175976617,4 0,016777422

3800 68 1,7272 1894,698736 26941,33975 185753096,1 0,017285829

4000 69 1,7526 1994,419722 28359,305 195529574,8 0,017540032

4200 71 1,8034 2094,140708 29777,27025 205306053,6 0,018048439

4400 73 1,8542 2193,861694 31195,2355 215082532,3 0,018556845

4600 76 1,9304 2293,58268 32613,20075 224859011,1 0,019319456

4800 78 1,9812 2393,303666 34031,166 234635489,8 0,019827862

5000 81 2,0574 2493,024652 35449,13125 244411968,6 0,020590472

5200 84 2,1336 2592,745638 36867,0965 254188447,3 0,021353082

5400 87 2,2098 2692,466624 38285,06175 263964926 0,022115693

5600 90 2,286 2792,18761 39703,027 273741404,8 0,022878303

5800 92 2,3368 2891,908596 41120,99225 283517883,5 0,023386709

6000 95 2,413 2991,629583 42538,9575 293294362,3 0,024149319

6200 100 2,54 3091,350569 43956,92275 303070841 0,025420336

6400 106 2,6924 3191,071555 45374,888 312847319,7 0,026945556

6600 110 2,794 3290,792541 46792,85325 322623798,5 0,02796237


19/22

6800 120 3,048 3390,513527 48210,8185 332400277,2 0,030504404

6900 131 3,3274 3440,37402 48919,80113 337288516,6 0,033300641

Fundicin

= 15,98 [mm] = 99,92 [mm]= 15.8 [mm] = 100,56 [mm]

FUERZA

[0,01 mm]

[mm]

[mm/mm][Kg/] [Psi] [Pa]

400 0,4 0,004 199,4419722 2835,9305 19552957,48 9,7561E-05

500 1 0,01 249,3024652 3544,913125 24441196,86 0,0002439

600 0,7 0,007 299,1629583 4253,89575 29329436,23 0,00017073

800 1 0,01 398,8839443 5671,861 39105914,97 0,00024391000 1,3 0,013 498,6049304 7089,82625 48882393,71 0,00031707

1200 1,6 0,016 598,3259165 8507,7915 58658872,45 0,00039024

1400 1,9 0,019 698,0469026 9925,75675 68435351,2 0,00046341

1600 2,2 0,022 797,7678887 11343,722 78211829,94 0,00053659

1800 2,6 0,026 897,4888748 12761,68725 87988308,68 0,00063415

2000 3 0,03 997,2098608 14179,6525 97764787,42 0,00073171

2200 3,3 0,033 1096,930847 15597,61775 107541266,2 0,00080488

2400 3,7 0,037 1196,651833 17015,583 117317744,9 0,00090244

2600 4,1 0,041 1296,372819 18433,54825 127094223,6 0,001

2800 4,5 0,045 1396,093805 19851,5135 136870702,4 0,00109756

3000 5 0,05 1495,814791 21269,47875 146647181,1 0,00121951


20/22


21/22

0,933

0,736


22/22

CONCLUSIONES

Ensayo de Traccion - TABAJO 2013

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Transcript of Ensayo de Traccion - TABAJO 2013