Universidad de ChileFacultad de Ciencias Fsicas y MatematicasDepartamento de Ciencia de los Materiales

Informe 1: Ensayos de TraccionCiencias de los Materiales CM3201

Alumno: Pablo J. Cabello H.Grupo: 1Ayudante: Cristobal BravoFecha Realizacion: 28/Agosto/2012Fecha Entrega: 29/Agosto/2012

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Indice

1. Resumen 4

2. Desarrollo 4

2.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.2. Metodologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.3. Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.3.1. Graficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.3.2. Propiedades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.4. Discusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3. Bibliografia 9

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1. Resumen

En este laboratorio se busca obtener las propiedades de 3 materiales (Bronce,Aluminio y Acero SAE 1020), usando los datos obtenidos en un ensayo de trac-cion, las propiedades a medir seran el Limite de fluencia, el Esfuerzo maximo,Deformacion maxima a la Ruptura, Tenacidad y Ductilidad, para realizar talesmediciones se analizaran las curvas de Esfuerzo vs Deformacion, formadas conlos datos obtenidos del ensayo.

2. Desarrollo

2.1. Introduccion

Tal como se dijo en el resumen, para esta experiencia se realizo un ensayo detraccion, en esta operacion se somete a una probeta a una carga que aumenta deforma gradual hasta que se llega al punto de ruptura de la probeta, pasando por4 zonas distintos, tales comportamientos se notaran en los grafcos de Esfuerzovs Deformacion, estos zonas corresponden a:

Deformacion elastica: Durante esta el material sigue la Ley de Hooke, com-portandose lineal al esfuerzo aplicado, si se deja de aplicar fuerza en este puntoel material volvera a su estado original.

Fluencia: Tras alcanzado el Limite de fluenciadel material este se defor-ma bruscamente sin un aumento considerable de la carga aplicada, este cambiobrusco se debe a las impurezas presentes en el metal.

Deformacion plastica: En esta las deformaciones ya no siguen la Ley deHooke, pero, si se deja de de aplicar fuerza en un punto de esta zona, el mate-rial volvera a un tamao siguiendo una recta imaginaria desde este punto, conpendiente igual al Modulo de Young

Estriccion: Esto solo ocurre en materiales suficientemente ductiles, en estaetapa las deformaciones en la probeta empiezan a concentrarse en una partede la misma, la cual ve reducida su seccion transversal, esto seguira hasta quefinalmente ocurra la ruptura del material.

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2.2. Metodologia

Como se explico anteriormente, las propiedades que queremos medir se puedenobtener a partir del grafico Esfuerzo vs Deformacion de la siguiente manera:

Limite de fluencia: En el grafico corresponde al punto en que la curva deja decomportarse de forma aproximadamente lineal (con pendiente igual al modulode Young).

Esfuerzo Maximo: Tal como dice el nombre corresponde al Esfuerzo maximoque resiste la probeta, se obtiene directamente de los datos entregados por elensayo.

Deformacion Maxima a la Ruptura: Corresponde a la deformacion maxi-ma de la probeta previo a la ruptura, se puede obtener facilmente buscando ladeformacion maxima dada en los datos que se obtuvo del ensayo.

Tenacidad : Corresponde a la energa absorbida por el material, para este casose calculara la tenacidad promedio para cada probeta a partir de los datos me-didos en el ensayo.

Ductilidad : Se sabe que la ductilidad cuantifica la capacidad del material paradeformarse sin romperse, con tal de analizarla se utilizaran las medidas de largoy ancho de cada probeta, de forma previa y posterior al ensayo.

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2.3. Resultados

2.3.1. Graficos

Con los datos que entrego el ensayo se obtuvieron los siguientes graficos:

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2.3.2. Propiedades

A partir de tales datos ademas se pudieron medir las siguientes propiedades:

Metal Lmite de Fluencia Esfuerzo Maximo Tenacidad Promedio Deformacion maximaAcero 640[MPa] 668,37[MPa] 9024,6 0,13833[mm/mm]

Aluminio 200[MPa] 233,71[MPa] 3023,2 0,12648[mm/mm]Bronce 350[MPa] 471,83[MPa] 7160,2 0,13377[mm/mm]

Con tal de analizar la ductilidad se utilizaran los valores de Reduccion deArea de la Probeta y de Elongacion de la misma:

Metal Reduccion de Area ElongacionAcero 0,663 0,083

Aluminio 0,635 0,060Bronce 0,328 0,090

De estos datos se puede ver que, de forma definitiva el Acero es mucho masductil que el Aluminio el Bronce. El tema se vuelve mas complicado al tratarde ver cual es mas ductil entre el Aluminio y el Bronce, puesto que si bien elAluminio redujo mas su area, se elongo menos que el bronce, pero cabe notar quela reduccion del area del aluminio es mayor, comprada con la reduccion ocurridaen el bronce, que la elongacion en el bronce, comparada con la elongacion en elaluminio, por tanto podemos decir que el aluminio es mas ductil que el bronce.

2.4. Discusion

Cabe notar para el acero que las propiedades medidas en ambas tablas sonconsistentes con el hecho que este material se utilice como refuerzo en el concretoen las construcciones, esto pues el acero posee un buen comportamiento frentea la deformacion.

Por su parte en el bronce cabe notar el hecho que, si bien todos las datostienen algun grado de error y por tanto afectan nuestros resultados, los datosobtenidos en el bronce ademas tienen otros problemas, uno puede verse en elgrafico, y corresponde a las cadas de Esfuerzo, tales cadas pueden debersea distintos factores y producen errores cuando se calculan las propiedades delmaterial, el otro problema es el tipo de ruptura que sufrio el bronce, ya quedebido a sus caractersticas no formo una zona de estriccion, y sufrio una rupturafragil.

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3. Bibliografia

1. Donoso, E., Ciencia de los Materiales. Cuaderno de Trabajo. U-cursos.

2. Callister, William D. Introduccion a la ciencia e ingeniera de los materi-ales. Editorial Revert S.A. Barcelona. 1995

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