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INTRODUCCIÓN

COBRE

(1)Tanto el cobre como sus aleaciones tienen una buena maquiabilidad, es decir, son

fáciles de mecanizar. El cobre posee muy buena ductilidad y maleabilidad lo que

permite producir láminas e hilos muy delgados y finos.

Es un metal blando, con un índice de dureza 3 en la escala de Mohs (50 en la escala de

Vickers) y su resistencia a la tracción es de 210 MPa, con un límite elástico de

33,3 MPa.3 

Admite procesos de fabricación de deformación como laminación o forja, y procesos

de soldadura y sus aleaciones adquieren propiedades diferentes con tratamientos

térmicos como temple y recocido. En general, sus propiedades mejoran con bajas

temperaturas lo que permite utilizarlo en aplicaciones criogénicas.

Latón

(2)El latón es el mejor material para la manufactura de muchos componentes debido a

sus características únicas.

Buena resistencia y el ser muy dúctil se combinan con su resistencia a la corrosión y su

fácil manejo en las máquinas y herramientas.

El latonado establece los estándares mediante los cuales la trabajabilidad de otros

materiales es medida y también está disponible en una muy amplia variedad de

productos y tamaños para lograr el maquinado mínimo de las dimensiones finales.

El latón es más duro que el cobre, es dúctil y puede forjarse en planchas finas.

Antiguamente se llamaba latón a cualquier aleación de cobre, en especial la realizada

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con estaño. Es posible que el latón de los tiempos antiguos estuviera hecho con cobre y

estaño

Se utiliza también aleado con estaño en navegación, por sus buenas características y

resistencia a la corrosión.

ALUMINIO

(3)El aluminio en estado puro (tocho) tiene muy baja resistencia mecánica.

Son mucho mayores sus prestaciones cuando se lo alea con cobre, silicio y magnesio.

También, sometiéndolo a procesos físicos de templado y estirado en frío.

La Rigidez del aluminio posee 1/3 de la rigidez del acero.

El módulo elástico del aluminio es de alrededor de 65.000 N/mm2, en comparación, el

módulo elástico del acero, se encuentra en los 200.000 N/mm2.

El punto de fusión del aluminio es muy bajo: 658ºC.

Coeficiente de Dilatación Lineal Es muy bajo en relación al acero: 23.10-6 ºC-I.

La ductilidad es una característica notable en el aluminio; es un material muy maleable

y de gran ductilidad, mucho más fácil de conformar que el acero.

CITAS BIBLIOGRAFICAS:

(1) http://es.wikipedia.org/wiki/Cobre (8parrafo)

(2) http://www.laton.biz/ (1parrafo)

(3) http://www.construmatica.com/construpedia/Propiedades_del_Aluminio (1parrafo)

DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO

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OBJETIVOS:

Determinar las principales propiedades características del cobre, latón y

aluminio

EQUIPO:

Maquina Universal 30 Ton, A= ± 10 Kg

Dial de Deformación para alambres, A= ± 0.01 mm

Tornillo micrométrico o Palme, A±0,01 mm

Compas de deformaciones, A±1%

MATERIALES:

Barra de Cobre

Longitud media: 250 mm, Diámetro Inicial: 6,34 mm, Diámetro Final: 2,96 mm

Barra de Latón

Longitud media: 250 mm, Diámetro Inicial: 6,35 mm, Diámetro Final: 6,05 mm

Barra de Aluminio

Longitud media: 250 mm, Diámetro Inicial: 7,07 mm, Diámetro Final: 3,07 mm

PROCEDIMIENTO:

ENSAYO DE TRACCION EN COBRE, LATÓN Y ALUMINIO

1. Medimos las dimensiones de la barra de cobre con el Tornillo micrométrico o

Palme, A±0,01 mm obteniendo la medida del diámetro inicial

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2. Enceramos el dial de Deformación para alambres, A= ± 0.01 mm para ubicarlo

en la barra de acero

3. Medimos la longitud inicial de la muestra

4. Colocamos la barra de cobre en la Maquina Universal 30ton, A= ± 10 Kg con

los accesorios para el ensayo de tracción, junto al dial de Deformación para

alambres, A= ± 0.01 mm

5. Sometemos a la probeta a cargas en forma paulatina y observamos las

deformaciones que se producen

6. Retiramos el dial de deformación para alambres, A= ± 0.01 mm cuando llegue a

su capacidad máxima para medir las deformaciones con la ayuda del compás de

porcentaje A= ±1% hasta que la probeta falle

7. Tomamos la medida del diámetro final cuando falle la barra

8. Realizamos el mismo proceso para el latón y aluminio

9. Tabulamos los datos obtenidos en forma clara para proceder a calcular los

esfuerzos y deformaciones especificas

10. Con los cálculos obtenidos realizamos la grafica de esfuerzo unitario Vs.

Deformaciones especificas para poder calcular las propiedades de cada material

11. Gráficos

12. Conclusiones y recomendaciones

GRAFICOS

COBRE LATÓN ALUMINIO

TABLAS

Lo: 250 mm

Φo: 6,34 mm

Φf: 2,96 mm

Lo: 250 mm

Φo: 6,35 mm

Φf: 6,05 mm

Lo: 250 mm

Φo: 7,07 mm

Φf: 3,07 mm

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ENSAYO DE TRACCION EN BARRA DE COBRE

Lo = 250 mm

Diámetro inicial = 6,34 mm

Área= 31,57 mm^2Diámetro Final = 2,96 mm

1 2 3 4 5 6

No

Carga CargaDeformació

nEsfuerz

o Def. EspecificaP P l σ ε

(Kp) (N) (mm*10^-2) Mpa(mm/mm*10^-

4)1 0,000 0,000 0,000 0,000 0,0002 100,000 981,000 3,000 31,074 1,2003 150,000 1471,500 5,000 46,611 2,0004 200,000 1962,000 8,000 62,148 3,2005 250,000 2452,500 10,000 77,685 4,0006 300,000 2943,000 13,000 93,221 5,2007 350,000 3433,500 16,000 108,758 6,4008 400,000 3924,000 18,000 124,295 7,2009 450,000 4414,500 21,000 139,832 8,40010 500,000 4905,000 25,000 155,369 10,00011 550,000 5395,500 27,000 170,906 10,80012 600,000 5886,000 30,000 186,443 12,00013 700,000 6867,000 36,000 217,517 14,40014 800,000 7848,000 44,000 248,590 17,60015 900,000 8829,000 54,000 279,664 21,60016 1000,000 9810,000 65,000 310,738 26,000

17 1100,00010791,00

0 82,000 341,812 32,800

18 1200,00011772,00

0 121,000 372,886 48,400

19 1230,00012066,30

0 195,000 382,208 78,000

20 1240,00012164,40

0 250,000 385,315 100,000

21 1240,00012164,40

0 300,000 385,315 120,000

22 1250,00012262,50

0 400,000 388,423 160,000

23 1250,00012262,50

0 500,000 388,423 200,000

24 1250,00012262,50

0 600,000 388,423 240,00025 1250,000 12262,50 700,000 388,423 280,000

Página 6 de 21

0

26 1250,00012262,50

0 800,000 388,423 320,000

27 1250,00012262,50

0 900,000 388,423 360,000

28 1210,00011870,10

0 1000,000 375,993 400,000

29 1100,00010791,00

0 1000,000 341,812 400,00030 830,000 8142,300 1200,000 257,913 480,000

ENSAYO DE TRACCION EN BARRA DE LATÓN

Lo = 250 mm Diámetro inicial = 6,35 mmÁrea= 31,67 mm^2 Diámetro Final = 6,05 mm

1 2 3 4 5 6

No

Carga Carga Deformación Esfuerzo Def. EspecificaP P l σ ε

(Kp) (N) (mm*10^-2) Mpa (mm/mm*10^-4)1 0,000 0,000 0,000 0,000 0,0002 100,000 981,000 5,000 30,976 2,0003 200,000 1962,000 17,000 61,951 6,8004 250,000 2452,500 22,000 77,439 8,8005 300,000 2943,000 26,000 92,927 10,4006 350,000 3433,500 30,000 108,415 12,0007 400,000 3924,000 35,000 123,903 14,0008 450,000 4414,500 38,000 139,391 15,2009 500,000 4905,000 43,000 154,878 17,20010 600,000 5886,000 52,000 185,854 20,80011 700,000 6867,000 61,000 216,830 24,40012 800,000 7848,000 71,000 247,805 28,40013 900,000 8829,000 82,000 278,781 32,80014 1000,000 9810,000 93,000 309,757 37,20015 1100,000 10791,000 112,000 340,733 44,80016 1280,000 12556,800 200,000 396,489 80,00017 1330,000 13047,300 300,000 411,977 120,00018 1350,000 13243,500 400,000 418,172 160,00019 1380,000 13537,800 500,000 427,464 200,00020 1360,000 13341,600 600,000 421,269 240,00021 1400,000 13734,000 700,000 433,660 280,00022 1430,000 14028,300 800,000 442,952 320,000

Página 7 de 21

23 1450,000 14224,500 900,000 449,147 360,00024 1450,000 14224,500 1000,000 449,147 400,00025 1480,000 14518,800 1000,000 458,440 400,00026 1490,000 14616,900 1200,000 461,538 480,00027 1500,000 14715,000 1400,000 464,635 560,00028 1510,000 14813,100 1600,000 467,733 640,00029 1530,000 15009,300 2000,000 473,928 800,000

ENSAYO DE TRACCION EN BARRA DE ALUMINIO

Lo = 250 mm Diámetro inicial = 7,07 mmÁrea= 39,26 mm^2 Diámetro Final = 3,07 mm

1 2 3 4 5 6

NoCarga Carga Deformación Esfuerzo Def. Especifica

P P l σ ε(Kp) (N) (mm*10^-2) Mpa (mm/mm*10^-4)

1 0,000 0,000 0,000 0,000 0,0002 100,000 981,000 4,000 24,987 1,6003 150,000 1471,500 9,000 37,481 3,6004 200,000 1962,000 14,000 49,975 5,6005 250,000 2452,500 18,000 62,468 7,2006 300,000 2943,000 23,000 74,962 9,2007 350,000 3433,500 28,000 87,455 11,2008 400,000 3924,000 33,000 99,949 13,2009 500,000 4905,000 42,000 124,936 16,80010 600,000 5886,000 53,000 149,924 21,20011 700,000 6867,000 66,000 174,911 26,40012 800,000 7848,000 200,000 199,898 80,00013 810,000 7946,100 300,000 202,397 120,00014 820,000 8044,200 400,000 204,896 160,00015 830,000 8142,300 500,000 207,394 200,00016 850,000 8338,500 600,000 212,392 240,00017 860,000 8436,600 700,000 214,890 280,00018 860,000 8436,600 800,000 214,890 320,00019 870,000 8534,700 900,000 217,389 360,00020 880,000 8632,800 1000,000 219,888 400,00021 880,000 8632,800 1000,000 219,888 400,00022 890,000 8730,900 1200,000 222,387 480,00023 870,000 8534,700 1400,000 217,389 560,000

Página 8 de 21

24 850,000 8338,500 1600,000 212,392 640,00025 660,000 6474,600 1800,000 164,916 720,00026 450,000 4414,500 2200,000 112,443 880,000

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GRÁFICAS:

ESCALA:

X: Def.Esp. 3,4cm – 100*10^-4(mm/mm)

Y: Esf.Uni. 1,2cm – 50 Mpa

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GRAFICA 2:

ESCALA:

X: Def.Esp. 2,2 cm – 100*10^-4(mm/mm)

Y: Esf.Uni. 1cm – 50 Mpa

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GRAFICA 3:

ESCALA:

X: Def.Esp. 2,2 cm – 100*10^-4(mm/mm)

Y: Esf.Uni. 2,1 cm – 50 Mpa

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FOTOGRAFIA (Cobre)

ANTES DEL ENSAYO DESPUES DEL ENSAYO

TIPO DE FALLA: Falla conoidea

FOTOGRAFIA (Latón)

ANTES DEL ENSAYO DESPUES DEL ENSAYO

OBSERVACION: La probeta fallo en el punto de medida por lo que su elongación es

errónea y debemos descartar el ensayo

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FOTOGRAFIA (Aluminio)

ANTES DEL ENSAYO DESPUES DEL ENSAYO

TIPO DE FALLA: Falla en forma de copa y cono

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CONCLUSIONES:

Gracias al ensayo pudimos obtener los diagramas base para cada material y así

obtener las propiedades mecánicas de cada uno

Pudimos observar que cobre, latón y el aluminio son materiales dúctiles por su

elongación y estricción

A pesar de ser metales dúctiles no son aconsejables su empleo en la construcción

ya que la falla se presenta de forma violenta.

En el diagrama base del latón pudimos observar que el esfuerzo máximo es igual

al esfuerzo de rotura por lo que la falla es extremadamente violenta y no prevista

Observamos que en las probetas la carga no se presenta de forma uniforme por

lo que existe concentración de esfuerzo en determinados sitios y se presenta la

estrangulación del material

Observamos que de los 3 materiales el que soporto un mayor esfuerzo máximo

fue el latón a pesar de que su falla su violenta

La resistencia del cobre y el latón son casi similares pero la falla del cobre no es

violenta lo que presenta una ventaja al momento de utilizarla.

RECOMENDACIONES:

Verificar que los accesorios para tracción de la maquina universal de 30 Ton

estén correctamente colocados en la probeta al igual que el dial de deformación

para alambres

Descartar los datos de un ensayo si la falla se produce en la zona de la longitud

de medida como ocurrió en la presente practica

Debido a las violentas fallas de estos materiales debemos tener extremada

precaución en el momento de usar estos materiales en la construcción

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CÁLCULOS:

ENSAYO DE TRACCION EN COBRE

DATOS:

Longitud de Medida= 250 mm

Diámetro Inicial (ϕo) = 6,34 mm

Diámetro Final (ϕf) = 2,96 mm

Carga de Kg a N:

P=250 ,00Kgx9,8 1m

s2

P=2452,5N

Calculo del área inicial:

A=π D2

4

A=π (6,34mm)2

4

A= 31,57 mm2

Calculo del área final:

A=π D2

4

A=π (2,96mm)2

4

A= 6,88 mm2

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Esfuerzo:

σ= PA

σ= 2452,5N

31,57mm2

σ=77,685 Mpa

Deformación Específica:

Ɛ= ∆ lLo

Ɛ=10∗10−2mm25 0mm

Ɛ=4 x 10−4 mmmm

Cálculo del Módulo de Elasticidad:

E=tan α=(155,369−108,758)N /mm2

(10−6,4 )mm /mm

E=tan α

E=129475Mpa

Elongación:

e=∆ lfinallo

∗100=1400∗10−2mm20 0mm

∗100 %

e=7%

Estricción:

e=(Ao−Af )Ao

∗100 %

e=(31,57−6,88 )

31,57∗100 %

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e = 78.21 %

ENSAYO DE TRACCION EN LATÓN

DATOS:

Longitud de Medida= 250 mm

Diámetro Inicial (ϕo) = 6,35 mm

Diámetro Final (ϕf) = 6,05 mm

Carga de Kg a N:

P=250,00Kgx9,81m

s2

P=2452,5N

Calculo del área inicial:

A=π D2

4

A=π (6,35mm)2

4

A= 31,67 mm2

Calculo del área final:

A=π D2

4

A=π (6,05mm)2

4

A= 28,75 mm2

Página 18 de 21

Esfuerzo:

σ= PA

σ= 2452,5N

31,67mm2

σ=77,439 Mpa

Deformación Específica:

Ɛ= ∆ lLo

Ɛ=22∗10−2mm250mm

Ɛ=8,8x 10−4mmmm

Cálculo del Módulo de Elasticidad:

E=tanα=(154,878−108,415)N /mm2

(17,20−12 )mm /mm

E=tan α

E=89351,92Mpa

Elongación:

e=∆ lfinallo

∗100=16 00∗10−2mm200mm

∗100 %

e=8%

Estricción:

e=(Ao−Af )Ao

∗100 %

Página 19 de 21

e=(31,67−28,75 )

31,67∗100 %

e = 9,22 %

ENSAYO DE TRACCION EN ALUMINIO

DATOS:

Longitud de Medida= 250 mm

Diámetro Inicial (ϕo) = 7,07 mm

Diámetro Final (ϕf) = 3,07 mm

Carga de Kg a N:

P=250,00Kgx9,81m

s2

P=2452,5N

Calculo del área inicial:

A=π D2

4

A=π (7,07mm)2

4

A= 39,26 mm2

Calculo del área final:

A=π D2

4

A=π (3,07mm)2

4

A= 7,40 mm2

Página 20 de 21

Esfuerzo:

σ= PA

σ= 2452,5N

39,26mm2

σ=62,468 Mpa

Deformación Específica:

Ɛ= ∆ lLo

Ɛ=1 8∗10−2mm250mm

Ɛ=7,2 x10−4 mmmm

Cálculo del Módulo de Elasticidad:

E=tanα=(149,924−99,949)N /mm2

(21,20−13,20 )mm/mm

E=tan α

E=64468,75Mpa

Elongación:

e=∆ lfinallo

∗100=20 00∗10−2mm200mm

∗100 %

e=10 %

Estricción:

Página 21 de 21

e=(Ao−Af )Ao

∗100 %

e=(3 9,26−7,40 )

39,26∗100 %

e = 81,15 %

BIBLIOGRAFÍA:

http://es.wikipedia.org/wiki/Cobre

http://es.wikipedia.org/wiki/Cobre

http://www.laton.biz/

http://www.construmatica.com/construpedia/Propiedades_del_Aluminio

http://www.allstudies.com/clasificacion-aluminio.html