Universidad de La Rioja

PRÁCTICA 6 - ENSAYO DE

COMPRESIÓN Y DE CHISPA

Miguel Arráiz Fernández

22/11/2015

INTRODUCCIÓN

En un ensayo de compresión se aplica una carga que aplasta una probeta normalizada

entre dos pletinas, tal como se muestra en la figura.

En general, se admite que la resistencia a la compresión es igual que a la tracción

(puede ser mayor a compresión)

Al comprimirse, la probeta reduce su altura y aumenta su área transversal. El esfuerzo

ingenieril se define como:

Donde 0A = área original de la probeta. Esta es la misma definición del esfuerzo

ingenieril usada en el ensayo de tensión.

La deformación ingenieril se define como:

Donde h=altura de la probeta en el momento particular del ensayo, y 0h = altura inicial.

Como la altura decrece durante la compresión, el valor de e es negativo. El signo

normalmente negativo se ignora cuándo se expresan valores de esfuerzo a la

compresión.

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MATERIAL NECESARIO:

Este ensayo se realiza en la maquina universal de tracción-compresión y flexión

estática, en ella colocaremos una de las pesas que posee, por lo que los cálculos se

toman de la escala de 5000.

Se utilizan probetas de metal con forma cilíndrica, cerámicas con forma cúbicas o

también se pueden utilizar polímeros.

Cuando las probetas son de bronce rompe a 45º con forma de diábolo.

Si el material es dúctil (aluminio), se aplasta con grietas superficiales.

Si el material es fibroso (madera), rompe de forma escalonada si el esfuerzo es paralelo

a la dirección de la fibra. En nuestro caso no utilizaremos la probeta fibrosa.

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Por último, para realizar las mediciones necesarias para los resultados y cálculos

usaremos el calibre.

PROCEDIMIENTO ;

La probeta se comprime y se registra la deformación con distintas cargas. El esfuerzo y

la deformación de compresión se calculan y se trazan como un diagrama carga-

deformación, utilizado para determinar el límite elástico, el límite proporcional, el punto

de fluencia, el esfuerzo de fluencia y, en algunos materiales, la resistencia a la

compresión.

Tipos de comportamiento:

A) Materiales frágiles: acero, bronce. Rompen a 45o en forma de diábolo.

B) Materiales dúctiles: aluminio. Se aplasta.

C) Materiales fibrosos: madera. Si la carga es paralela a la dirección de las fibras se

denomina rotura escalonada.

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Para evitar el pandeo la altura debe ser pequeña porque si no se producirían las

siguientes deformaciones:

El método empleado para hacer esta práctica es el propio de un ensayo de compresión.

Una vez tenemos las probetas (dos de aluminio y una de bronce) se llevan a la máquina

universal, se colocan los platos donde se colocan las probetas e iniciamos el ensayo

encendiendo la máquina. Se pone una velocidad adecuada para que salga el ensayo

correcto y esperamos a que se produzca la deformación o la rotura de dichas probetas.

En el apartado siguiente veremos los resultados de las probetas respecto a si rompen o

no y calcularemos el alargamiento final y sección final.

RESULTADOS:

Probeta de bronce:

Lo primero será calcular su longitud y sección. Para ello nos ayudaremos del calibre.

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Colocaremos la probeta en la máquina universal de tracción-compresión y flexión

estática.

Una vez que se ha roto la probeta por compresión lo que medimos la carga a la que ha

sido sometida la pieza que es de 2900 kp. Otra cosa que podemos ver es que la pieza se

rompe con un ángulo de 45º.

Finalmente lo que debemos de calcular es la variación de h, la variación de S y la Rm:

Finalmente, tras la realización del ensayo las probetas quedan como se muestra en la

imagen:

Probeta de Aluminio:

Lo primero será calcular en la probeta de aluminio, igual que en el caso anterior, su

longitud y sección.

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Someteremos la probeta a la máquina universal de tracción-compresión y flexión

estática.

Con el calibre calculamos también la longitud de la probeta y sección finales

En esta parte comprobaremos que no se produce rotura, sino que únicamente existe un

aplastamiento. También observamos que la carga a la que ha sido sometida la pieza es

de 3700 kp.

Calcularemos con la ayuda de los datos anteriores la variación de h, la variación de S y

la Rm, como en el caso anterior:

La probeta después del ensayo quedó así:

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PARTE 2. ENSAYO DE CHISPA.

El objetivode esta segunda parte de la práctica es realizar ensayos mediante el método

de la chispa con diferentes aceros al carbono y aleados, para desarrollar conocimientos

y experiencias que nos ayuden a identificar visualmente y deforma práctica la

composición química de las diferentes piezas.

Para ello es necesario conocer que los aceros al carbono darán chispas blancas,

luminosas y que tardan en extinguirse.

Además, cuanto más dulce el acero, mayor y más luminoso será el chorro de chispas.

También, a medida que aumenta el contenido de carbono, disminuye la cantidad

de chispas y el penacho se hace más corto.

Los aceros de aleación dan chispas menos brillantes, a veces rojizas, con penacho muy

corto.

La prueba de la chispa es por lo tanto probablemente uno de los métodos más usados

para identificar los metales ferrosos.

Utilizando una esmeriladora mecanizada de alta velocidad y una probeta, le aplicamos

cierta presión a la muela del esmeril y esta emitirá ciertos destellos o estelas

características del acero.

Dependiendo de la cantidad de carbono que contiene la probeta se producirán

explosiones al inicio, a lo largo de la de la chispa con determinados colores los que nos

permitirán en general determinar la cantidad de Acero y Carbono que posee la probeta

en observación.

Sí se acerca una probeta de acero a una muela de esmeril en movimiento, los granos de

la muela arrancan pequeñas partículas de acero, calentándolas hasta la temperatura de

fusión, cuando esto ocurre se producen varias explosiones, en estas se va a descomponer

carbono en combinación con el oxígeno del aire del medio ambiente, pero debemos

notar que esto solo sucede con los materiales ferrosos.

MATERIAL NECESARIO:

En nuestro caso, tenemos mezcladas dos probetas de dos clases de acero, el F-521 y el

F-115. Obviamente también necesitaremos una máquina de chispa como la de la

imagen.

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PROCEDIMIENTO:

En nuestro caso tenemos 2 probetas, las cuales son F521 y F115, y no sé cuál es cuál.

El objetivo del ensayo será identificar cual es cada una.

Para ello buscamos en el prontuario los aceros comerciales correspondientes a F521 y

F115; los cuales son Heva FC y Heva TM.

Una vez encontrados los aceros comerciales correspondientes nos dirigimos a la

máquina de chispa, en la cual vamos a comprar las chispas de las muestras comerciales

con nuestras probetas no identificadas.

Al realizar el ensayo comprobamos visualmente que la chispa desprendida por una de la

probeta es larga, y la de la otra probeta más corta. Y comprobando con las muestras de

los aceros obtuvimos que:

TM→ chispa larga

FC→ chispa corta