REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD DEL ZULIA

PROGRAMA DE INGENIERIA

CABIMAS – EDO ZULIA

PROFESOR: JORGE ANTUNEZ

ENSAYO DE TENSIÓN

Y DE DOBLEZ

CONTENIDO

Introducción.

1. Ensayo de tensión.

1.1. Normas nacionales e internacionales que se deben considerar.

1.1.1. ASTM E6 A370 Métodos de prueba estándar y definiciones para

ensayos mecánicos de productos de acero.

1.1.2. ASTM E8/E8M – 09 Métodos de prueba estándar para pruebas

de tensión de materiales metálicos.

1.1.3. ASTM E8, E8M–11 Métodos de prueba estándar para

pruebas de tensión de materiales metálicos

International Organization for Standardization (ISO) ISO 6892

Metallic materials — Tensile testing

Norma Europea EN 10002-1: 2001 tiene el rango de norma DIN

Japanese Industrial Standard (JIS) Z 2241

Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) 1997

2. Ensayo de doblez.

2.1. Norma por las cuales se rige este ensayo.

2.1.1. Designación: E190 - 92 (revisada en 2008) (ASTM E190-92)

Método de prueba estándar para Ensayo de doblado guiado

para ductilidad de las soldaduras.

2.1.2. ASM handbook: Mechanical testing and evaluation, Vol 8.

Conclusión.

Bibliografía.

INTRODUCCIÓN

Un ensayo es aquella prueba aplicada a un material, la cual nos permite conocer sus propiedades mecánicas (Tensión de Rotura, Límite Elástico, Alargamiento, Estricción, Dureza, Resistencia al Impacto, Capacidad de doblado, etc) y químicas, para comprobar si cumple los estándares establecidos y decidir si se usa o no en obra. Los ensayos pueden realizarse a cualquier tipo de material metálico: aceros al carbono, aleados e inoxidables, aluminio y sus aleaciones, aleaciones de cobre (bronces, latones), titanio, etc.

Los materiales constituyen los componentes y reaccionan con esfuerzos y deformaciones oponiéndose a las solicitaciones. En tales condiciones es necesario conocer las características o propiedades del material para diseñar el elemento, o seleccionar el proceso de fabricación de tal forma que los esfuerzos a los que vaya a estar sometido no sean excesivos, y el material no falle, o no se fracture.

Pero para realizar estos tipos de ensayos se tiene que seguir normas, reglas asignadas tanto localmente como mundialmente, para que así se pueda tener los resultados deseados, que van desde lo mas simple como las muestras hasta lo mas complejo como lo son las maquinas e Instrumentos los cuales se usaran para realizar estos ensayos.

El ensayo de tensión consiste en alargar una probeta de ensayo por fuerza de tensión, Los resultados del ensayo de tracción sirven de base de cálculo únicamente cuando los esfuerzos a que está sometida la construcción; fabricada con el material objeto de investigación, se traducen en tenciones normales en la sección transversal. Esto es lo que sucede en caso del esfuerzo de tracción, de compresión y de flexión. El propio esfuerzo puede dar lugar a variaciones elásticas plasticoelásticas. El ensayo de doblez sirve para obtener una idea aproximada sobre el comportamiento del acero a la flexión o esfuerzo de doblado, necesaria para prevenir roturas frágiles durante las manipulaciones de doblado y transporte.

A continuación se tratara sobre las normativas y procedimientos para la realización de estos ensayos.

1. ENSAYO DE TENSIÓN

Consiste en someter a una probeta normalizada a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada lentamente. Las velocidades de deformación en un ensayo de tensión suelen ser muy pequeñas (ε = 10–4 a 10–2 s–1).

1.1. NORMAS NACIONALES E INTERNACIONALES QUE SE DEBEN CONSIDERAR:

Sociedad Americana para Pruebas y Materiales, o mayormente conocidas a nivel internacional como American Society for Testing and Materials (ASTM) por sus siglas en Ingles.

1.1.1. ASTM E6 A370

Métodos de prueba estándar y definiciones para ensayos mecánicos de productos de acero.

El ensayo de tensión relacionado con el ensayo mecánico de los productos de acero somete una probeta maquinada o una de sección completa del material en examen, a una carga medida, suficiente para causar ruptura. Las propiedades resultantes que se observan se definen en la norma ASTM E6.

En general el equipo y los métodos de ensayo se indican en la norma ASTM E8. Sin embargo hay ciertas excepciones a las prácticas de dicha norma en el ensayo del acero, las cuales están cubiertas por la presente norma.

PARÁMETROS DE LAS PROBETAS DE ENSAYO

SELECCIÓN

Las muestras de acero para ensayo se deben elegir de acuerdo con las especificaciones aplicables para el producto.

Aceros fraguados

Los productos de acero fraguados se ensayan usualmente en dirección longitudinal, pero en algunos casos, cuando el tamaño lo permite y el servicio lo justifica, el ensayo se hace en, dirección transversal, radial o tangencial (véanse las Figuras 1 y 2).

Figura 1. Relación de las muestras de acero para ensayo y las probetas, con la dirección de laminación o extensión (aplicable a productos fraguados en general)

Figura. 2 Ubicación de las probetas para diferentes tipos de forja.

Aceros fundidos

Las muestras de acero para fundiciones a partir de las cuales se preparan probetas deben ser conforme indican las normas ASTM A 703/ A 703 M ó ASTM A 718/ A 718 M, según sea aplicable.

TAMAÑOS Y TOLERANCIAS

Las probetas deben tener el espesor completo o su parte del material tal como se lámina, o pueden maquinarse a la forma y dimensiones que indican las Figuras 3 a 6 inclusive. La selección del tamaño y tipo de probeta se prescribe en la especificación aplicable del producto.

Las probetas de secciones completas se deben ensayar en una longitud de 8 pulgadas (200 mm) a menos que se indique algo diferente en la especificación del producto.

Figura. 3 Probetas rectangulares para ensayo de tensión

Dimensiones

Probetas normales Probeta de tamañoinferior al normal

Diámetro nominal Tipo placa ancho 1 ½ Tipo lámina ancho ½ Ancho ¾ de pulgadaPulgadas pulgada

pulgadas Mm pulgadas mm pulgadas mmG - Longitud calibrada 8,00 0,01 200 0,25 2,000 0,005 50,0 0,10 1,000 25,0 0,08

0,003W – Ancho 1 1/2 + 1/8 40 + 3 – 6 0,500 0,010 12,5 0,25 0,250 6,25 0,05

- 1/4 0,002T - Espesor del material

R - Radio de la arista, mín. 1/2 13 ½ 13 1/4 6L - Longitud total 18 450 8 200 4 100

A - Longitud de la sección 9 225 2 ¼ 60 1 1/4 32reducida, mín.B- Longitud de la sección de 3 75 2 50 1 1/4 32fijación, mín. C- Ancho de la sección de 2 50 ¾ 20 3/8 10fijación, aproximado

Probeta normalProbetas pequeñas proporcionales a las normales

Diámetro nominal pulgadas mm

pulgadas mm

pulgadas mm

pulgadas mm

pulgadas mm

0,500 12,5 0,350 8,75 0,250 6,25 0,160 4,00 0,113 2,50G - Longitud 2,00 50,0 1,400 35,0 1,000 25,0 0,640 16,0 0,450 10,0calibrada 0,005 0,10 0,005 0,10 0,005 0,005 0,005

0,10 0,10 0,10D - Diámetro 0,500 12,5 0,350 0,75 0,250 625 0,160 4,00 0,113 2,50

0,010 0,25 0,007 0,18 0,005 0,12 0,003 0,002 0,08 0,05

R - Radio de la arista, 3/8 10 1/4 6 3/16 5 5/32 4 3/32 2mín.A - Longitud de la 2 ¼ 60 1 3/4 45 1 1/4 32 3/4 20 5/8 16sección reducida,mín.

Dimensiones

Figura 4. Probetas redondas normalizadas para ensayo de tensión de 0,500 pulgadas (12,5 mm) con longitud calibrada de 2 pulgadas (50 mm) y ejemplos de probetas de

tamaño inferior a la normalizada deben ser proporcionales a éstas.

Dimensiones

Diámetro nominal Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 probeta 4 Probeta 5

pulgadas Mm pulgadas mm Pulgadas mm pulgadas mm pulgadas mmG -Longitud 2,000 50,0 2,000 50,0 2,000 50,0 2,000 50,0 2,000 50,0

calibrada 0,005 0,10 0,005 0,10 0,005 0,10 0,005 0,10 0,005 0,10D - Diámetro 0,500 12,5 0,500 12,5 0,500 12,5 0,500 12,5 0,500 12,5

0,010 0,25 0,010 0,25 0,010 0,25 0,010 0,25 0,010 0,25R - Radio de la 3/8 10 3/8 10 1/16 2 3/8 10 3/8 10

arista mín.A - Longitud de 2 1/4 60, mín. 2 1/4 mín. 60, 4, aprox. 100, 2 1/4, mín. 60, 2 1/4, mín. 60, mín.

la sección mín. mín. aprox. mín.

reducidaL - Longitud 5 125 5 1/2 140 5 ½ 140 4 3/4 120 9 1/2 240

total aprox.B - Sección de 1 3/8, 35, 1, aprox. 25, ¾ 20, 1/2, aprox. 13, 3, mín. 75, mín.

fijación aprox. aprox. aprox. aprox. aprox. aprox.

C - Diámetro 3/4 20 3/4 20 23/32 18 7/8 22 3/4 20

de la sección

FinalE - Longitud de --- --- 5/8 16 --- --- 3/4 20 5/8 16

la sección del

soporte y

arista,

aproximada

F - Diámetro--- --- 5/8 16 --- --- 5/8 16 19/32 15

del soporte

Figura 5. Tipos sugeridos de extremos para probetas redondas normales para ensayo de tensión

Dimensiones

Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3pulgadas Mm pulgadas mm pulgadas mm

G -Longitud del paralelo

Debe

ser igual o mayor que el diámetro D

D - Diámetro 0,500 0,010 12,5 0,25 0,750 0,015 20,0 0,40 12,5 0,25 30,0 0,60R - Radio de la arista 1 25 1 25 2 50MínA - Longitud de la 1 ¼ 32 1 ½ 38 21/4 60sección reducida, mín.

L - Longitud total mín. 3 ¾ 95 4 100 63/8 160B - Sección de fijación, 1 25 1 25 13/4 45aproximadaC - Diámetro de la ¾ 20 1 1/8 30 17/8 48sección final,aproximadaE - Longitud del soporte ¼ 6 ¼ 6 5/16 8MínF - Diámetro del soporte 5/8 1/64 16,0 0,40 15/16 1/64 24,0 1/64 24,0 0,40 6,4 0,40

Figura 6. Probetas normalizadas para ensayo de tensión para fundiciones de hierro

OBTENCIÓN DE LAS PROBETAS

Las probetas se cortan con sierra o soplete de porciones del material. Generalmente, se maquinan de forma que tengan una sección transversal reducida en la mitad de su longitud para obtener una distribución uniforme del esfuerzo sobre la sección transversal y localizar la zona de fractura. Cuando las muestras de acero se cortan se debe tener cuidado de retirar, mediante maquinado, todas las áreas distorsionadas, trabajadas en frío o afectadas por el calor, de los bordes de la sección que se usa en la evaluación del ensayo.

ENVEJECIMIENTO DE LAS PROBETAS

A menos que se especifique algo diferente, se debe permitir el envejecimiento de las probetas para ensayo de tensión. El ciclo de tiempo-temperatura que se emplee debe ser tal que los efectos de procesamientos previos no generen cambios en el material. Esto se puede lograr envejeciendo a temperatura ambiente por 24 h a 48 h ó en menor tiempo a temperaturas moderadamente más elevadas, hirviendo en agua, calentando en aceite o en un horno.

MEDIClÓN DE LAS DIMENSIONES DE LAS PROBETAS

Probetas normalizadas de sección rectangular para ensayo de tensión.Estas formas de probeta se ilustran en la Figura 3. Para determinar el área de la sección transversal, la dimensión del ancho en el centro se mide con aproximación a 0,005 pulgadas (0,13 mm) para las probetas de 8 pulgadas (200 mm) de longitud calibrada y 0,001 pulgadas (0,025 mm) para las probetas de 2 pulgadas (50 mm) de espesor, de la Figura 3. La dimensión del espesor en el centro se mide con aproximación a 0,001 pulgadas para ambas probetas.

Probetas normalizadas de sección redonda para ensayo de tensión:

Estas formas se ilustran en las Figuras 4 y 5. Para determinar el área de la sección transversal, el diámetro se mide en el centro de la longitud calibrada con aproximación a 0,001 pulgadas (0,025 mm).

GENERALIDADES

Las probetas deben ser de tamaño sustancialmente completo o maquinadas, como indique la especificación del producto para el material que se está ensayando.

Las probetas preparadas de forma inadecuada con frecuencia dan resultados de ensayo no satisfactorios. Es importante tener cuidado en la preparación de las probetas, en especial en el maquinado, para garantizar una buena manufactura.

Se recomienda que el área de la sección transversal de la probeta esté en el centro de la longitud calibrada para garantizar la fractura dentro de esta longitud. Esto se logra con el ahusamiento en la longitud calibrada, permitido para cada probeta que se describe en las siguientes secciones:

Para materiales frágiles se recomiendan las aristas de radio amplio en los extremos de la longitud calibrada.

PROBETAS TIPO PLACA

En la Figura 3 se muestra la probeta normalizada. Ésta se usa para ensayar materiales metálicos en forma de plancha, formas estructurales y tipo barra y materiales planos con un espesor nominal de 3/16 de pulgada (5 mm) o más. Cuando las especificaciones del producto lo permiten, se pueden usar otros tipos de probetas.

PROBETAS TIPO LÁMINA

En la Figura 3 se ilustra la probeta normal tipo lámina. Ésta se usa para ensayar materiales metálicos en forma de plancha, lámina, alambre plano, flejes, bandas y anillos con un espesor nominal que oscila entre 0,005 pulgada y 3/4 de pulgada (0,13 mm a 19 mm). Cuando las especificaciones del producto lo permiten, se pueden usar otros tipos de probeta.

PROBETAS REDONDAS

Las probeta normalizada de sección redonda de 0,500 pulgadas (12,5 mm) de diámetro que se muestra en la Figura 5 se usa generalmente para ensayar materiales metálicos tanto fundidos como forjados.

OPERACIONES Y APARATOS DE ENSAYO

Sistemas de carga

Hay dos tipos generales de sistemas de carga mecánico (tornillo de potencia) o hidráulico. Difieren principalmente en la variabilidad de la tasa de aplicación de la carga. Las máquinas antiguas se limitan a un pequeño número de velocidades fijas.

Algunas máquinas modernas, y todas las hidráulicas permiten variaciones progresivas en todo el rango de velocidades.

La máquina para el ensayo de tensión se debe mantener en buenas condiciones de operación, usarse sólo en el rango correcto de carga y calibrarse periódicamente de acuerdo con lo establecido en la última actualización de la norma ASTM E4

Carga

La función de la mordaza o dispositivo de fijación de la máquina de ensayo es transmitir la carga desde los cabezales de la máquina a la probeta. El requisito esencial es que la carga se transmita axialmente. Esto implica que los centros de la acción de las mordazas deben estar alineados en lo posible, con el eje de la probeta al comienzo y durante el ensayo y que el doblamiento o torsión se debe reducir al mínimo. Para probetas de sección reducida, la fijación se debe limitar al área de las mordazas. En el caso de ciertas secciones ensayadas en tamaño completo, la carga no axial es inevitable y se debe admitir.

Velocidad de ensayo

La velocidad de ensayo no debe ser mayor que aquélla a la que las lecturas de carga y deformación se pueden tomar con precisión. En ensayos de producción, la velocidad de ensayo se expresa generalmente (1) en términos de velocidad autónoma de la cruceta (tasa de movimiento de la cruceta cuando no está bajo carga) ó (2) en términos de tasa de separación de los dos cabezales de la máquina de ensayo bajo carga, ó (3) en términos de tasa de deformación de la probeta. Se recomiendan como adecuadas para la mayoría de los productos de acero las siguientes limitaciones en la velocidad de ensayo

Se puede emplear cualquier velocidad conveniente hasta la mitad del punto de fluencia o de la resistencia a la fluencia. Cuando se alcanza este punto, la tasa autónoma de separación de las crucetas se debe ajustar para que no exceda 1/16 de pulgada por min por pulgada de la sección reducida, o la distancia entre las mordazas, para probetas que no tengan sección reducida. En cualquier caso, la velocidad mínima de ensayo no debe ser menor que 1/10 de las velocidades máximas especificadas para determinar el punto de fluencia o la resistencia a la fluencia y la resistencia a la tracción.

Se permite fijar la velocidad de la máquina de ensayo ajustando la velocidad autónoma de la cruceta a los valores especificados, ya que la tasa de separación de las cabezas bajo carga en estas posiciones es menor que los valores especificados de velocidad de la cruceta en vacío.

Como alternativa, si la máquina tiene un dispositivo para indicar la velocidad de carga, se puede ajustar la velocidad de la máquina desde la mitad del punto de fluencia especificado o de la resistencia a la fluencia, hasta el punto de fluencia o la resistencia a la fluencia, de forma que la tasa de esfuerzo no exceda los 100 000 psi/min (690 MPa/min). Sin embargo, la tasa mínima de esfuerzo no debe ser menor que 10 000 psi/min (70 MPa/min).

1.1.2. ASTM E8/E8M – 09

Métodos de prueba estándar para pruebas de tensión de materiales metálicos.

Pruebas de tensión proporcionan información sobre la fuerza y la la ductilidad de los materiales bajo tensiones de tracción uniaxial. Esta información puede ser útil en las comparaciones de los materiales, de aleación desarrollo, control de calidad, diseño y bajo ciertas circunstancias. Mediante estas normas debemos tenerlas en cuenta al momento de preparar la maquina al momento de hacer el ensayo.

PROCEDIMIENTOS

Preparación de la prueba de la máquina.

En el en el encendido, o después de un período prolongado de inactividad de la máquina, se debe probar la máquina y se debe tener precaución o calentarla para que así pueda operar eficientemente a temperaturas normales para minimizar los errores que pueden resultar de transitorios.

Medición de las dimensiones de las probetas

Para determinar el área en sección transversal de una muestra de ensayo, se miden las dimensiones de la sección transversal en el centro de la sección reducida. Para un árbitro pruebas de especímenes menos de 5 mm [0.188 pulg] en su dimensión menor, mida la dimensiones en las que se encuentra la zona menos transversal. Mida y registre las dimensiones transversales de tensión en las muestras de ensayo de la siguiente manera:

(1) Dimensión de la muestra ≥ 5 mm [0.200 in.] con una precisión de 0.02 mm [0.001 in.].

(2) 2.5 mm [0.100 in.] ≤ Dimensión de la muestra < 5 mm [0.200 in.] con una precisión de 0.01 mm [0.0005 in.].

(3) 0.5 mm [0.020 pulgadas] ≤ espécimen dimensión <2,5 mm [0.100 pulgadas] con una precisión de 0,002 mm [0.0001 pulg].

(4) Medidas de probeta <0.5 mm [0.020 pulgadas], por lo menos a el 1% más cercano cuando sea práctico, pero en todos los casos al menos el más cercanos 0,002 mm [0.0001 pulg].

FACTORES QUE INFLUYEN EN LOS RESULTADOS DE PRUEBAS DE TENSIÓN

La precisión y el sesgo de la fuerza de prueba de tensión y mediciones de ductilidad depende de la estricta adhesión a la declarada procedimiento de prueba y están influenciados por instrumental y material de errores factores, preparación de muestras y medición / prueba.

La consistencia de acuerdo para pruebas repetidas del mismo material depende de la homogeneidad del material, y la repetibilidad de preparación, condiciones de ensayo de muestras, y mediciones de los parámetros de la prueba de tensión.

TABLA 1 Precisión Fuerza Estadísticas-tracción, MPa [ksi]NOTA:X es la media de los promedios de células, es decir, la gran media para el parámetro de prueba, sr es la desviación estándar de la repetibilidad (precisión dentro del laboratorio) en MPa [ksi],

SR / x es el coeficiente de variación en%,

sR es la desviación estándar de la reproducibilidad (precisión entre laboratorios) en MPa [ksi], sR / X es el coeficiente de variación,%, r es los límites de repetibilidad del 95% en MPa [ksi],

R es el límite de reproducibilidad del 95% en MPa [ksi].

Material X sr sr/X, % sR sR/X, % r R

EC-H19 176.9 [25.66] 4.3 [0.63] 2.45 4.3 [0.63] 2.45 12.1[1.76] 12.1 [1.76]2024-T351 491.3 [71.26] 6.1 [0.88] 1.24 6.6 [0.96] 1.34 17.0[2.47] 18.5 [2.68]ASTM A105 596.9 [86.57] 4.1 [0.60] 0.69 8.7 [1.27] 1.47 11.6[1.68] 24.5 [3.55]AISI 316 694.6 [100.75] 2.7 [0.39] 0.39 8.4 [1.22] 1.21 7.5[1.09] 23.4 [3.39]Inconel 600 685.9 [99.48] 2.9 [0.42] 0.43 5.0 [0.72] 0.72 8.2[1.19] 13.9 [2.02]SAE 51410 1253.0 [181.73] 0.25 [0.46] 0.25 7.9 [1.14] 0.63 8.9[1.29] 22.1 [3.20]

Promedios: 0.91 1.30

TABLA 2 Precisión Estático-0.02% Límite elástico, MPa [ksi]Material X sr sr/X, % sR sR/X, % r R

EC-H19 111.4 [16.16] 4.5 [0.65] 4.00 8.2 [1.19] 7.37 12.5 [1.81] 23.0 [3.33]2024-T351 354.2 [51.38] 5.8 [0.84] 1.64 6.1 [0.89] 1.73 16.3 [2.36] 17.2 [2.49]ASTM A105 411.1 [59.66] 8.3 [1.20] 2.02 13.1 [1.90] 3.18 23.2 [3.37] 36.6 [5.31]AISI 316 336.1 [48.75] 16.7 [2.42] 4.97 31.9 [4.63] 9.49 46.1 [6.68] 89.0 [12.91]Inconel 600 267.1 [38.74] 3.2 [0.46] 1.18 5.2 [0.76] 1.96 8.8 [1.28] 14.7 [2.13]SAE 51410 723.2 [104.90] 16.6 [2.40] 2.29 21.9 [3.17] 3.02 46.4 [6.73] 61.2 [8.88]

Promedios: 2.68 4.46

TABLA 3 Precisión Estadística-0.2% Límite elástico, MPa [ksi]

Material X sr sr/X, % sR sR/X, % r R

EC-H19 158.4[22.98] 3.3 [0.47] 2.06 3.3[0.48] 2.07 9.2[1.33] 9.2[1.33]

2024-T351 362.9[52.64] 5.1 [0.74] 1.41 5.4[0.79] 1.49 14.3[2.08] 15.2[2.20]

ASTM A105 402.4[58.36] 5.7 [0.83] 1.42 9.9[1.44] 2.47 15.9[2.31] 27.8[4.03]

AISI 316 481.1[69.78] 6.6 [0.95] 1.36 19.5[2.83] 4.06 18.1[2.63] 54.7[7.93]

Inconel 600 268.3[38.91] 2.5 [0.36] 0.93 5.8[0.85] 2.17 7.0[1.01] 16.3[2.37]

SAE 51410 967.5[140.33] 8.9 [1.29] 0.92 15.9[2.30] 1.64 24.8[3.60] 44.5[6.45]

Promedios: 1.35 2.32

TABLA 4 Precisión Estático-% Elongación para E8 especímenes

Material X sr sr/X, % sR sR/X, % r R

EC-H19 17.42 0.64 3.69 0.92 5.30 1.80 2.592024-T351 19.76 0.58 2.94 1.58 7.99 1.65 4.43ASTM A105 29.10 0.76 2.62 0.98 3.38 2.13 2.76AISI 316 40.07 1.10 2.75 2.14 5.35 3.09 6.00Inconel 600 44.28 0.66 1.50 1.54 3.48 1.86 4.31SAE 51410 14.48 0.48 3.29 0.99 6.83 1.34 2.77

Promedios: 2.80 5.39

1.1.3. ASTM E8, E8M–11

Métodos de prueba estándar para pruebas de tensión de materiales metálicos

MAQUINA

Prueba de Máquinas

Las máquinas utilizadas para las pruebas de tensión se ajustarán a los requisitos de las Prácticas E4. Las fuerzas utilizado en la determinación de resistencia a la tracción y resistencia a la fluencia se dentro del rango de aplicación de la fuerza comprobada de las pruebas máquina tal como se define en las Prácticas de E4.

Dispositivos de agarre

Los tipos de dispositivos de agarre pueden ser utilizados para transmitir la fuerza medida aplicada por las pruebas máquina a los especímenes de ensayo. Para garantizar la tensión de tracción axial dentro de la longitud de referencia, el eje de la muestra de ensayo debe coincidirá con la línea central de los jefes de las pruebas máquina. Cualquier desviación de este requisito puede introducir tensiones que no están incluidos en el estrés habitual de flexión cálculo (fuerza dividida por el área de sección transversal).

Otras Normas a considerar

International Organization for Standardization (ISO)ISO 6892 Metallic materials — Tensile testing

Esta parte de la norma ISO 6892 especifica el método para el ensayo de tracción de los materiales metálicos y define la mecánica propiedades que pueden ser determinadas a temperatura ambiente.

PRINCIPIO

El ensayo consiste en someter a una probeta a un esfuerzo de tracción, generalmente hasta su rotura, con el fin de determinar una o varias de las características mecánicas.

Salvo especificación en contra, el ensayo se lleva a cabo a temperatura ambiente entre 10 ºC y 35 ºC. Para los ensayos realizados bajo condiciones controladas, la temperatura ambiente debe mantenerse a 23 ºC ± 5 ºC.

PROBETA

Generalidades

La forma y medidas de las probetas dependen de las del producto metálico a partir del cual se toman dichas probetas.La probeta se obtiene, normalmente, mecanizando una muestra obtenida del producto o de una muestra moldeada. Sin embargo, en los productos de sección transversal constante (secciones, barras, cables, etc.) o de muestras de ensayo moldeadas (para fundiciones de hierro y aleaciones no ferrosas) se pueden utilizar las muestras sin mecanizar. La sección transversal de las probetas puede ser circular, cuadrada, rectangular, anular o, en casos especiales, de otra forma constante.

Las probetas que se deben usar preferentemente tienen una longitud inicial entre puntos Lo que está relacionada directamente con el área de la sección transversal inicial So mediante la ecuación Lo = k So , donde k es un coeficiente de proporcionalidad, y se denominan probetas de ensayo proporcionales. El valor adoptado internacionalmente para k es 5,65. La longitud inicial entre puntos no debe ser menor de 15 mm. Cuando el área de la sección transversal de la probeta sea demasiado pequeña para que se cumpla este requisito con el valor del coeficiente k de 5,65, puede usarse un valor mayor (preferentemente 11,3) o una probeta no proporcional.

Muestras de ensayo mecanizadas

Las probetas mecanizadas deben tener un radio de acuerdo suave entre la parte calibrada y las cabezas de amarre si poseen diferentes dimensiones. Las dimensiones de este radio de acuerdo son importantes y se recomienda, si no son posibles los valores dados en el anexo apropiado (véase 6.2), se definan en la especificación del producto. Las cabezas de amarre pueden ser de cualquier forma para que se adapten a los dispositivos de sujeción de la máquina de ensayo. El eje de la probeta debe coincidir con el eje de aplicación de la fuerza. La longitud de la parte calibrada Lc, o, en el caso de probetas sin radios de acuerdos, la longitud libre entre las mordazas deberá ser siempre mayor que la longitud inicial entre puntos Lo.

Muestras de ensayo no mecanizadas

Si la probeta consiste en una longitud del producto no mecanizada o en una barra de ensayo no mecanizada, la longitud libre entre las mordazas debe ser la suficiente para que los puntos de referencia estén a una distancia razonable de las mordazas.

Las probetas moldeadas deben incorporar acuerdos entre las cabezas de amarre y la longitud de la parte calibrada. Las dimensiones de este radio de acuerdo son importantes y se recomienda que estén definidas en la norma de producto. Las cabezas de amarre pueden ser de cualquier forma que se adapte a los dispositivos de sujeción de la máquina de ensayo. La longitud de la parte calibrada Lc debe ser siempre mayor que la longitud inicial entre puntos Lo.

CONDICIONES DE ENSAYO

Reglaje del punto de fuerza cero

El sistema de medida de la fuerza de la máquina debe llevarse al cero después del ensamblaje del tren de carga del ensayo, pero antes de que la probeta se fije en ambos extremos. Una vez se haya establecido el punto de fuerza cero, el sistema de medida de la fuerza no puede cambiar de ningún modo durante el ensayo.

Método de sujeción

Las probetas deben sujetarse mediante instrumentos adecuados tales como cuñas, fijaciones atornilladas, mordazas dentadas o asideros amordazados.Debería ponerse el máximo empeño posible en asegurar que las probetas estén sujetas de manera tal que la fuerza se aplique lo más axialmente posible con el objeto de minimizar flexiones. Esto es de particular importancia cuando se están ensayando materiales frágiles o cuando se está determinando el límite elástico convencional (alargamiento plástico) o el límite elástico convencional(alargamiento total) o el límite elástico aparente. Con el objeto de obtener una probeta recta y de asegurar la alineación de la probeta y la disposición de las fijaciones, puede aplicarse una fuerza preliminar siempre que ésta no exceda un valor correspondiente al 5% del límite elástico aparente preestablecido o esperado. Sólo debería llevarse a cabo una corrección del alargamiento para tener en cuenta el efecto de la fuerza preliminar.

Norma Europea EN 10002-1: 2001 tiene el rango de norma DIN

Estas normas europeas, tienen la mismas bases de la normas ISO al momento de hacer ensayo de tensión.

Japanese Industrial Standard (JIS) Z 2241

Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) 1997Nuestro País tampoco se quedo atrás también tenemos unas normas al momento de hacer cualquier tipo de Ensayos.

Standard Method of Sharp-Notch Tension Testing of High-Strength Sheet Materials

ASTM, E 338 Standard Test Methods for Young's Modulus, Tangent Modulus, and Chord

Modulus ASTM, E 111 Standard Recommended Practice for Verification of Specimen Alignment

Under Tensile Loading Standard Test Methods for Poisson's Ratio at Room Temperature ASTM, E 132 Standard Methods of Tension Testing of Metallic Foil ASTM, E 345 Standard Test Methods for Static Determination of Young's Modulus of Metals

at Low and Elevated Temperatures ASTM, E 231 Standard Recommended Practice for Elevated Temperature Tension Tests of

Metallic Materials ASTM, E 21 Standard Test Methods forTension Testing of Metallic Materials E 8

ENSAYO DE TENSIÓN PROCEDIMIENTO

Con la realización de estos ensayos se pretende determinar el límite de fluencia, elongación en el punto de fluencia, carga de rotura, elongación en rotura y reducción de área de acuerdo a lo establecido por la norma ASTM E8M – 00. Las probetas deben cumplir, en el caso de probetas cilíndricas, que la longitud inicial entre puntos sea de cinco veces el diámetro. En nuestro caso el diámetro es de 9 mm y la distancia entre puntos (G) de 45 mm, cumpliendo con dicho requisito.

Conceptos básicos

Serán de aplicación una serie de definiciones que se indican a continuación:

Longitud entre puntos o longitud calibrada, G: longitud original de la porción de probeta cuya deformación o cambio de longitud se va a medir.

Fluencia discontinua: Oscilación o fluctuación observada al principio de la zona de deformación plástica, debido a la fluencia localizada. En algunos materiales puede no aparecer.

Límite inferior de fluencia, LYS: mínima tensión registrada durante la fluencia discontinua, ignorando efectos transitorios.

Límite superior de fluencia, UYS: Primera tensión máxima asociada a la fluencia discontinua.

Elongación en el punto de fluencia, YPE: Se obtiene de la curva tensión –deformación y se define como la diferencia, expresada en porcentaje, entre la deformación que presenta el primer punto de pendiente cero y la deformación correspondiente al punto de transición entre fluencia discontinua y el endurecimiento uniforme.

Figura 7. Puntos característicos de una curva de ensayo de tracción.

El ensayo consiste en someter la probeta a esfuerzo axial aplicando tensiones cada vez mayores, hasta alcanzar la rotura. Durante la realización del ensayo se registran la deformación de la probeta y la carga aplicada, siendo dichos datos los empleados para la determinación de los parámetros buscados.

Equipo empleado

Estos ensayos fueron realizados con la Máquina Universal de Ensayos MTS 810, empleando unas mordazas adecuadas a las dimensiones de la probeta. La medida de la deformación se obtiene mediante un extensómetro con una distancia entre puntos de medida de 25 mm. El rango de medida seleccionado para la consola de control será el adecuado a las medidas que se van a obtener, teniendo siempre en cuenta que la adquisición se realiza utilizando un filtro analógico que corta la señal al 60%. Esto supone que la máxima medida adquirida no debe superar el 60% del fondo de escala.

Figura 8: Extensómetro empleado en la realización de ensayos de tracción.

Figura 9. Prensa hidráulica

También podemos utilizar una Prensa Hidráulica. Esta máquina se utiliza para dar forma, extruir, marcar metales y para evaluar la ductilidad de ciertos materiales metálicos sometidos a grandes presiones.Los resultados podemos introducirlos en un programa escrito en lenguaje de Programación LABVIEW, registrando los parámetros medidos durante el ensayo en un archivo de texto para su posterior análisis. Dicha adquisición se realiza tomando los datos suministrados por la máquina a través de la consola de control, pasándolos

por un filtro analógico y convirtiendo la señal a una digital mediante una tarjeta de 12 bits preparando los datos para ser usados por el ordenador de adquisición.

Figura 10: Programa de adquisición para ensayos de tensión.

Acciones previas al ensayo

Antes de comenzar el ensayo se procede a tomar una serie de medidas de la probeta a fin de garantizar la validez de ésta como objeto de ensayo. En este caso se trata de probetas cilíndricas de diámetro 9 mm.

Figura. 11 Figura. 12

Se anotan las medidas correspondientes iníciales a la probeta a ensayar (fig. 11) Se le hacen las marcas a la probeta para ver en el término del ensayo hasta que medida termino. (fig. 12)

Probeta normalProbetas pequeñas proporcionales a las normales

Diámetro nominal pulgadas mm

pulgadas mm

pulgadas mm

pulgadas mm

pulgadas mm

0,500 12,5 0,350 8,75 0,250 6,25 0,160 4,00 0,113 2,50G - Longitud 2,00 50,0 1,400 35,0 1,000 25,0 0,640 16,0 0,450 10,0calibrada 0,005 0,10 0,005 0,10 0,005 0,005 0,005

0,10 0,10 0,10D - Diámetro 0,500 12,5 0,350 0,75 0,250 625 0,160 4,00 0,113 2,50

0,010 0,25 0,007 0,18 0,005 0,12 0,003 0,002 0,08 0,05

R - Radio de la arista, 3/8 10 1/4 6 3/16 5 5/32 4 3/32 2mín.A - Longitud de la 2 1/4 60 1 3/4 45 1 1/4 32 3/4 20 5/8 16sección reducida,mín.

Figura 13. Medidas de Probetas

Para estas probetas se deben verificar las medidas A, D y R. El diámetro de la sección reducida (D) es medido en tres puntos, anotando estos valores y considerando el valor medio como diámetro. Además se comprueba en cada caso que la sección reducida no presente irregularidades tales como entallas o marcas que puedan provocar una variación en la medida realizada.

Una vez comprobada la validez de la probeta por sus dimensiones se marca la distancia inicial entre puntos. Esto se hace tintando con rotulador indeleble la probeta y marcando después sobre esta la distancia G indicada por la norma, que en este caso es de 45 mm. Este marcado se realiza con la ayuda de una plantilla calibrada de la longitud indicada y con una punta de trazar de acero. Esta longitud es anotada junto al resto de medidas tomadas para el ensayo. Considerando las medidas tomadas anteriormente se calcula la sección inicial usando para ello el diámetro de la probeta medido. Una vez hecho esto se monta la probeta en la máquina de ensayos y se comprueba que para carga nula sobre la probeta la máquina de ensayos da una medida de carga nula también.

Realización del ensayo

Es en este momento cuando se puede iniciar el ensayo. Es conveniente, sin embargo, que la máquina no esté fría al iniciar el ensayo y para ello debe llevar en funcionamiento al menos quince minutos antes de iniciar el ensayo. Esto es aplicable a todos los ensayos, tanto de tracción como de otro tipo, que se realicen.Se han realizado tres ensayos, dos de ellos con control por carga y uno más en control por desplazamiento. En cualquier caso la velocidad de aplicación de la carga viene limitada por la norma debiendo situarse entre 1.15 y 11.5 MPa/s para control por carga y entre 0.05 y 0.5 metros por metro de longitud de la sección reducida y por minuto para control por desplazamiento.

En el caso bajo estudio, y dado que la probeta tiene una sección nominal de 64 mm2 la carga quedará entre 73.6 y 736 N/s. Se empleó una velocidad de carga de 3 MPa/s, bastante reducida pero alejada del valor extremo, obteniendo una velocidad de 192 N/s para control por carga. En control por desplazamiento, para conseguir un velocidad de 0.1 metros por metro de longitud de sección reducida y por minuto sería necesaria una velocidad de separación de las mordazas de 0.09 milímetros por segundo. Finalmente se aplicó una velocidad de 0.1 milímetros por segundo. La realización del ensayo propiamente dicho consta de una serie de pasos: se sitúa la probeta sujetando con las mordazas las cabezas de la misma y se fija el extensómetro. Una vez definidos todos los parámetros tanto en programa de adquisición como en el control de la máquina se pone en marcha el programa de adquisición y se aplica la carga. La carga se aplica con la velocidad prefijada hasta la rotura de la probeta.

Figura 14. Probeta rota durante ensayo de tracción, vista lateral

Figura 15. Probeta rota durante ensayo de tracción, vista frontal.

Una vez finalizado el ensayo se anotan la carga de rotura, la medida de G tras la rotura de la probeta y el diámetro mínimo de la zona de rotura.

Además se debe comprobar que la probeta haya roto dentro de la zona entre las dos marcas de G. Si la rotura se produce fuera de esta zona o a menos del 25% de la distancia G tras la rotura, la elongación puede ser anormalmente baja y no representativa e igualmente ocurre con la reducción de área.

Tanto el proceso de fluencia como la elongación en rotura pueden ser medidos a través del extensómetro. En el primer caso la condición es que la distancia entre puntos de medida nominal del extensómetro sea menor o igual que la medida G, siendo éste el caso que nos ocupa. Sin embargo para medir la elongación en rotura se debería cumplir que la distancia entre puntos de medida nominal del extensómetro fuera igual a G, lo que no se cumple en este caso, por lo que la elongación en la rotura no se podrá determinar por medio del extensómetro. Esta última condición se impone debido a que si la probeta rompe por un punto situado dentro de las marcas situadas a una distancia G y lo suficientemente lejos de los extremos pero fuera de la longitud cubierta por el extensómetro, el ensayo sería válido pero la medida dada por el extensómetro sería errónea ya que no tendría en cuenta la deformación durante el proceso de estricción que supone precisamente un gran incremento en la elongación en rotura.

2. ENSAYO DE DOBLEZ

DESCRIPCIÓN

El ensayo de doblamiento es un método para evaluar la ductilidad.

La severidad del ensayo de doblamiento es principalmente una función del ángulo de doblamiento y el diámetro interior al que se dobla la probeta y de la sección transversal de la probeta. Estas condiciones varían según el sitio y orientación en que esté la probeta y la composición química, propiedades de tracción, dureza, tipo y calidad del acero especificado.

A menos que se especifique algo diferente, se debe permitir el envejecimiento de las probetas para ensayo de doblamiento. El ciclo de tiempo- temperatura empleado debe ser tal que los efectos del procesamiento previo no sufran cambios materiales. Esto se puede lograr envejeciendo a temperatura ambiente por 24 h ó 48 h ó en menos tiempo a temperaturas moderadamente más altas hirviendo en agua, calentando en aceite o en un horno.

Se dobla la probeta a temperatura ambiente a un diámetro interno, designado en las especificaciones del producto, hasta el punto especificado sin agrietamiento notable en el exterior de la parte doblada. La velocidad de doblamiento generalmente no es un factor importante.

2.1. NORMA POR LAS CUALES SE RIGE ESTE ENSAYO

La ASTM E 290 contienen los métodos de realizar este ensayo.

2.1.1. Designación: E190 - 92 (revisada en 2008) (ASTM E190-92)Método de prueba estándar para Ensayo de doblado guiado para ductilidad de las soldaduras

Las muestras de ensayo

Los tipos de muestras utilizadas en general para las pruebas de curvatura son guiados los rectangulares mecanizados a partir de placas y tubos. La superficie de la cara de la probeta plana contiene la mayor anchura del material de soldadura, mientras que el lado opuesto se denomina la superficie de la raíz.

Transversal lateral Bend: La soldadura es transversal al eje longitudinal de la muestra que está doblada de manera que sea una de las superficies laterales se convierte en la superficie convexa de la probeta doblada.

Transversal Cara Doble: La soldadura es transversal al eje longitudinal de la muestra que está doblada de manera que la superficie de la cara de soldadura se convierte en la superficie convexa de la probeta doblada.

Transversal curva Root: La soldadura es transversal al eje longitudinal de la muestra que está doblada de manera que la superficie de soldadura de la raíz se convierte en la superficie convexa de la probeta doblada.

Longitudinal de la cara curva: La soldadura es paralelo al eje longitudinal de la muestra que está doblada de manera que la superficie de soldadura-la cara se convierte en la superficie convexa de la probeta doblada.

Longitudinal curva Root: La soldadura es paralelo al eje longitudinal de la muestra que está doblada de manera que la superficie de la raíz de la soldadura se convierte en la superficie convexa de la muestra dobladas.

Figura 16. Guiada Examen de Inclinación Jig

2.1.2.ASM handbook: Mechanical testing and evaluation, Vol 8

Ensayos de Doblez para evaluar ductilidad

Ensayos de doblez de ductilidad determinar el radio más pequeño alrededor del cual una muestra se puede doblar sin grietas siendo observados en la fibra externa (tensión) de superficie. Este límite formando comúnmente se llama el radio mínimo de curvatura, y se expresa en múltiplos de espesor de la muestra, Un material con un radio de curvatura mínimo de 3t puede doblarse sin agrietarse a través de un radio igual a tres veces el espesor de la muestra. Por lo tanto, se deduce que un material con un radio de curvatura mínimo de 1t tiene mayor ductilidad de un material con un radio de curvatura mínimo de 5t. Alternativamente, el radio de curvatura puede ser fijo, y el ángulo de la curva en que se produce observó fractura. La Figura 17 ilustra el radio de curvatura, ángulo de la curva, y otros conceptos asociados con las pruebas de flexión.

Figura 17. Los términos utilizados en las pruebas de doblez

En este artículo se describe aparatos, espécimen, la preparación y los procedimientos de prueba utilizados en las pruebas de doblez ductilidad. Ensayos de doblez se realizan generalmente en la tira, lámina o placa; sin embargo, los mismos métodos y aparatos se pueden utilizar para evaluar la ductilidad a la doblez de otras formas de productos (estirados o extruidos rondas, cuadrados, o formas poligonales) y de piezas soldadas.

También se discuten evaluar e informar los resultados de ensayos de doblez. Esta discusión incluye una descripción de los criterios de fallo, la distribución de la tensión, la direccionalidad, y los factores que afectan a la ductilidad de curvatura. Por último, se presenta una recopilación de datos de doblez para la ingeniería de materiales selectos.

Anchura de la muestra de curvatura

Doblez

Angulo de Doblez

= Radio de

DoblezEspeso

r del Metal

Brida

Equipos

Los aparatos de de doblez para estas pruebas incluyen envoltura, limpieza, y bloqueo-V, los dispositivos de las herramientas suaves que pueden tener radios intercambiables mueren y son capaces de doblar los especímenes de prueba a varios ángulos predeterminados. Los prendedores, los mandriles, rodillos, pisos redondeados y dispositivos de sujeción deben ser más largos que la anchura de la muestra, y tienen que ser fuertes y lo suficientemente rígido para resistir la deformación y desgaste. Descripciones de tipos básicos de dispositivos de flexión siguen.

Figura 18. Wrap es un dispositivo de plegado. Fuerza de doblez se aplica por un rodillo que se extiende concéntricamente alrededor del radio de curvatura.

Dispositivos de envolvimiento de agarre de doblez

Muestra de ensayo en un extremo; un mandril, pin de reacción, o un bloque con el radio de curvatura deseada se coloca a media eslora. Un rodillo que se extiende concéntricamente alrededor del radio de curvatura se aplica la fuerza de flexión (Fig. 18). La distancia desde el mandril al rodillo de carga en general, es igual al espesor o diámetro de la pieza de ensayo, además de aclara miento. La holgura se ajusta para permitir que la muestra de ensayo para doblar con el radio o el ángulo deseado sin raspar, manchas, o gripado de la tira y mueren superficies.

Mandril

Rodillo

Figura 19. Limpieza de los dispositivos de doblez. (a) Tipo de mandril con fuerza aplicada cerca del extremo libre. (b) Die tipo de fuerza aplicada cerca del extremo libre

Donde:Specimen: EspécimenBending die: matriz de doblezForce: Fuerza

Dispositivos de Limpieza de doblado

Son similares para envolver dispositivos de flexión (Fig. 19), excepto que la fuerza de flexión se aplica por un mandril o rodillo que se mueve perpendicular a la muestra de apriete.

Dispositivos de flexión V-bloqueo

Se compone de un mandril y un bloque inferior (Fig. 20a) o soportes de muestras (Fig. 20b).

La muestra descansa sobre soportes o en el bloque inferior y no se fija durante la prueba. La distancia entre los soportes se selecciona para forzar la muestra para ajustarse a la radio de mandril sin interferencia excesiva. Esta separación es a menudo el diámetro del mandril, D, más tres veces el espesor de la muestra, t. Fuerza de flexión se aplica en el centro de la muestra. El bloque inferior normalmente es una V o U forma. Curvas hechas con bloques conforme radios inferiores están tocando fondo o curvas cerradas-die (Fig. 20a); los que no se ajusten radios bloques inferiores son curvas de aire o de forma gratuita (Fig. 20b).

Figura 20. Dispositivos de doblez V-Block. (a) V-block cerrada. (b) V-Block abierto

DondeSpecimen Supports: Especimen de Soporte

Herramienta suave de doblez, doblez o almohadilla de goma, es similar a la V-block de flexión, salvo que el bloqueo inferior se sustituye por materiales altamente compresibles como el poliuretano. La figura 21 ilustra varias configuraciones de doblez suave haciendo un giro.

Figura. 21 Los ajustes para la herramienta blanda (almohadilla de goma) de doblado de chapa metálica. (a) simple 90 ° V-curva. El espacio de aire debajo de la matriz de permisos almohadilla penetración profunda. (b) simple curva en U o canal. Los espaciadores permiten sifones de diferentes anchos para ser formados en el mismo retén molde-almohadilla. Bares deflectores ayudan a proporcionar una distribución uniforme de la presión de golpe. (c) Modificado sifón con flexión parcial de aire. (d) de ángulo agudo U-doblez. Altas presiones laterales se obtienen mediante el uso de una almohadilla de caucho die conformes y bares deflectores.

Preparación de las muestras

Hoja y placa de muestras que normalmente son de espesor total y son preparados por cizallamiento o aserrado. Secciones de banda y la barra estrecha se pueden probar con especímenes cortados en longitudes determinadas. Para las formas poligonales, a veces es necesario para la máquina, moler un plano, con la superficie sin mecanizar para ser colocado en el lado de tensión de la curva.

Los bordes ásperos de las muestras cortadas pueden ser eliminados por procesos como el lijado y guardados. Los bordes de de sección rectangular piezas de ensayo pueden estar redondeados con un radio de hasta una décima parte del espesor de la muestra. La preparación del borde no es requerida para especímenes con proporciones anchuras a espesor (w t) mayores que 8 para 1, iniciados a menos que agrietando del borde durante doblarse

Un espécimen puede ser mecanizado para ajustarse si es demasiado gruesa para el dispositivo de doblez o si las fuerzas de doblez requeridos exceden la capacidad del dispositivo de doblez. La superficie sin mecanizar se coloca en el lado de tensión. Si se utilizan las muestras de espesor reducido, las dimensiones de la probeta deben mantenerse constantes durante las pruebas y señaló en el informe de la prueba.

Las muestras deben ser lo suficientemente largas para ser fijada de forma segura para evitar el deslizamiento en abrigo y limpie pruebas. Las muestras para el bloque

en V y la herramienta suave de doblez pueden ser de cualquier longitud mayor que la distancia entre soportes de muestras (Fig. 21b).

Las muestras de ensayo generalmente se cortan en paralelo o en perpendicular a la dirección de laminado, dibujo, o extrusión. Sin embargo, cualquier orientación en el plano de la anchura y longitud del producto puede ser probado. Medidas de probeta deben ser los mismos para cualquier orientación de prueba.

La Figura 22 muestra la orientación de una muestra de ensayo de doblez con la dirección de laminación para una orientación longitudinal y una orientación transversal. La orientación transversal generalmente

Figura 22. La orientación relativa de curvatura longitudinal y transversal de ensayos de doblez.

Aceites de laminación en frío u otros revestimientos protectores generalmente se dejan en especímenes para servir como una película lubricante durante las pruebas de doblez. Otros lubricantes se pueden utilizar si reflejan condiciones de campo.

Las direcciones principales de tensión y deformación desarrolladas durante el plegado se definen en la figura. 23 (a). La relación de dilución muestra el ancho y el espesor (w / t) determina las tensiones y deformaciones respectivos estados. A w / t> 8, el doblez se produce en condiciones de estrés-plano (ε2 = 0 y σ2/σ1 = 0,5) y la ductilidad de curvatura es independiente de la anchura-espesor proporción exacta (Figura 21b). A w / t <8, el doblez se produce en condiciones de estrés (plano σ2/σ1 <0,5) con una deformación plástica en todas las direcciones principales de deformación y la ductilidad de curvatura medido es fuertemente dependiente de la relación entre el ancho y el espesor (Figura. 23b). Por lo tanto, las pruebas de doblez se llevaron a cabo en anchura-espesor relaciones mayores de 8 a 1 siempre posible eliminar los efectos geométricos sobre los resultados de la prueba. Aunque las muestras con una relación anchura-espesor inferior a 8-1 se pueden probar, todo el lote de prueba debe tener la misma relación entre el ancho y el espesor.

Figura 23. Se Estresan y se esfuerzan en doblarse. (a) Esquema de la región de la curva definiendo la dirección principal se estresa y se esfuerza. La doblez (b) exterior

de la fibra en fractura versus la proporción anchura y espesor.

Método para el Ensayo

Las muestras y los aparatos deben ser cuidadosamente inspeccionados. Especímenes con marcas de desgaste, los arañazos, la excesiva curvatura, torsión, u otros defectos superficiales deben ser desechados. Radios de curvatura, mandriles, y los bloques de apoyo deben estar libres de marcas de desgaste u otros daños visibles.

En las pruebas de doblez, las muestras se doblan alrededor progresivamente radios más ajustados, o para grandes ángulos de plegado, hasta el fallo o agrietamiento se produce en la superficie convexa. Si la toallita o la envoltura aparato doblez son usadas, la separación debe estar ajustada para cada radio.

Cualquier método puede ser utilizado para forzar la muestra, para obtener el radio o el ángulo deseado; sin embargo, se debe aplicar lentamente y de manera constante sin movimiento lateral significativo. Con un ángulo de curvatura de 180° se obtienen pulsando muestras dobladas entre platinas (Figura 24), manteniendo el radio de curvatura con un bloque espaciador dos veces tan gruesa como el radio entre las piernas de la muestra.

Figura 24. Métodos utilizados para desarrollar ángulos de 180º de doblez. (a) muestra de almohadilla o V-block se coloca entre las placas. (b) Obtención de curva (180°). (c) la curva con radio igual a la mitad del espesor del espaciador-bloque

Durante el doblado, la muestra se puede quitar para inspeccionar la superficie convexa de grietas. La prueba finaliza cuando se hayan alcanzado las especificaciones del producto.

INTERPRETACIÓN

Las muestras se examinaron para el agrietamiento en el vértice de la curva con

aumentos de hasta 20×. Una muestra es aceptable si no hay grietas visibles en su superficie exterior. Las superficies arrugadas y naranjas peladas no se consideran lugares de fractura. Si el agrietamiento ocurre en los bordes de la muestra doblada cuando la proporción de muestra esta entre su 8 anchura y 1 espesor o más grande, los bordes de la prueba deberían ser pulidos o molidos y reexaminados la muestra. A relaciones anchura-espesor inferior a 8 a 1, la preparación de bordes puede ser necesaria para obtener mediciones reproducibles de los radios de curvatura mínima.

El método de doblado puede influir en la distribución de la deformación en la superficie de la muestra (Figura. 25). El Bloqueo en V de doblez (Figura 25b) desarrolla una distribución no uniforme de la tensión, mientras que lo envuelve o limpia la flexión se produce una tensión que aumenta progresivamente con el ángulo de plegado hasta la saturación. Tensión circunferencial se vuelve uniforme sólo después de que el ángulo de curvatura excede ciertos valores mínimos (Figura 26 y 27). Para limpiar o envolver el doblez, estos valores deben tener un ángulo de curvatura de 90° y un radio 1t.

Figura 25. Comparación de distribución deformación producida por diferentes métodos de doblez. (a) Aplicación de un momento de flexión pura (no alcanzable en

dispositivos de flexión comerciales). (b) bloqueo-V de doblez. (c) Flexión limpia.

Figura 26. Efecto del ángulo de curvatura en la distribución de la tensión a lo largo de la circunferencia de las curvas de la aleación de aluminio templado de 2.024. (a) 3,2 mm (0,125 pulgadas) de gran espesor, R / t = 0,7. (b) 6,4 mm (0,25 pulgadas) de gran

espesor, R / t = 2.5.

Figura 27. La adicción de tensión circunferencial medida en ángulo de la curva para

aleación templada de aluminio 2024. El radio expresó en términos del espesor, t

Radios de curvatura mínimos reportados son mediciones subjetivas, no en las propiedades intrínsecas del material. Esta subjetividad se debe a la evaluación visual de ensayo/error criterios y los pasos incrementales de los radios de curvatura disponibles. Los problemas asociados con la evaluación visual incluyen la reproducibilidad por un probador con el tiempo y la dificultad de dos o más probadores de acuerdo en la definición de una grieta visibles. Los problemas asociados con los pasos incrementales de los radios de curvatura pueden ser minimizados mediante el uso de radios de curvatura muy próximos.

Un número de características se puede esperar cuando se realizan ensayos de doblez en materiales metálicos. El radio de curvatura mínimo depende de la composición de la aleación. El radio mínimo de curvatura aumenta a medida que la tira o barra del genio aumenta. Tiras de recocido generalmente tienen características de flexión isotrópicas en el plano de la lámina (los radios de curvatura mínimo son similares tanto en paralelo o en perpendicular a la dirección de proceso). Tiras de temperamentos muy frío laminados en general tienen mejores propiedades de doblez cuando las curvas se hacen perpendiculares a la dirección de laminación. Para una aleación y temple dada, el radio mínimo de curvatura generalmente es directamente proporcional al espesor de la tira, como se indica en la siguiente ecuación.

radiomínimodecurvaturaespesor de labanda

=Constante

Debido a estas características, se debe tener precaución en la elección de un método de ensayo de doblez o el uso de los datos tabulados. Lo más recomendable es utilizar el mismo método de ensayo, para las dimensiones de las muestras, el ángulo de la curva, y radio de curvatura, que se utilizan durante la parte de fabricación.

Otras Normas de Referencia. Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) 304-90 American Society for Testing and Materials (ASTM) D-5934, D-790 (plásticos) American Society for Testing and Materials (ASTM) C-674 (cerámicas) American Society for Testing and Materials (ASTM) D-797 (elastómeros) American Society for Testing and Materials (ASTM) A-436 (hierro fundido) American Society for Testing and Materials (ASTM) D-86 (vidrio) Standard Test Method for Guided Bend Test for Ductility of Welds ASTM E 190 Annual Book of ASTM Standards, Vol 03.01, ASTM, 1984, p 336–339 Standard Test Method for Semi-Guided Bend Test for Ductility of Metallic

Materials ASTM E 290 Annual Book of ASTM Standards, Vol 03.01 ASTM, 1984, p 430–434 Standard Test Methods of Bend Testing of Metallic Flat Materials for Spring

Applications Involving Static Loading ASTM E 855, Annual Book of ASTM Standards, Vol 03.01 ASTM, 1998, p 640–647

PROCEDIMIENTO

Cualquier medio conveniente se pueden utilizar para mover el émbolo con relación a la matriz; pero debe ser constante y sin ningún movimiento lateral significativo. Aplicar la fuerza hasta que la muestra se ajusta a una forma de U, y hasta que un 1/8-in (3,2 mm) de diámetro de alambre no se puede insertar entre la muestra y cualquier punto de la curvatura del miembro de émbolo de la plantilla, a menos que la muestra falla antes.

Doble los especímenes de doblez guiado en una plantilla de prueba que es sustancialmente de acuerdo con la figura. 14. Coloque las muestras transversales sobre el miembro de matriz de la plantilla con la soldadura en centro de la luz. Coloque especímenes cara curva con la cara de la soldadura dirigida hacia la brecha; colocar especímenes de raíz curva con la raíz de la soldadura dirigida hacia la brecha; y colocar los especímenes secundarios con el lado que muestra los defectos mayores hacia la brecha. Si no presenta deficiencias significativas son evidentes, ambos lados se puede escoger.

Interpretación de los resultados

Examine la superficie convexa de la probeta doblada en busca de grietas u otros defectos abiertos.

Cuando se lleva a cabo la prueba como criterio de aceptación, el tamaño de fisura permisible será especificado por el código o especificación que requiere la prueba.

Cuando se realiza la prueba con fines informativos, reporte el tamaño y la ubicación de todas las grietas visibles a simple vista.

PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR ESTE ENSAYO

Medición de la probeta:

Antes de comenzar a realizar los ensayos de doblez se deben tomar las respectivas medidas dimensionales de las probetas. Este procedimiento de medición es efectuado con un gran cuidado y debe implementarse la correcta utilización del Calibrador "pie de rey", y la regla un instrumento de medición de vital importancia para tomar el valor de nuestros datos.

Para tomar las medidas de nuestras probetas utilizaremos las unidades del sistema métrico internacional (SI) expresando dichas medidas en milímetros (mm). Es muy importante ser bastante cuidadosos en la toma de estas medidas ya que después de someter las probetas a los ensayos de flexión dichas medidas serán utilis para realizar los cálculos necesarios en el ensayo.

Figura. 28 Tinius Olsen Modelo SUPER L con capacidad de 120,000 libras.

Programación y puesta a punto de la maquina universal de ensayos:

Paso siguiente procedemos a calibrar y programar el software de la maquina universal para poder realizar el ensayo de flexión según los parámetros establecidos si los datos se toman adecuadamente y el procedimiento se realiza correctamente el grafico que se obtiene debe ser similar al mostrado en la siguiente imagen:

Figura 29. Grafica para expresar los resultados

Realización de la prueba y toma de los datos:

La máquina universal impone la deformación desplazando el cabezal móvil a una velocidad seleccionable. La celda de carga conectada a la mordaza fija entrega una señal que representa la carga aplicada “load” en toneladas fuerza (Tf). La maquina también poseen un potenciómetro lineal el cual toma los datos de posición los cuales denomina “Stroke” en milímetros (mm); resultando así una tabla de datos donde tenemos una relación de la carga y el estiramiento del material como lo muestra la siguiente tabla.

Figura 30. Grafica para expresar los resultados

Convertir y guarda los datos en formato Excel

La máquina universal nos entrega una serie de datos en una tabla similar a la mostrada en la imagen anterior, Estos datos se encuentran bajo una extensión .TXT y para poder realizar el análisis en necesario realizar una conversión de dicho formato al utilizado por Excel.

CONCLUSIÓN

En el trabajo presentado se trato sobre los ensayos de tensión y doblez, que se utilizan para estudiar las propiedades que poseen los materiales tanto mecánicos como no mecánicos y observar su comportamiento cuando son sometidos a cargas, Para realizar estos ensayos hay organismos tanto nacionales como internacionales que han creado normativas o reglamentos para permitir el desarrollo satisfactorio de los mismos. Gracias a todas estas Normas, que se derivan de una principal que es la ASTM, adaptado a cada país, todos tienen un punto en común que es el de seguir instrucciones que permiten obtener resultados óptimos y haciendo el mayor esfuerzo de no sufrir daños o perdidas.

En ciertos procesos de fabricación, se confiere su forma a los productos metálicos por deformación plástica. Para determinar cuáles son las condiciones óptimas de trabajo en estos casos, es necesario conocer cuál es la relación entre los esfuerzos que se aplican y las deformaciones que se producen y cual es la máxima deformación que admite el material sin llegar a romper, de allí la importancia de los ensayos de tensión. Probar los productos para determinar sus tolerancias a la tensión de flexión es una parte importante de las pruebas de seguridad, especialmente para cosas tales como elementos que son utilizados en la construcción, donde la deformación bajo tensión puede conducir a colapsos estructurales y de consecuencias fatales. Los ensayos de doblez o flexión ayudan a determinar cuanta carga y qué tipos de materiales son los adecuados para usar en la fabricación de productos como los armarios y que vemos a diario en nuestra vida cotidiana.

BIBLIOGRAFÍA

Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products Designación: A 370 – 06.

http://www.scribd.com/doc/139023348/ASTM-A370#download Norma ASTM A370 en español.

http://www.scribd.com/doc/109586453/UNE-EN-ISO-6892-1-2010 UNE-EN-ISO-6892-1-2010.

Standard Test Methods for Tensión Testing of Metallic Materials Designación: E8/E8M – 09; E8/E8M – 11.

Standard Test Method for Guided Bend Test for Ductility of WeldsDesignación: E190 − 92 (Reapproved 2008).

http://www.mafaco.ir/files/download/JIS-Z2241-1993.pdf Japanese Industrial Standard (JIS) -Z2241-1993

http://www.slideshare.net/zephiroth2007/practica-de-tension

http://www.cyti.com.mx/doblez.asp (Imagen)

http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/4089/fichero/6.pdf Ensayo de Tensión

ASM handbook: Mechanical testing and evaluation, Vol 8

Editores: H. Kuhn y D. Medlin 

Videos de estos Ensayos https://www.youtube.com/watch?v=J9hwFm9sMfA – Ensayo de Tensión https://www.youtube.com/watch?v=vfxc3JVofns – Ensayo de Doblez https://www.youtube.com/watch?v=G540gvkGl6s - Ensayo de Doblez Ensayo de Tensión Polipropileno Probeta 3