jueves, 30 de octubre de 2014

Metodologia del Ensayo de Tracción

NORMAS

Las normas internacionales hacen referencia al ensayo de tracción, a través de la ASTM ES, o las DIN 50125 I 145 I 146. En nuestro país la norma correspondiente es la IRAM-IAS U500-102, que se adjunta a la presente guía para completar la información, norma que está basada en la correspondiente a DIN.


El ensayo, extracción y confección de probetas se realizará en base a la norma lRAM, así como las condiciones de ensayo. Se hace referencia a algunos parámetros con la nomenclatura clásica que difiere a la establecida en la norma (por ejemplo las tensiones ó que en la norma se llaman R)

Como puede observarse en las normas adjuntas, éstas establecen toda la metodología del ensayo, los parámetros a controlar, la forma de obtener los resultados, etc. haciendo que de esta manera los ensayos caractericen objetivamente al material y sean plenamente comparativos entre si.

3.2.-GEOMETRíA DE LA PROBETA -DEFINICIONES

Longitud calibrada (Ic) : Es la parte de la probeta de sección constante, cilíndrica o prismática dentro de la cual se marca la longitud de referencia.

Longitud de referencia: Longitud entre marcas de referencia, realizadas dentro de la longitud calibrada, respecto de la cual se determina el alargamiento de la probeta durante el ensayo.

Longitud de referencia inicial (lo) : Longitud de referencia previa a ensayar la probeta


Longitud de referencia final ( l). : longitud de referencia luego de la rotura, medida con las partes cuidadosamente unidas y alineadas.


PROBETAS PROPORCIONALES. NORMALES E INDUSTRIALES

Para que los resultados obtenidos de alargamiento y estricción sean comparativos entre si las normas determinan la ley de semejanza que deben cumplir las probetas. Los alargamientos resultan comparativos si lo es proporcional al diámetro o raíz cuadrada de la sección. Las probetas que cumplen esta condición se denominan probetas proporcionales. DINe lRAM establecen dos tipos:

Larga:  lo = So1/2 
         lo = 10 d o

Corta:  lo =So1/2
           lo = 5d o

Otras normas como ASTM, BSI, etc. establecen otras constantes de proporcionalidad.

Por otro lado también se establecen otras características que deben cumplir las probetas, en general adoptando secciones circulares o rectangulares con sus extremos ensanchados para facilitar su sujeción y para asegurar la rotura dentro de la longitud calibrada, vinculados mediante un radio de acuerdo determinado para evitar la concentración de tensiones por cambio brusco de sección. Las probetas que cumplen con la norma adoptada se denominan probetas normalizadas o normales.

Cuando se quieren realizar ensayos directamente sobre varillas de metal o no es posible realizar probetas según norma, se trabaja directamente con la barra de sección constante, permitiendo sólo realizar verificaciones de cargas y tensiones límites. En este caso se denominan probetas industriales.

3.4.- EXTRACCIÓN DE PROBETAS

Deben tomarse varias probetas de distintos puntos de la pieza de manera de obtener una media representativa de las características de la sección total de la pieza (generalmente del lingote o la barra).

Por otro lado debe evitarse tomar muestras del centro, pues es donde se producen mayores segregaciones, lo que hace que las características no sean representativas del material. Tampoco es representativa la zona cercana al borde. Por ejemplo, si tomamos un redondo de acero de determinado diámetro, el lugar mas adecuado para obtener probetas es la zona ubicada a 2/3 del radio medidos desde el centro.

MARCADO DE LA PROBETA

Se deben marcar los extremos de la longitud de referencia y se deben realizar marcas de acuerdo a divisiones iguales de la longitud de referencia, que serán 20 divisiones para las probetas largas y 10 divisiones para las corias.

Para determinar correctamente el alargamiento de rotura es necesario determinar con exactitud las máximas deformaciones que se producen en la probeta. lo cual se consigue solamente si la zona de extricción está lo suficientemente alejada de las marcas extremas de la longitud de referencia. por lo tanto los valores de alargamiento se consideran válidos únicamente si la fractura se produce dentro del tercio medio de la longitud de referencia. Existe un método de corrección para el caso de que la rotura se produzca fuera del tercio medio, como se verá mas adelante.

Para probetas industriales se marcan 3 o más longitudes de referencia, aún dentro de la zona que será sujetada por las mordazas para aumentar la probabilidad de que se cumpla en alguna longitud la condición de rotura en su tercio medio. 



3.5 MÉTODO DE AMARRE

Las probetas se sujetarán a la máquina de ensayo de acuerdo a las características de ésta, por medios adecuados, tales como mordazas, cabezales roscados, cabezal con apoyo en resalte. etc.

En nuestro caso contamos con un par de mordazas de accionamiento hidráulico que permiten además la alineación automática de los cabezales. Para este caso los extremos de la probeta son simplemente cilíndricos

3.6 ESCALAS y RANGOS DE LA MÁQUINA DE ENSAYOS

Las máquinas de ensayos poseen en general distintos rangos, en el caso de la máquina a utilizar tendremos 4 rangos de carga, es decir que la misma puede operar al 100% hasta 250.000 N, o la misma señal de control puede determinar un máximo de carga de 100.000' 50.000 o 25000 N

Según la carga máxima que se prevé alcanzar se adopta el rango que permita la mejor utilización del equipo obteniendo mayor exactitud.

Algo similar ocurre con el desplazamiento, que tiene un rango al 100% que permite una carrera máxima de 6" y rangos del 50, 20 y 10 %.

La combinación del rango utilizado de carga con alguna de las 5 escalas del eje y del registrador determinará la escala de cargas del diagrama obtenido.

De la misma manera la combinación del rango de desplazamiento con alguna de las 5 escalas del eje X del registrador determina la escala de desplazamiento del pistón o alargamiento de la probeta.

3.7 VELOCIDAD DE ENSAYO

La variación de la tensión aplicada durante la deformación no debe ser mayor de 30 (N/mm2)/seg. para tener una aplicación cuasiestática de la carga, evitando entre otras cosas efectos de inercia que modifican, los resultados.(IRAM-IAS U500-102), que en la mayoría de los equipos de ensayo implica una velocidad de alargamiento especifico de 0,0025 1/seg durante la deformación plástica para probetas proporcionales de sección circular .

3.8 MEDICION DE SECCION y LONGITUD FINALES

La medición de la longitud final y la sección final deberán hacerse con sumo cuidado. Para la medición de longitudes deberá alinearse perfectamente la probeta, cuidando que haga perfecto contacto en la fractura.

Para la medición de la sección final, en el caso de probetas cilíndricas se tomará el diámetro en la estricción en dos ejes perpendiculares a fines de promediar la medición, calculando la sección como:

S=  (3.1416 x dv x d2)/4




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