Propiedades Mecánicas-Ensayo de tracción

 Hola amigos bienvenidos de nuevo a este blog, hoy les voy a hablar de uno de mis ensayos favoritos y del cual tengo muchos recuerdos agradables cuando fuí analista de laboratorio metalúrgico, el ensayo de tracción.

El ensayo mide propiedades del material a temperatura ambiente, de tal manera que los resultados (esfuerzo y deformación) son solo válidos para estas condiciones, si el material pasa a estar a diferentes temperaturas se debe recurrir a otros ensayos más específicos y del cual hablaremos más adelante.

Lo primero que uno debe entender es que este ensayo da información valiosa relacionada con un material pero para sacarle bien el jugo a la información obtenida debemos comprender algunos fundamentos del ensayo como por ejemplo:

1. Este ensayo aplica una carga establecida en el instrumento la cual es constante y a una velocidad establecida y constante (lo ideal es que la velocidad no sea muy rápida)

2. La carga aplicada puede variar según las especificaciones del equipo, del material a estudiar y de la experiencia del técnico.

3. Las probetas deben ser estandarizadas acorde con las normas ASTM E8 o equivalentes y recomendable por triplicado para efectos de tener un promedio de los resultados o si se debe repetir la prueba

4.Una vez obtenida la probeta se debe determinar la longitud inicial que por norma es 2 pulgadas y el área inicial (varía para probetas planas y cilindricas)

Imagínese que recibe una barra de acero de 1 pulgada de diametro y 20 cm de largo y se le pide determinar, el esfuerzo de fluencia, esfuerzo a la tracción, % de deformación y % de reducción de area. 

Lo primero es fabricar las probetas en este caso serían cilindricas ya que tenemos una barra, luego se mide el área y las 2 pulgadas de longitud inicial (Para determinar las 2 in. simplemente se mide la longitud completa de la probeta y de ahí el punto medio, luego se mide una pulgada hacia ambos lados del punto medio y listo)

Luego se procede al montaje de la muestra en el equipo y como se dijo anteriormente debe consultarse la carga aplicada y la velocidad de aplicación de dicha carga (actualmente hay maquinas de ensayos universales automatizadas que realizan esa función pero tambien hay equipos que aún hacen esas operaciones manualmente)

Las muestras deben estar bien sujetas al porta muestras y estas no deben deslizarse ya que pueden afectar la apariencia de la gráfica o los resultados del ensayo.

Al principio parece que el material no esta interactuando con la carga aplicada sin embargo, al cabo de un tiempo el cuello de la probeta empieza a reducirse y el material fractura. Algunos equipos te muestran en la pantalla la evolución del ensayo a través de la curva esfuerzo-deformación.

Terminado el ensayo se procede a extraer la muestra y se juntan para medir la longitud final recuerden que la longitud inicial son 2 in, por lo que si la probeta se alargó se procede a calcular el % de deformación. Tambien se puede observar la apariencia de la fractura, en algunas probetas muestran la típica forma de copa y cono.

 Si el equipo esta adaptado para darte la información de la carga en vez del esfuerzo con conocer el área inicial de la muestra se puede determinar el esfuerzo de fluencia, el esfuerzo máximo y el esfuerzo de ruptura. El esfuerzo de fluencia se puede determinar tambien gráficamente para ello se puede observar el punto en el que la linea recta con la cual inicia la prueba cambia a una curva, si esta no esta muy clara pueden calcular el 0,2% de la longitud calibrada  y el punto que de se proyecta una linea recta que corte la curva y ahí tendrán su punto de fluencia, con ese dato y el área calculan el esfuerzo.

El área final pueden calcularlo midiendo la variación del diámetro de la muestra después del ensayo.

Consideraciones finales que les puedo dar de este ensayo basado en mi experiencia esta que cada ensayo es único, las muestras pueden comportarse de manera diferentes, el espesor tiene una gran influencia en la apariencia de fractura y lo más importante para ustedes como estudiantes es la información obtenida, en algunas aplicaciones estructurales es sumamente importante conocer el esfuerzo de fluencia ya que las condiciones a las que se va a someter el material requieren que este se comporte de manera elástica por otro lado, un material que tenga un comportamiento plástico puede absorven mucha energía cuando esta sometido a esfurzo antes de fracturar.

El análisis de los resultados va a estar muy unido a las aplicaciones a las cuales el material estará sometido