LABORATORIO DE ENSAYO DE RESISTENCIA DE MATEIALES

1. FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y MECÁNICA
DOCENTE:
ING. INCISO MELGAREJO, DANIEL
INTEGRANTE:
QUISPE GARRIAZO JORGE
AULA: A -1005
TURNO:
NOCHE
2014
CONSTRUCCIÓN DE
VEHÍCULOS II
TEMA: LABORATORIO DE RESISTENCIA DE ACEROS INDUSTRIALES

2. LABORATORIO DE ENSAYO DE RESISTENCIADE ACEROS INDUSTRIALES
1. INTRUCCIÓN.
Las normas SAE son un compendio de normas que regulan prácticamente todos
los materiales y elementos que componen un vehículo (autos, camiones, motores
industriales) digamos todo lo relacionado con mecánica, comprende
clasificaciones para aceros, aleaciones de todo tipo, compuestos sintéticos,
gomas, aceites, mangueras, conexiones, partes de transmisión (por ejemplo da las
dimensiones de las tomas de fuerza.) Se pretende que haya cierta estandarización
y se garantice que si un acero o un aceite responde a una norma SAE tal o cual,
cumpla determinadas especificaciones.
En 1902, la sección americana se constituye como organización autónoma con el
nombre de: American SocietyforTestingMaterials, que se volverá universalmente
conocida en el mundo técnico como ASTM.Dudley fue, naturalmente, el primer
presidente de la ASTM.
El campo de acción de la ASTM se fue ampliando en el tiempo, pasando a tratar
no solo de los materiales ferroviarios, sino todos los tipos de materiales, abarcando
un espectro muy amplio, comprendiendo los revestimientos y los mismos procesos
de tratamiento.
El desarrollo de la normatización en los años 1923 al 1930 llevó a un gran
desarrollo de la ASTM (de la cual por ejemplo Henry Ford fue miembro). El campo
de aplicación se amplió, y en el curso de la segunda guerra mundial la ASTM tuvo
un rol importante en la definición de los materiales, consiguiendo conciliar las
dificultades bélicas con las exigencias de calidad de la producción en masa. Era
por lo tanto natural un cierto reconocimiento de esta expansión y en 1961 ASTM
fue redefinida como American SocietyforTesting and Materials, habiendo sido
ampliado también su objetivo. A partir de ese momento la cobertura de la ASTM,
además de cubrir los tradicionales materiales de construcción, pasó a ocuparse de
los materiales y equipos más variados, como las muestras metalográficas, cascos
para motociclistas, equipos deportivos, etc.
En el 2001 la ASTM asume su nombre actual: ASTM International como testimonio
del interés supranacional que actualmente han alcanzado las técnicas de
normalización.

3. 2. MARCO TEÓRICO.
SAE 1045
Características del material:
COMPOSICIÓN QUÍMICA
(%)
C 0.43 - 0.50
Mn 0.60 - 0.90
Si 0.15 - 0.35
P 0.04
S 0.05
Formas: Redonda cuadrada y hexagonal
Suministro: Laminado y trefilado
Descripción: Acero de medio carbono. Este tipo de acero tiene buenas
características de forja, soldable, responde al tratamiento térmico y al
endurecimiento por llama o inducción. Por su dureza y tenacidad es utilizado para
la fabricación de componentes de maquinaria. Apto para fabricaciones de
exigencias moderadas.
Usos: Por sus características de temple, se tiene una amplia gama de aplicaciones
automotrices y de maquinaria en general de resistencia media, tales como: ejes,
semiejes, cigüeñales, engranajes, piñones, cuñas, tornillos, pernos, martillos,
pasadores, remaches, partes de maquinaria y herramientas agrícolas.
PROPIEDADES MECÁNICAS
Laminado en caliente
Resistencia a la
58 kgf/mm2
tracción
Límite de fluencia 32 kgf/mm2
Alargamiento 16%
Reducción de área 40%
Maquinabilidad 55%
Dureza (HB) 163
TRATAMIENTO TÉRMICO (en ° C)
Forjado 1050 - 1200
Normalizado 870 - 890
Revenido 300 - 670
Recocido 650 - 700
Templado
Agua 820 - 850
Aceite 830 - 860

4. 3. ENSAYO DE TRACCIÓN.
El ensayo de tracción o ensayo de tensión de un material 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
).
En un ensayo de tracción pueden determinarse diversas características de los
materiales elásticos como:
a) Módulo de elasticidad.- Es el resultado de dividir la tensión por la
deformación unitaria, dentro de la región elástica de un diagrama esfuerzo –
deformación.
b) Coeficiente de Poisson.- Cuantifica la razón entre el alargamiento
longitudinal y el acortamiento de las longitudes transversales a la dirección de
la fuerza.
c) Límite de proporcionalidad.- Valor de la tensión por debajo de la cual el
alargamiento es proporcional a la carga aplicada.
d) Límite de fluencia.- Valor de la tensión que soporta la probeta en el momento
de producirse el fenómeno de la cedencia o fluencia. Este fenómeno tiene
lugar en la zona de transición entre las deformaciones elásticas y plásticas y se
caracteriza por un rápido incremento de la deformación sin aumento apreciable
de la carga aplicada.
e) Límite elástico.- Valor de la tensión a la que se produce un alargamiento
prefijado de antemano (0,2%, 0,1%, etc.) en función del extensómetro
empleado. Es la máxima tensión aplicable sin que se produzcan
deformaciones permanentes en el material.
f) Carga de rotura o resistencia a la tracción.-Es la carga máxima resistida por
la probeta dividida por la sección inicial de la probeta.
g) Alargamiento de rotura.- Es el incremento de longitud que ha sufrido la
probeta. Se mide entre dos puntos cuya posición está normalizada y se
expresa en tanto por ciento.
Normalmente, el límite de proporcionalidad no suele determinarse ya que carece
de interés para los cálculos. Tampoco se calcula el Módulo de Young, ya que éste
es característico del material; así, todos los aceros tienen el mismo módulo de
elasticidad aunque sus resistencias puedan ser muy diferentes.

5. ESFUERZO Y DEFORMACIÓN
Consideremos una probeta de longitud l0 y una sección A0 sometida a una fuerza
F. Se define entonces esfuerzo o tensión (σ), como la fuerza aplicada a la probeta
por unidad de sección transversal A0.
𝝈 =
𝑭
𝑨 𝟎
Sus unidades en el sistema internacional son N/m2
o Pascal.
Supongamos que durante el ensayo la varilla se alargó una longitud L:
∆𝑳 = 𝑳 − 𝑳 𝟎
Siendo L la longitud final de la probeta y L0 su longitud inicial.
Definimos deformación o alargamiento unitario (ε) de la probeta, como el cociente
entre el cambio de longitud o alargamiento experimentado y su longitud inicial:
𝜺 =
𝑳 − 𝑳 𝟎
𝑳 𝟎
A veces se utiliza el porcentaje de alargamiento:
% 𝒅𝒆𝒇𝒐𝒓𝒎𝒂𝒄𝒊ó𝒏 = 𝜺(%) =
∆𝑳
𝑳 𝟎
× 𝟏𝟎𝟎
ANÁLISIS DE UN DIAGRAMA DE DEFORMACIÓN
Cada material tiene una gráfica distinta porque su comportamiento es distinto. En
general hay dos zonas:
a. En la primera la deformación es proporcional a la tensión de tracción.
b. En las segunda, a pequeñas variaciones de tensión se producen grandes
deformaciones.
En las abscisas, la deformación es εy en las ordenadas, la tensión o esfuerzo.

6. Un material como se observa en el gráfico presenta dos zonas importantes en cuanto
a su comportamiento en un esfuerzo de tracción:
a. Zona elástica (OE).- Se caracteriza porque al cesar las tensiones aplicadas, los
materiales recuperan su longitud inicial (L0).
b. Zona plástica.- Se ha rebasado la tensión del límite elástico y aunque dejemos
de aplicar tensiones de σE, el material ya no recuperaría su longitud original y será
mayor que L0.

7. ENSAYO DE LABORATORIO
1. Primer ensayo de tracción:
Calculos:
𝝈 𝒎á𝒙 =
𝑭
𝑨 𝟎
𝜎 𝑚á𝑥 =
1220𝑘𝑔 𝑥 9.81
𝑚
𝑠2
𝜋
4
𝑥(6,04 𝑚𝑚 𝑥10−3 𝑚)2
𝝈 𝒎á𝒙 = 𝟒𝟏𝟕, 𝟕 𝑴𝑷𝒂

8. 2. Segundo ensayo de tracción:
Cálculos:
𝝈 𝒎á𝒙 =
𝑭
𝑨 𝟎
𝜎 𝑚á𝑥 =
870𝑘𝑔 𝑥 9.81
𝑚
𝑠2
𝜋
4
𝑥(1.94 𝑥 12.37 𝑚𝑚2) 𝑥 10−6 𝑚2
𝝈 𝒎á𝒙 = 𝟑𝟓𝟓, 𝟕 𝑴𝑷𝒂
∆𝑳 = 𝑳 − 𝑳 𝟎
∆𝐿 = 59.34 − 50.8
∆𝑳 = 𝟖. 𝟓𝟒 𝒎𝒎
𝜺 =
𝑳 − 𝑳 𝟎
𝑳 𝟎
=
∆𝑳
𝑳 𝟎
𝜀 =
8.54
50.8
= 0.168
𝜺 = 𝟏𝟔. 𝟖 %

9. 3. Tercer ensayo de flexión:
Datos:
Longitud entre apoyos: 80 cm
Cargas aplicadas: (100, 200, 300, 400, 500)kg respectivamente.
Deformaciones: (1.12, 2.26, 3.42, 4.67, 5.97) respectivamente según la carga
aplicada.
Carga (Kg) σ(mm)
100 1.12
200 2.26
300 3.42
400 4.67
500 5.97
0
1
2
3
4
5
6
7
0 100 200 300 400 500 600
Deformación
Carga Kg
σ(mm)

10. 4. CONCLUSIONES.
 Del trabajo podemos concluir la importancia que tiene hacer una prueba de
ensayo al material que se va utilizar en la realización de un proyecto de
ingeniería, ya que esto nos permite conocer mejor el comportamiento que
tendría el material a usar, al momento de diseñar una estructura. Nos permite
saber si va a cumplir con los requisitos que se necesitan y si el material es el
adecuado para la aplicación que le queremos dar.
 También un ensayo como el visto nos permite conocer las propiedades de
resistencia del material simulando las cargas a las que será sometido en
funcionamiento.
5. BIBLIOGRAFÍA.
 http://www.acerosbravo.cl/imgmodulo/Imagen/54.pdf
 http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_tracci%C3%B3n