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GUIA DE LABORATORIO Nr. 5
ENSAYO DE MATERIALES
ENSAYO DE TRACCION
OBJETIVO
Aprender a efectuar la prueba de tracción y comprender el significado de los resultdos
obtenidos en la misma.
GENERALIDADES
El ensayo de tracción convencional o tecnológico, se emplea ampliamente para obtener una
información básica sobre la resistencia mecánica de los materiales y como ensayo de
recepción para la especificación de los mismos.
En el ensayo de tracción se somete la probeta a una fuerza progresiva, y se miden
simultáneamente los correspondientes alargamientos. Con los datos de cargas y
alargamientos obtenidos se construye una curva tensión vs. Deformación convencional.
La tensión utilizada en la curva tensión vs. Deformación, es la: tensión media longitudinal
producida en la probeta de tracción. Se obtiene dividiendo la carga por el área de la sección
transversal inicial de la probeta.
P
S = ---Ao
La deformación utilizada en la curva tensión vs. Deformación, es la: deformación lineal
media, obtenida al dividir el alargamiento de la distancia entre puntos de la probeta pr su
longitud original.
δ
Δ L
L - Lo
ξ = ------ = -------- = -----------------Lo
L
Lo
Puesto que la tensión y la deformación se obtienen dividiendo la carga y el alargamiento
por factores constantes, la curva carga – alargamiento tendrá la misma forma que la curva
de tensiones – deformaciones. Las dos curvas se usan, con frecuencia, indistintamente.
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Dipl.-Ing. Edgar Venegas Ledo
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Dependencia de la curva de tensiones – deformaciones
La forma y las magnitudes de la curva de tensiones – deformaciones de un metal dependerá
de:






Su composición
Tratamiento térmico
Historia anterior de deformación plástica
Velocidad de deformación
Temperatura
Estado de tensión creado durante el ensayo
Parámetros utilizados
Los parámetros utilizados para describir la curva de tensiones – deformaciones de un metal
son:
 Resistencia a la tracción
 Límite elástico convencional o el aparente
Estos dos parámetros son de resistencia mecánica
 El porcentaje de alargamiento o elongación
 La estricción
Estos dos últimos parámetros informan sobre la ductilidad
Resistencia a la tracción
La resistencia a la tracción, es el cociente obtenido al dividir la carga máxima por la
sección transversal inicial de la probeta.
Pmáx.
su = ---------Ao
Esta resistencia a la tracción, es el valor citado con más frecuencia en los resultados de un
ensayo de tracción; en realidad, es un dato que carece prácticamente de significado con
relación a la resistencia mecánica de un metal.
La resistencia a la tracción debe ser considerada, en los metales dúctiles, como una medida
de la carga máxima que puede soportar un metal bajo muy restrictivas condiciones de carga
monoaxial.
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Límite elástico convencional
El límite elástico convencional, es la carga correspondiente a una pequeña deformación
plástica especificada, dividida por el área de la sección transversal inicial de la probeta.
Pe - 0,002
so = --------------------Ao
A causa de las dificultades prácticas que existen para determinar el verdadero límite
elástico o límite de proporcionalidad, el límite elástico convencional y l límite elástico
aparente, son los parámetros preferidos en ingeniería para expresar el inicio de la
deformación plástica.
Alargamiento de rotura %
El porcentaje de alargamiento de rotura, es la relación entre el aumento de la longitud de la
distancia entre puntos de la probeta y su longitud original, expresada en %:
Lf - Lo
% alargamiento = 100 --------------- = 100 ef
Lo
Donde:
Lf = Distancia entre puntos, al producirse la fractura
Lo = Distancia entre puntos, original
ef = Deformación convencional al producirse la fractura
Estricción ( de rotura)
El porcentaje de estricción, es la relación existente entre la disminución del área de la
sección transversal de la probeta de tracción después de la fractura y la superficie original,
expresada en %:
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Ao - Af
Disminución del área = q = -----------------Ao
Es difícil determinar la estricción en probetas de chapas finas, por cuya razón no se
determina usualmente en este tipo de material. En probetas de tracción planas,
rectangulares, de más espesor, se puede determinar el área aproximadamente:
A = h/3 ( a + 2d)
Donde:
h = Ancho de la probeta
a = Espesor en el centro de la probeta
d = Espesor de la sección transversal en los extremos de la probeta
La estricción, es el parámetro más sensible a la estructura que puede medirse en el ensayo
de tracción. Por lo tanto, su aspecto más importante es el de ser utilizada como una
indicación de la calidad del material. Una disminución en el valor de la estricción, por
debajo de un nivel especificado que la experiencia ha señalado como indicativo de buen
comportamiento en servicio, es una advertencia de que la calidad es deficiente.
Asimismo, una estricción muy acusada ( mayor) indica la capacidad del metal para soportar
una gran deformación sin romperse.
Módulo de elasticidad
La pendiente de la parte lineal de la curva tensiones – deformaciones, es el módulo d
elasticidad o módulo de Young. El módulo de Young, es una medida de la rigidez del
material, cuanto mayor sea el módulo, más pequeña será la deformación elástica resultante
de la aplicación de una tensión dada. Dado que para calcular la flexión de vigas y otras
piezas es necesario conocer el módulo de elasticidad, es importante tener en cuenta este
valor al realizar un proyecto.
Este módulo de elasticidad está determinado por las fuerzas de enlace entre los átomos.
Puesto que estas fuerzas no pueden alterarse sin cambiar la naturaleza básica del material,
se deduce que el módulo de elasticidad es una de las propiedades mecánicas más
insensibles a la estructura o sólo le afectan ligeramente las adiciones de aleantes, el
tratamiento térmico o la deformación en frío. Sin embargo, aumentando la tempeatura se
produce una disminución del módulo de elasticidad.
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El módulo se determina usualmente a elevadas temperaturas siguiendo un método
dinámico, que mide el modo y período de vibración de una probeta metálica.
s
E = ------------ξ
PROCEDIMIENTO
Se realizan los siguientes pasos:
1. Se prepara la probeta de tracción, de acuerdo a las normas especificadas al tipo de
material y a la forma de la pieza. Se miden el área inicial y la longitud entre marcas.
2. Se coloca la probeta en las mordazas del equipo de tracción y se coloca un papel
milimetrado en el tambor para graficar.
3. Se enciende el equipo y se efectúa el ensayo de tracción, una vez rota la probeta, se
apaga el equipo.
4. La carga máxima quedará indicada en el equipo y con este valor, se ubica el mismo
en la grafica obtenida en el papel milimetrado, obteniendo los otros valores de
carga, aplicando la escala del papel.
5. Se toman las medidas de la longitud final entre marcas y el área final de rotura.
Se pide:
1. Informe detallado de la práctica, incluyendo gráficos.
2. Graficar tensión vs deformación
3. Determinar:
a. Módulo de elasticidad
b. Límite de proporcionalidad
c. Resistencia a la tracción
d. Tensión de rotura para el área original
e. Tensión de rotura para el área final
f. El % de elongación
g. El % de estricción
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