COMITÉ CURRICULAR INGENIERÍA MECÁNICA

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA
SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERÍA
ENSAYO DE TENSIÓN PARA METALES
1. OBJETIVO
1.1 Objetivo general.
Determinar el comportamiento de un metal cuando es
sometido a esfuerzos axiales de tensión.
1.2 Objetivos Específicos

Conocer las normas y técnicas para la realización
del ensayo de tensión para metales.

Determinar las principales propiedades mecánicas
de un metal.
2. DEFINICIONES
Este ensayo consiste en someter a una probeta
normalizada a fuerzas en sus extremos que tienden a
aumentar su longitud hasta que la probeta se rompa.
Las propiedades mecánicas son aquellas medidas de los
materiales que para determinarse requieren la aplicación
de una fuerza externa.
2.1
Esfuerzo. Relación entre la fuerza aplicada y la
sección que la resiste.
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2.2 Deformación Unitaria. Es el cociente entre el
alargamiento total y la longitud inicial de la probeta.
2.3 Módulo de elasticidad.
Es la pendiente del
segmento rectilíneo de la gráfica esfuerzo vs.
deformación unitaria (ζ vs. Є), ó la relación entre el
esfuerzo y la deformación unitaria (E = ζ / Є).
2.4 Límite de proporcionalidad. Es el máximo
esfuerzo hasta donde la tensión es función lineal de
la deformación.
2.5 Límite Elástico.
Máximo esfuerzo que puede
soportar un material sin sufrir una deformación
permanente.
2.6 Límite de fluencia. Aquel en el que se presenta un
alargamiento notable sin existir un aumento de
carga.
2.7 Esfuerzo último. Es la máxima ordenada de la
gráfica esfuerzo vs deformación unitaria (ζ vs. Є).
Se conoce como Resistencia a la Tracción.
2.8 Punto de rotura. Esfuerzo para el que se presenta
la rotura del material.
2.9 Zona Elástica. Región de la curva esfuerzo vs
deformación unitaria ( ζ vs. Є) que va desde el
origen hasta el límite de proporcionalidad.
2.10 Zona Plástica.
Región de la curva esfuerzo vs
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deformación unitaria (ζ vs. Є) que va desde el límite
de proporcionalidad hasta el punto de rotura.
2.11 Resiliencia. Capacidad de absorber energía en la
zona elástica.
U R   LP / 2E
2.12 Tenacidad. Es la capacidad de un material para
absorber energía en la zona plástica.
UT   LP   U  / 2 * l f  lo / 2
Para
materiales dúctiles
UT  2 / 3 *  U  * l f  lo / 2
Para
materiales frágiles.
2.13 Estricción. Es la máxima disminución del área de la
sección transversal del material con respecto al área
primitiva.
A  Af  Ao  / A0 *100
2.14 Elongación. Es la relación entre el aumento de la
longitud después de la rotura y la longitud inicial del
material.
  l f  lo  / l0 *100
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DIAGRAMA ESFUERZO VS. DEFORMACIÓN
UNITARIA -MATERIAL DÚCTILMPa)
ul
fl
lp
ZONA DE
PLASTICIDAD
PERFECTA O
FLUENCIA
E
N
D
U
R
E
C
I
M
I
E
N
T
O
P
O
R
D
E
F
O
R
M
A
C
I
O
N
ESTRICCION
Ro
(mm/mm)
)
3. EQUIPOS Y MATERIALES








Máquina universal de ensayos. Escala 0 : 20 Ton.
Deformímetro.
Extensómetro.
Calibrador.
Probeta.
Flexómetro.
Balanza.
Cortadora de disco
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DIAGRAMA ESFUERZO VS. DEFORMACIÓN UNITARIA
-MATERIAL FRÁGILMPa)
ESFUERZO
ULTIMO
LIMITE DE
FLUENCIA
LÍMITE
PROPORCIONALIDAD
METODO
DEL 0,2%
(mm/mm)
)
4. DATOS INICIALES

Tomar las medidas de la probeta a ensayar:
diámetro inicial, longitud entre marcas, longitud
total.
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5. LECTURAS



Lecturas de carga en kilogramos fuerza (kgf).
Lecturas de deformación –Extensómetromilímetros (mmx10-2).
Lecturas de deformación -Deformímetrodiezmilésimas de pulgadas (pulgx10-4).
en
en
6. PROCEDIMIENTO







Fijar la longitud de ensayo. Lo = longitud entre
marcas (90 mm ó 60 mm).
Colocar la probeta entre las mordazas de la
máquina universal.
Graduar la velocidad de aplicación.
Colocar y ajustar el extensómetro y el
deformímetro, ajustar el reloj dinamométrico.
Accionar la máquina universal e ir tomando
lecturas de carga y de deformación.
Tomar los datos del diámetro final, longitud total
final
Cortar un segmento de aproximadamente 40 mm y
pesar.
7. DATOS FINALES

Tomar las medidas del diámetro final de la probeta,
longitud total final, longitud final entre marcas.
Observar el tipo de fractura.
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8. CÁLCULOS







A partir de los valores de esfuerzo y deformación
unitaria calculados trazar la curva esfuerzo vs.
deformación unitaria (ζ vs. ε). Marcar puntos
característicos.
De la curva Esfuerzo vs Deformación unitaria
determinar el esfuerzo en:
 Límite de proporcionalidad (ζLP).
 Límite elástico (ζLE ).
 Límite de fluencia (ζf ).
 Último (ζu ).
 Rotura (ζR ).
Demarcar la zona elástica y la zona plástica.
Determinar el módulo de elasticidad.
Determinar las medidas de ductilidad.
 Porcentaje de elongación (Δδ).
 Porcentaje de estricción ( ε ).
Determinar el módulo de resiliencia (UR )
Determinar el módulo de tenacidad (UT )
9. PREGUNTAS

Explique qué utilización práctica tiene el esfuerzo
en el límite de proporcionalidad y el esfuerzo de
fluencia hallados en el diagrama esfuerzo vs
deformación unitaria.

¿Qué normas nacionales e internacionales son
aplicables al ensayo de tensión de metales?
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10. LECTURAS RECOMENDADAS





Referencia bibliográfica No.
Referencia bibliográfica No.
Referencia bibliográfica No.
Referencia bibliográfica No.
Referencia bibliográfica No.
11. CONCLUSIONES
2
3
4
5; Pág 329 - 346
6; Pág 275 – 286
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DATOS INICIALES
REFERENTES AL ENSAYO
FECHA:
TIPO DE ENSAYO:
MAQUINA UTILIZADA:
EJECUTOR:
LECTORES:
ESCALA:
INTERVALO DE CARGA:
REFERENTES A LA PROBETA
MATERIAL:
DIBUJO DE LA PROBETA
DIMENSIONES DE LA
PROBETA:
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TABLA DE LECTURAS
CARGA
kgf
DEFORMACIÓN
EXTENSÓMETRO
N
mmx10-2
DEFORMACIÓN
DEFORMÍMETRO
Pulgx10-4
mm
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DATOS FINALES
TIEMPO:
TIPO DE ESFUERZO:
FORMA DE LA FALLA:
DIBUJO DE LA FALLA
DIMENSIONES
MUESTRA
Longitudes:
Diámetros:
DE
LA
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TABLA DE RESULTADOS
ESFUERZO
MPa
DEF. UNITARIA
EXTENSÓMETRO
DEF. UNITARIA
DEFORMÍMETRO
mm/mm
mm / mm
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VALORES CARACTERÍSTICOS
ESFUERZOS

LÍMITE PROPORCIONAL
σLP:

LIMITE DE FLUENCIA
σFL:

ÚLTIMO
σUL:

ROTURA
σRO:
MEDIDAS DE DUCTILIDAD

PORCENTAJE DE ESTRICCIÓN
ΔA:

PORCENTAJE ELONGACIÓN
Δδ:
MÓDULO DE YOUNG
E:
RESILIENCIA
U r:
TENACIDAD
UT:
PESO ESPECIFICO
ρ:
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ANEXOS
FALLAS TIPICAS DE METALES A TRACCION
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MAQUINA UTILIZADA EN EL ENSAYO
Fuente: BARAJAS CASTIBLANCO HUMBERTO. Manual de
Laboratorio de Resistencia de Materiales. Cúcuta; UFPS. Pag 6
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Fuente: BARAJAS CASTIBLANCO HUMBERTO. Manual de
Laboratorio de Resistencia de Materiales. Cúcuta; UFPS. Pag 6
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PROPIEDADES MECANICAS DE LOS METALES
Fuente: SMITH, WILLIAM F. Fundamento de la Ciencia e
Ingenieria de los materiales. España: McGraw – Hill, 1993. Pag
276, 280, 281