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ProfMATERIALES Y

ENSAYOSEET Nordm 466EET Nordm 466EET Nordm 466EET Nordm 466

Laboratorio de

Mecaacutenica

Gral MNSavio Fecha real

TeoTP

Nordm Curso Antildeo Div

Ensayo de Traccioacuten EstaacuteticaLiacutemites Praacutecticos de Elasticidad - Liacutemites Convencionales

LIacuteMITE DE FLUENCIA

En los aceros al carbono se presenta el fenoacutemeno denominado fluencia en el que elmaterial parece fluir bajo una carga constante antes de entrar en el periacuteodo de las grandesdeformaciones plaacutesticas

Ese periacuteodo de fluencia que transcurre entre los puntos C y D del diagrama del TP N2 estanto maacutes prolongado cuanto maacutes bajo es el contenido de carbono y consecuentemente demanganeso de modo que el fenoacutemeno de la fluencia puede representarse aproximadamente en laforma indicada en la Fig 1 para los aceros de distinta composicioacuten quiacutemica lo que es sinoacutenimo de

resistencia variable con dicha composicioacuten

Se comprueba en efecto que cuando la probeta traccionada alcanza latensioacuten correspondiente al comienzo de la fluencia aparecen en su superficie pulidaunas liacuteneas mate con una inclinacioacuten aproximada de 45ordm con respecto a la direccioacutendel esfuerzo Esas liacuteneas llamadas liacuteneas de Luumleders (Fig 2) van aumentando encantidad a medida que transcurre el fenoacutemeno de la fluencia hasta cubrir toda lasuperficie de la probeta El fenoacutemeno de la aparicioacuten y extensioacuten de las liacuteneas deLuumleders se puede hacer faacutecilmente visible con la ayuda de bamices quebradizos

Los estudios microscoacutepicos han demostrado que esas liacuteneas representan lasintersecciones internas con la superficie lateral de las capas delgadas del material dela probeta en que se ha producido una cierta deformacioacuten plaacutestica mientras lasporciones continuas auacuten permanecen elaacutesticas Es decir que se trata de cristales quehan quedado deformados por deslizamiento a lo largo de planos cristalinos biendeterminados

Para explicar el fenoacutemeno Ludwik y Scheu sugirieron una explicacioacuten por lacual sostienen que las superficies limiacutetrofes de los granos que constituyen el aceroestaacuten formadas por un material o cemento quebradizo que impide su deformacioacutenplaacutestica bajo solicitaciones reducidas En esas condiciones el acero sigue la ley deHooke hasta las proximidades del comienzo de la fluencia que es el instante en quecomienza la rotura o fragmentacioacuten de un material riacutegido

Otra teoriacutea admite que la materia intersticial estaacute formada por pequentildeoscristales que enlazan las diferentes orientaciones del mosaico cristalino Esosminuacutesculos cristales oponen al desplazamiento una resistencia mayor que los cristalesque unen De ahiacute surge la sucesioacuten de oscilaciones durante el periacuteodo de fluencia

hasta que dicha resistencia resulta destruida

983110983145983143983157983154983137 983089

983110983145983143983157983154983137 983090

R e a l i z a d o I n g O

s c a r F e r n a n d o R o d r iacute g u e z

1TEORIacuteA TP Nordm

C 015

C 095

C 085

C 070

C 060

C 045

C 035

C 025

(daNmm2 )

ε

σ

100

5 10 15 20 25 30

10

0

20

30

40

50

60

70

80

90

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Ensayo de Traccioacuten EstaacuteticaLiacutemites Praacutecticos de Elasticidad - Liacutemites Convencionales

2 Procedimiento directo (graacutefico)

Dicho procedimiento requiere el trazado previo

de la curva ssss - eeee del acero cuyo liacutemite de fluencia

ficticio se desea determinar Como en el casoa n t e r i o r l a s d e f o r m a c i o n e s l e iacute d a s e n e lextensoacutemetro de base B para cada carga permitendicho trazado para cuyo fin se eligen sendas escalas

parassss y eeee

Sobre la base de la definicioacuten de liacutemite 02 secalcula la cantidad 02 B = 0002 B que se tomasobre el eje de abscisas a partir del origen de

coordenadas y hacia la derecha en la escala de eeee

Se obtiene asiacute el punto Cacute por donde se traza una

paralela a la recta de Hooke del diagrama ssss - eeee

hasta interceptarlo en el punto C cuya ordenadaOCacuteacute es el valor del liacutemite de fluencia buscado Alpu n t o C l e c o r re s po n de u n a de f o rm ac i oacute npermanente del 02

Se debe destacar que el procedimientodescrito para hallar el liacutemite ficticio de fluencia se

utiliza tambieacuten para hallar el liacutemite de elasticidadPara ello se considera una deformacioacuten plaacutestica de001 oacute 002 seguacuten las normas

La dificultad del procedimiento resulta evidente maacutes auacuten considerando el grandor de lasmedidas a determinar siacute ademaacutes tenemos en cuenta que cuanto maacutes apreciacioacuten presente elextensoacutemetro empleado se obtendraacuten liacutemites maacutes bajos el que puede variar tambieacuten con el tiempo deaplicacioacuten de la carga justifica que las normas fijen a los efectos comparativos los puntos que seraacutenconsiderados como liacutemites convencionales de elasticidad

Asiacute las DIN 50143 y 50145 proponen como tal al valor que corresponde a la carga capaz de

producir una deformacioacuten permanente maacutexima de 001 de la longitud inicial de ensayo lllloooo y

miacutenima de 0005 de lllloooo

En la determinacioacuten de las propiedades mecaacutenicas de un acero duacutectil el liacutemite de fluenciaresulta de mayor importancia que el de proporcionalidad debido a que es el que mejor define sucapacidad para absorver cargas estaacuteticas en el periacuteodo elaacutestico teniendo en cuenta que la muypequentildea deformacioacuten que se produce entre estos liacutemites es recuperable en el tiempo por el fenoacutemenode elasticidad diferida

Ademaacutes el liacutemite de fluencia resulta de maacutes exacta determinacioacuten pues la disminucioacuten de lacarga en ensayos a velocidad de deformacioacuten constante al comenzar el periacuteodo fija en el diagrama unpunto geomeacutetrico bien definido maacutes auacuten cuando el liacutemite elaacutestico y el de escurrimiento fluenciaresultan sensiblemente iguales

C

CA B

0

C

εεΑ

ε02

εΒ

σ02

σ

Figura 4

Teniendo en cuenta que los diagramas de ensayos tambieacuten pueden indicarse en funcioacuten de

las tensiones y deformaciones unitarias (ssss -eeee ) en aquellos materiales que no presentan fluencia el

liacutemite 02 se determina en forma similar a los casos anteriores para un valor de eeeep = 02 (s

02)

Si bien el liacutemite convencional se toma generalmente para una deformacioacuten permanente de

02 de llllo algunas normas aconsejan emplear el 01 oacute 001 de llll

oooo para los aceros y 05 llll

oooo

para cobre electroliacutetico

Aclaramos que los liacutemites convencionales no representan una caracteriacutestica fiacutesica del metalpor lo que bajo ninguacuten concepto pueden compararse con los liacutemites de fluencia La comparacioacuten soacutelopuede realizarse determinando los liacutemites convencionales auacuten en los materiales que presentanfluencia

0002mm

mm 02

02∆ε

o

o

o

p

p ====ℓ

ℓ

ℓ

ℓ

3

R e a l i z a d o I n g O

s c a r F e r n a n d o R o d r iacute g u e z

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2 Procedimiento directo (graacutefico)

Dicho procedimiento requiere el trazado previo

de la curva ssss - eeee del acero cuyo liacutemite de fluencia

ficticio se desea determinar Como en el casoa n t e r i o r l a s d e f o r m a c i o n e s l e iacute d a s e n e lextensoacutemetro de base B para cada carga permitendicho trazado para cuyo fin se eligen sendas escalas

parassss y eeee

Sobre la base de la definicioacuten de liacutemite 02 secalcula la cantidad 02 B = 0002 B que se tomasobre el eje de abscisas a partir del origen de

coordenadas y hacia la derecha en la escala de eeee

Se obtiene asiacute el punto Cacute por donde se traza una

paralela a la recta de Hooke del diagrama ssss - eeee

hasta interceptarlo en el punto C cuya ordenadaOCacuteacute es el valor del liacutemite de fluencia buscado Alpu n t o C l e c o r re s po n de u n a de f o rm ac i oacute npermanente del 02

Se debe destacar que el procedimientodescrito para hallar el liacutemite ficticio de fluencia se

utiliza tambieacuten para hallar el liacutemite de elasticidadPara ello se considera una deformacioacuten plaacutestica de001 oacute 002 seguacuten las normas

La dificultad del procedimiento resulta evidente maacutes auacuten considerando el grandor de lasmedidas a determinar siacute ademaacutes tenemos en cuenta que cuanto maacutes apreciacioacuten presente elextensoacutemetro empleado se obtendraacuten liacutemites maacutes bajos el que puede variar tambieacuten con el tiempo deaplicacioacuten de la carga justifica que las normas fijen a los efectos comparativos los puntos que seraacutenconsiderados como liacutemites convencionales de elasticidad

Asiacute las DIN 50143 y 50145 proponen como tal al valor que corresponde a la carga capaz de

producir una deformacioacuten permanente maacutexima de 001 de la longitud inicial de ensayo lllloooo y

miacutenima de 0005 de lllloooo

En la determinacioacuten de las propiedades mecaacutenicas de un acero duacutectil el liacutemite de fluenciaresulta de mayor importancia que el de proporcionalidad debido a que es el que mejor define sucapacidad para absorver cargas estaacuteticas en el periacuteodo elaacutestico teniendo en cuenta que la muypequentildea deformacioacuten que se produce entre estos liacutemites es recuperable en el tiempo por el fenoacutemenode elasticidad diferida

Ademaacutes el liacutemite de fluencia resulta de maacutes exacta determinacioacuten pues la disminucioacuten de lacarga en ensayos a velocidad de deformacioacuten constante al comenzar el periacuteodo fija en el diagrama unpunto geomeacutetrico bien definido maacutes auacuten cuando el liacutemite elaacutestico y el de escurrimiento fluenciaresultan sensiblemente iguales

C

CA B

0

C

εεΑ

ε02

εΒ

σ02

σ

Figura 4

Teniendo en cuenta que los diagramas de ensayos tambieacuten pueden indicarse en funcioacuten de

las tensiones y deformaciones unitarias (ssss -eeee ) en aquellos materiales que no presentan fluencia el

liacutemite 02 se determina en forma similar a los casos anteriores para un valor de eeeep = 02 (s

02)

Si bien el liacutemite convencional se toma generalmente para una deformacioacuten permanente de

02 de llllo algunas normas aconsejan emplear el 01 oacute 001 de llll

oooo para los aceros y 05 llll

oooo

para cobre electroliacutetico

Aclaramos que los liacutemites convencionales no representan una caracteriacutestica fiacutesica del metalpor lo que bajo ninguacuten concepto pueden compararse con los liacutemites de fluencia La comparacioacuten soacutelopuede realizarse determinando los liacutemites convencionales auacuten en los materiales que presentanfluencia

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Dicho procedimiento requiere el trazado previo

de la curva ssss - eeee del acero cuyo liacutemite de fluencia

ficticio se desea determinar Como en el casoa n t e r i o r l a s d e f o r m a c i o n e s l e iacute d a s e n e lextensoacutemetro de base B para cada carga permitendicho trazado para cuyo fin se eligen sendas escalas

parassss y eeee

Sobre la base de la definicioacuten de liacutemite 02 secalcula la cantidad 02 B = 0002 B que se tomasobre el eje de abscisas a partir del origen de

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Se obtiene asiacute el punto Cacute por donde se traza una

paralela a la recta de Hooke del diagrama ssss - eeee

hasta interceptarlo en el punto C cuya ordenadaOCacuteacute es el valor del liacutemite de fluencia buscado Alpu n t o C l e c o r re s po n de u n a de f o rm ac i oacute npermanente del 02

Se debe destacar que el procedimientodescrito para hallar el liacutemite ficticio de fluencia se

utiliza tambieacuten para hallar el liacutemite de elasticidadPara ello se considera una deformacioacuten plaacutestica de001 oacute 002 seguacuten las normas

La dificultad del procedimiento resulta evidente maacutes auacuten considerando el grandor de lasmedidas a determinar siacute ademaacutes tenemos en cuenta que cuanto maacutes apreciacioacuten presente elextensoacutemetro empleado se obtendraacuten liacutemites maacutes bajos el que puede variar tambieacuten con el tiempo deaplicacioacuten de la carga justifica que las normas fijen a los efectos comparativos los puntos que seraacutenconsiderados como liacutemites convencionales de elasticidad

Asiacute las DIN 50143 y 50145 proponen como tal al valor que corresponde a la carga capaz de

producir una deformacioacuten permanente maacutexima de 001 de la longitud inicial de ensayo lllloooo y

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En la determinacioacuten de las propiedades mecaacutenicas de un acero duacutectil el liacutemite de fluenciaresulta de mayor importancia que el de proporcionalidad debido a que es el que mejor define sucapacidad para absorver cargas estaacuteticas en el periacuteodo elaacutestico teniendo en cuenta que la muypequentildea deformacioacuten que se produce entre estos liacutemites es recuperable en el tiempo por el fenoacutemenode elasticidad diferida

Ademaacutes el liacutemite de fluencia resulta de maacutes exacta determinacioacuten pues la disminucioacuten de lacarga en ensayos a velocidad de deformacioacuten constante al comenzar el periacuteodo fija en el diagrama unpunto geomeacutetrico bien definido maacutes auacuten cuando el liacutemite elaacutestico y el de escurrimiento fluenciaresultan sensiblemente iguales

C

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Teniendo en cuenta que los diagramas de ensayos tambieacuten pueden indicarse en funcioacuten de

las tensiones y deformaciones unitarias (ssss -eeee ) en aquellos materiales que no presentan fluencia el

liacutemite 02 se determina en forma similar a los casos anteriores para un valor de eeeep = 02 (s

02)

Si bien el liacutemite convencional se toma generalmente para una deformacioacuten permanente de

02 de llllo algunas normas aconsejan emplear el 01 oacute 001 de llll

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Aclaramos que los liacutemites convencionales no representan una caracteriacutestica fiacutesica del metalpor lo que bajo ninguacuten concepto pueden compararse con los liacutemites de fluencia La comparacioacuten soacutelopuede realizarse determinando los liacutemites convencionales auacuten en los materiales que presentanfluencia

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