Introduccin

El siguiente reporte bibliogrfico contiene informacion acerca de la historia del acero, su obtencion, sus caractersticas y su proceso de fabricacin.As mismo contine las caractersticas del ensayo de tensin que se realizar a una barra de acero aleado con cromo y manganeso.

Se explican a groso modo en qu consiste cada una de las aleaciones de la barra de acero,las generalidades,aplicaciones de cada una y caractersticas qumicas.De igual manera se presenta el proceso de fabricacin de la barra de acero.

Incluye tambin la Norma 370-05 que es en la que se ha basado para realizar dicho ensayo.

ObjetivosObjetivo principal:

Describir desde la obtencion del acero y los elementos aleantes del acero de baja aleacion, lafabricacion de este hasta obtener el material aleado normalizado que sera sometido al ensayo de tensionObjetivo especifico:

Describir desde la obtencin del acero y los elementos aleantes del acero de baja aleacin, la fabricacin de este hasta obtener el material aleado normalizado qe sera sometido al ensayo de tension Especficar las caracteristicas, propiedades y aplicaciones del material asignado, acero de baja aleacion AISI4041

Identificar los estandares establecidos, para el ensayo a tensin del material, por la norma A370-05

Indice

Contenido Pgina

EL ACERO

Antecedentes y mtodos de obtencin.5-8Definicin, caractersticas y clasificacin..8-12 Otras clasificaciones12Fabricacin del acero13-17Aleaciones de Manganeso y Cromo..18-24Generalidades de un ensayo de tensin25-27Pasos para llevar a cabo un ensayo de tensin........28Norma A 370-05..29-39Bibliografa.40EL ACEROAntecedentes y mtodos de obtencinEl hierro se encuentra en grandes cantidades en la corteza terrestre formando parte de diversos minerales (xidos, minerales hidratados, carbonatos, sulfuros, silicatos, etc.). Desde tiempos prehistricos, el hombre ha aprendido a preparar y procesar estos minerales por medio de operaciones de lavado, triturado y clasificado, separacin de la ganga, calcinado, sinterizado y granulado, para fundir los minerales y obtener hierro y acero. A lo largo dela historia, muchos pases han desarrollado una prspera industria siderrgica basada en los suministros locales de mineral y en a proximidad de bosques para obtener carbn vegetal como combustible. A comienzos del siglo XVIII, el descubrimiento de que se poda utilizar coque en lugar de carbn vegetal revolucion la industria, hizo posible un rpido desarrollo de la misma y sent las bases para los dems avances de la Revolucin Industrial. Los pases que posean yacimientos naturales de carbn prximos a yacimientos de mineral de hierro disfrutaron de grandes ventajas.

Esencialmente, la fabricacin del acero es un proceso de oxidacin que rebaja los contenidos de carbono, silicio, manganeso, fsforo y azufre de una mezcla de arrabio y chatarra de acero. Este se puede obtener segn varios procesos.

La fabricacin de acero se desarroll bsicamente en el siglo XIX, al inventarse los procesos de fusin. Este mtodo de fusin se emplea para producir aceros de calidad superior partiendo de fundicin, o acero, si se trata de refinarlo. Se efecta en hornos de crisol, aunque estos tienen el inconveniente de un gran consumo de combustible, de dar una pequea cantidad de fundicin en un proceso relativamente largo, de una mano de obra numerosa y de un desgaste rpido de los crisoles. Los ms sencillos son los llamados de viento libre. En general, son de grafito, el cual se coloca encima de una pieza refractaria llamada queso, que evita su contacto con la parrilla y, adems, consigue que el metal a fundir quede en la zona en que la temperatura es mayor, por estar rodeada.

El mayor cambio en la industria se produjo con la fabricacin del acero, para la cual utilizaban dos procesos en 1900. De estos dos proceso, el dominante era el proceso Bessemer (o Kelly), quien mientras buscaba un material resistente para la fabricacin de armas, desarroll un nuevo procedimiento a mediados del Siglo XIX, el cual continuara siendo utilizado durante mucho tiempo, en el cual el hierro fundido se converta en acero haciendo pasar por el un chorro de aire durante 8-10 minutos en un convertidor con una capacidad de carga de unas 25 toneladas; a continuacin, el acero fundido se verta en una cuchara y se colaba en lingotes. El proceso de Bessemer facilita la produccin de acero mediante la utilizacin de la oxidacin. Hasta ese momento, los trabajadores siderrgicos deban revolver el acero fundido para separar los materiales de desecho un procedimiento que implicaba un gran gasto de energa. Actualmente, esto puede realizarse con una mquina. Con el proceso Bessemer se inaugur prcticamente una industria nueva al conseguirse fabricar acero en cantidades comerciales.

El mtodo alternativo era el mtodo de solera abierta (Martin-Siemens), tambin introducido durante la dcada de 1860-70, el cual entre otras ventajas permita el empleo de carbn de calidad inferior y hierro de chatarra. Era ms lento que el proceso de Bessemer y ms fcilmente controlable. El proceso de solera abierta resultaba ms ventajoso y ya en 1894 este dejaba atrs el proceso de Bessemer en Gran Bretaa. En otros pases el cambio al horno de solera abierta como principal proceso en la produccin de acero tuvo lugar mas tarde: en Estados Unidos en 1908 y en Alemania en 1925. Durante muchos aos fue frecuente que se combinasen los dos procesos, tcnica conocida como proceso Dplex. En ste, la primera operacin para la fabricacin del acero de realizaba en un convertidor Bessemer y el proceso se terminaba en un horno de solera abierta.

Los primeros hornos de solera abierta eran cargados a mano y empleaban como combustible el gas de gasgeno. Pero aos ms tarde se generalizo la carga mecnica. Hasta 1930 se introdujo el aceite pesado como combustible en Estados Unidos, pas donde abundaba y era barato, pero en Europa no se utilizo ampliamente hasta despus de la segunda guerra mundial.

A mediados del siglo ambos proceso fueron desplazados por un tercero en el que se empleaba oxigeno en el lugar de aire para eliminar el carbono del hierro fundido. La idea no era nueva, pues ya en 1856 Bessemer haba sacado patentes al efecto, pero no era practicable mientras no hubiera oxgeno disponible a precios econmicos en grandes cantidades, requisito que no se satisfizo hasta despus de la segunda guerra mundial.

Otro avance importante de la fabricacin del acero fue la aparicin del horno elctrico 8 inicialmente utilizado para metales no ferrosos en 1886), otra consecuencia de la evolucin de la industria elctrica. En ste proceso con horno elctrico el coque o el carbn vegetal segua siendo el agente reductor, pero el calentamiento era elctrico. Obtener fundicin y acero utilizando hornos elctricos tiene la ventaja de que el metal puede ser tratado sin intervenir el aire atmosfrico, con lo cual se evita calentar intilmente gases inertes, y siendo la fuerte concentracin de calor favorable por disminuir las prdidas por conduccin y radiacin, as se logran productos puros y de una calidad determinada previamente.

Los hornos elctricos pueden clasificarse en hornos de resistencia, de induccin y de arco, segn sea la forma en que, por medio de la fuerza elctrica, se obtenga el calor necesario para la fusin. En los de resistencia se hace pasar la corriente elctrica a travs del metal a fundir. La dificultad que la corriente experimenta para atravesarlos produce el grado de calor necesario para la fusin. En los de induccin, el bao de metal va en una cavidad anular, formando el circuito secundario de una especie de transformador por cuyo circuito primario circula la corriente que se utiliza. El calentamiento debido a la corriente inducida mantiene el bao en fusin. En los de arco, el acero voltaico salta entre los electrodos, produciendo el calor necesario para la fusin.

Su contribucin fue relativa escasa hasta despus de la segunda guerra mundial. La produccin americana era de medio milln de toneladas en 1908, pero subi a 6 millones de toneladas en 1950. El horno elctrico era particularmente importante para produccin de los nuevos aceros de aleaciones, pues muchos de los metales empleados en stos tales como cromo, vanadio y el tugsteno- se oxidaban fcilmente en presencia de aire

En sntesis, la fabricacin de acero se desarroll bsicamente en el siglo XIX, al inventarse los procesos de fusin; el Bessemer(1855), el horno solera abierta, normalmente calentado a base de gas pobre (1864); y el horno elctrico (1900). Desde mediados del siglo XX, el tratamiento con oxgeno principalmente el proceso Linz-Donowitz (LD) de lanza de oxgenohizo posible la fabricacin de aceros de alta calidad con unos costes de produccin relativamente bajos.

El desarrollo del horno de alta temperatura en el Siglo XIV lo hizo posible: el hierro poda ser calentado hasta que tomara forma lquida. Pero la tecnologa slo madura gradualmente: mientras que en el Siglo XVII an se necesitaban ocho toneladas de carbn para obtener dos toneladas de lingotes de hierro, actualmente necesitamos slo alrededor de media tonelada de coque para producir 10.000 toneladas de lingotes de hierro por da.

Hoy en da, la produccin de acero es indicativa de la prosperidad de una nacin y constituye la base para la produccin en serie de muchas otras industrias, como la construccin naval, la construccin de edificios y la fabricacin de automviles, maquinaria, herramientas y equipamiento domstico. El desarrollo de los transportes, especialmente del martimo, ha hecho econmicamente rentable el intercambio internacional de las materias primas necesarias (mineral de hierro, carbn, gasleo, chatarra y aditivos). As pues, los pases que poseen yacimientos de mineral de hierro cerca de yacimientos de carbn ya no gozan de ventaja, y se han construido grandes fundiciones y aceras en las regiones costeras de los principales pases industrializados, que se abastecen de las materias primas de los pases exportadores capaces de satisfacer las actuales exigencias de materiales de ley alta.

Durante los ltimos decenios, se han desarrollado y alcanzado el xito los procesos conocidos como de reduccin directa. Los minerales de hierro, en especial los de ley alta o los enriquecidos, se reducen a hierro esponjoso por extraccin del oxgeno que contienen, obtenindose de este modo un material ferroso que sustituye a la chatarra.

Actualmente, el acero se ha convertido en un material de alta tecnologa. Por ejemplo, el acero conocido como HDS (de alta fuerza y ductilidad) hace posible las zonas de pliegue inteligentes: la idea es que este material, que se deforma fcilmente, se vuelve ms resistente luego de una colisin debido a transformaciones estructurales, por lo que brinda una mayor proteccin. Las carroceras de vehculos confeccionadas con este acero deformante, no slo incrementaran la seguridad: tambin seran particularmente livianas, lo que contribuira a disminuir el consumo de energa.DEFINICION Y CARACTERISTICAS

El acero es una aleacin de hierro-carbono aptas para ser deformadas en frio o en caliente y en las cuales el porcentaje de contenido de carbono no excede el 1.76%, al cual se le adicionan variados elementos de aleacin, los cuales le confieren propiedades mecnicas especficas para su diferente utilizacin en la industria.

Los principales elementos de aleacin son: Cromo, Tungsteno, Manganeso, Nquel, Vanadio, Cobalto, Molibdeno, Cobre, Azufre y Fsforo. Los productos ferrosos con mas de 2.11% de carbono denominan fundiciones de hierro.

ELEMENTOS DE ALEACION

Carbono: Es el elemento que tiene ms influencia en el comportamiento del acero; al aumentar el porcentaje de carbono, mejora la resistencia mecnica, la Templabilidad y disminuye la ductilidad.

Boro: El Boro que se encuentra en el acero proviene exclusivamente de las adiciones voluntarias de este elemento en el curso de su fabricacin. Ejerce una gran influencia sobre la templabilidad del acero, bastando porcentajes muy pequeos, a partir de 0.0004%, para aumentarla notablemente.

Azufre: Aumenta la maquinabilidad, ya que forma inclusiones no metlicas llamadas sulfuros de magnesio, discontinuidades en la matriz metlica que favorecen la formacin de viruta corta.

Cromo: Es un gran formador de carburos, aumenta la dureza y la resistencia al desgaste, y solo reduce la ductilidad. Mejora la resistencia a la alta temperatura y a la formacin de cascarilla. En cantidades mayores al 12%, hace al acero resistente a la corrosin.

Fsforo: Incrementa la resistencia y reduce la ductilidad de la ferrita. Aumenta la brillantez. Este elemento, en cantidades superiores al 0.004%, disminuye todas las propiedades mecnicas del acero. Molibdeno: Formador de carburos, reduce el crecimiento del grano, mejora la resistencia al desgaste y la capacidad de conservar la dureza a temperaturas altas.

Cobalto: Elemento que desplaza las curvas TTT hacia la izquierda, aumentando la velocidad crtica y disminuyendo la templabilidad. Aumenta la dureza, y asociado al nquel o al cromo, forman aceros de dbil coeficiente de dilatacin, cercano al vidrio. Aumenta la velocidad crtica de enfriamiento y en los aceros para trabajo en caliente y rpidos incrementa la disipacin de temperatura.

Manganeso: Mejora la resistencia a la traccin y al desgaste, tiene buena influencia en la forja, la soldadura y la profundidad de temple. Facilita el mecanizado.

CLASIFICACION

Los diferentes tipos de acero se clasifican de acuerdo a los elementos de aleacin que producen distintos efectos en el Acero. La clasificacin mas comn es la siguiente:

Aceros aleados

Son aquellos, que adems del carbono, contiene otros elementos en cantidad suficiente como para alterar sus propiedades. Respecto de su composicin, pueden ser de baja o de alta aleacin.

Elementos que pueden beneficiar al hacer: aluminio, azufre, boro, circonio, cobalto, fosforo, manganeso, molibdeno, niobio, nquel, nitrgeno, plomo, selenio, silicio, titanio, vanadio, wolframio.

Elementos que perjudican al acero: antimonio, arsnico, estao, hidrgeno y oxgeno.

Estos aceros de aleacin se pueden subclasificar en:

Estructurales: Son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de mquinas, tales como engranajes, ejes y palancas. Adems se utilizan en las estructuras de edificios, construccin de chasis de automviles, puentes, barcos y semejantes. El contenido de la aleacin vara desde 0,25% a un 6%.

Para Herramientas: Aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para cortar y modelar metales y no-metales. Por lo tanto, son materiales empleados para cortar y construir herramientas tales como taladros, escariadores, fresas, terrajas y machos de roscar. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos de aleacin que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.

Especiales: Los Aceros de Aleacin especiales son los aceros inoxidables y aquellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12%. Estos aceros de gran dureza y alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosin, se emplean en turbinas de vapor, engranajes, ejes y rodamientos.

Aceros inoxidables

Los aceros inoxidables contienen cromo, nquel y otros elementos de aleacin, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidacin a pesar de la accin de la humedad o de cidos y gases corrosivos. Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas. Debido a sus superficies brillantes, en arquitectura se emplean muchas veces con fines decorativos. El acero inoxidable se utiliza para las tuberas y tanques de refineras de petrleo o plantas qumicas, para los fuselajes de los aviones o para cpsulas espaciales.

Tambin se usa para fabricar instrumentos y equipos quirrgicos, o para fijar o sustituir huesos rotos, ya que resiste a la accin de los fluidos corporales. En cocinas y zonas de preparacin de alimentos los utensilios son a menudo de acero inoxidable, ya que no oscurece los alimentos y pueden limpiarse con facilidad.

Aceros al carbono

Los aceros al carbono son aleaciones de hierro con un porcentaje en peso de carbono desde 0.003 a un 1.2 por ciento, e incorporando manganeso (de 0.25% a 1.00%). Los aceros al carbono pueden alcanzar resistencias de 690MPa, pero con elevada prdida de ductilidad y tenacidad; adems, tienen poca resistencia a la corrosin y a la oxidacin y muy poca templabilidad.

Aceros de baja aleacin

Se llaman aceros aleados aquellos que tambin contienen elementos como Ni, Cr, Mo, V, Si, Cu, Al, W, Ti, Co, Zr, Pb, B y otros, aadidos expresamente al acero para mejorar sus propiedades.

Los aceros de baja aleacin contienen una cantidad de elementos aleantes que no supera el 8%. Este tipo de materiales han sido desarrollados y utilizados extensivamente para requerimientos especiales donde no es posible utilizar aceros al carbono corrientes con poca capacidad de endurecimiento. Al aumentar el contenido de elementos aleantes se consiguen varias mejoras tales como: Aumentar el grado de endurecimiento, aumentar su resistencia al desgaste, proporcionar resistencia al impacto, lograr buena maquinabilidad incluso con alta durezas, mejorar las propiedades mecnicas en temperaturas elevadas o muy bajas y lograr una resistencia a la corrosin superior a la de un acero al carbono ordinario. Estos materiales son producidos para encontrar cifras de resistencia a la traccin del orden de 485 a 1380Mpa junto con algunas caractersticas especiales

La mayora de las aleaciones frreas son aceros al carbono y aceros de baja aleacin, consecuencia de su moderado precio debido a la ausencia de grandes cantidades de elementos aleantes y que poseen, adems, suficiente ductilidad para ser conformados con facilidad, obtenindose productos resistentes y duraderos.

Los aceros de baja aleacin son utilizados en herramientas de maquina, unidades de transporte de alta velocidad, turbinas vlvulas y fijaciones rieles, desde los cojinetes de bolas hasta la carrocera de los automviles, pasando naturalmente por el mundo de la construccin, escavadoras y equipo para procesos qumicos, maquinaria de pulpa y papeles, equipos de refinera, maquinaria de telas y varios tipos de equipos marinos. Estas aleaciones tambin se usan en el campo aeronutico.

Los elementos de aleacin en los aceros pueden clasificarse en dos grandes grupos: alfgenos, aquellos que favorecen la formacin de ferrita (Cr, Mo, V, W, Nb, Al, Si), y gammgenos, que estabilizan la formacin de austenita (Ni, Mn, Cu, C, N). Adems, algunos de ellos son formadores de carburos (lo alfgenos adems del T y ligeramente el Mn). Todos ellos aumentan la templabilidad. Estos aceros pueden ser sometidos a tratamientos de recocido, normalizado, o temple y revenido.

Los aceros de baja aleacin pueden dividirse en dos grupos de acuerdo a su uso: Aquellos utilizados para partes estructurales de elevada resistencia, capacidad de endurecimiento y tenacidad Y aquellos que son resistentes a la abrasin o al ataque corrosivo en altas o bajas temperaturas de servicio. No puede definirse una distincin rigurosa entre ambos grupos porque la mayora funcionan en ambos campos.

La presente tendencia que existe por disminuir el peso a travs del uso de piezas ms delgadas fabricadas con materiales ms resistentes ha tenido un marcado efecto en el desarrollo de aceros de baja aleacin. Aceros en grados de baja aleacin como las familias 86xx, 41xx y 43xx son capaces de producir propiedades mecnicas con limites de fluencia un 50% mayores y UTS un 40% ms altos que los aceros al carbono corrientes con al menos la misma ductilidad y resistencia al impacto que los materiales sin aleacin. Existen alrededor de 75 o 100 aleaciones accesibles que son regularmente fabricadas.

Los aceros de alta resistencia y baja aleacin (HSLA; high-strength, low alloy) son aceros microaleados que surgieron en respuesta al requisito de reduccin del peso de los vehculos. Son aceros con muy bajo carbono (tpicamente por debajo del 0.2% en peso del C), y alrededor del 1.00% en peso o menos de elementos tales como Mn, P, Si, Cr, Ni, Mo, y pequesimas cantidades de Nb, V y Ti. Estos aceros son laminados en caliente de forma controlada para obtener una estructura de grano muy fino con valores elevados del lmite elstico y la resistencia, junto con una baja temperatura de transicin dctil-frgil.

Esta familia es la ms reciente de las cuatro grandes clases de acero. Los aceros de baja aleacin son ms baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleacin. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Por ejemplo, los vagones de mercancas fabricados con aceros de baja aleacin pueden transportar cargas ms grandes porque sus paredes son ms delgadas que lo que sera necesario en caso de emplear acero al carbono. Adems, como los vagones de acero de baja aleacin pesan menos, las cargas pueden ser ms pesadas. En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleacin. Las vigas pueden ser ms delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.

OTRAS CLASIFICACIONES

Clasificacin segn el proceso de fabricacin

Aceros Bessemer.

Aceros Thomas.

Aceros Siemens.

Aceros elctricos.

Aceros al crisol

Hierros pudelados

Clasificacin segn su porcentaje de carbono

Aceros hipoeutectoides.

Aceros eutectoides.

Aceros hipereutectoides.

Clasificacin segn el grado de desoxidacin

Aceros efervescentes.

Aceros calmados.

Clasificacin segn su composicin.

Aceros al carbono.

Aceros aleados.

Clasificacin segn su aplicacin

F = Aleaciones frreas.

L = Aleaciones ligeras.

C = Aleaciones de cobre.

V = Aleaciones varias.

P = Productos sintetizados.

Proceso de fabricacin del acero.

La produccin de acero se realiza a partir de dos materias primas.

Mineral de hierro: Este proceso se conoce como siderurgia integrada

Acero reciclado o chatarra:

Este preoceso se conoce como siderurgia semi-integrada.

Arrume de la chatarra como materia primaReduccin

El acero se obtiene a partir de procesos insdustriales y metalrgicos denominados procesos siderrgicos,el primer paso para la produccin de acero realiza con la reduccin del mineral de hierro en presencia del carbon,coque y caliza,generalmente el hierro se presenta en la naturaleza de manera abundante en forma de hidrxidosde hierro;este proceso se lleva a cabo en el Alto horno y su produccto se concoe como arrabio.

Acera

El arrabio o la chatarra son los insumos para el siguiente paso,muchas veces se combinan en las aceras estos dos materials para obtener aceros apropiados para cada aplicacion y necesidad de los publicos interesados.

Los tipos de acera ms usados en el mundo son el convertidor bsico al oxigeno y el horno eltrico.

Las siderrgicas semi-integradas contemplan un proceso de preparacin de chatarra, la cual incluye seleccin, corte, fragmentacin y compactacin que busca mejorar la eficiencia de la fusion del acero.

El proceso de acera tien dos fases:

Fase de fusin: En el proceso de fusin,que se realize por la accin de un arco alctrico,se agregan otras materias primas como la caliza,coque y oxigeno para formar la scoria que elimina las impurezas,obteniendo un acero puro y homogneo con la calidad requerida. Fase de afino: Se realize en el horno cuchara.Inicialmente se reducen los elementos indeseables en aleacin y se adicionan ferroaleaciones con contenido de elementos aleantes requeridos de acuerdi al requisite de la especificacin de cada tipo de acerocomo: cromo,nquel,molibdeno,vanadio,titanio,etc.

Este proceso se repite hasta conseguir una colada homogenea de acero con las caracteristicas quimicas solicitadas.

Durante este proceso de acera, se controla la temperature,homogeneidad y se ajusta la composicion quimica mediante el anlisis qumico de cada colada; este procedimiento se realize por lo menos tres veces en espectrmetros de rpida interpretacin para definit la composicin y caractersticas de cada colada.

Colada contina:

La palanquilla es el resultado final del proceso de acera,se obtiene a partir del vertido del acero liquid en moldes que poseen refrigeracin y agitacin controladas, con este mecanismo se obtiene acero en estado slido y con las caractersticas de su macro-estructura adecuadas para cada aplicacin.

Palanquillas en su etapa de conformadoLaminacin:

Mediante un proceso de laminacin en caliente, aproximadamente a 1.100 . la palanquilla se transforma en los productos comerciales como las Barras de Refuerzo,Alambrones y Perfiles.La laminacin consiste en la conformacin mecnica del acero mediante el paso sucesivo a travs de rodillos que reducen el temao de su seccin.Este preoceo se lleva a cabo mediante tres etapas: precalentamiento,calentamiento,desbaste,tren intermedio y tren y/o bloque acabador.Tren de laminacin: El paso a travs del tren de laminacin permite transformer la palanquilla de seccin cuadrada, al pasar por entre pares de rodillos que giran a la misma velocidad pero en sentido contrario.As se reduce la seccin transversal y se aumenta la longuitud de la barra de acero en cada paso; este proceso aprovecga la propiedad de ductilidad del acero.Es por esto que las propiedades del product dependern mucho de la calidad(composicin qumica) del acero que se utilice,as como de las condiciones (temperature,velocidad,reducciones,acabado) en el proceso de laminacin.Este proceso se puede realizar en fro o en caliente.La laminacin en caliente aprovecha el aumento de la ductilidad del material directamente proporcional ala temperature, lo que ayuda al alivio de tensiones durante el proceso de conformacin mecnica.

Proceso de conformas mecnica calienteEn el desbaste se produces las primeras deformaciones a la palanquilla acondicionndola para los siguietes pases,se eliminan asperezas y Buena parte de la calamine(capa de xido superficial).En el tren intermedio se deforma la barra de acero en diferentes tipos de secciones realizando las reducciones necesarias para ajustar la seccin final al tipo de perfil y a las tolerancias deseadas.

En el tren de acabado se obtiene secciones uniformes mediante pasos finos que logran el acabado superficial y ajustan las tolerancias deseadas de cada productos.El bloque acabador esta presente en la conformacin de alambrones, el bloque acabador consiste en una serie de rodillos que trabajan en una sola unidad cerradaya que las barras pasan a grandes velocidades y estan fabricados con materials de gran dureza que dan el acabdo y tolerancias dimensionales a los alambrones; posteriormente la barra pasa por el formador de espiras que logra espiras continuas que conformaran un rollo.

4. Enfriamiento y corte

Al trmino de la laminacin, la bara se somete a un enfriamiento rpido con el fin de modificar la estrutura de grano y conseguir una estructura de grano fino.En este proceso se consigue que la zona externa de la barra sea dura y resistente y la zona interior ductile con lo cual se consiguen mejores propiedades mecnicas para su function structural en construciones de diseo sismo resistente

barraPalanquilla

Aleaciones de cromo y manganesoEl acero de baja aleacin seleccionado es AISI4041 pues tiene una composicin qumica sencilla que se muestra a continuacin: 0,40% de carbono y 0,85% de manganeso, que ofrece resistencia y puede ser tratado con calor y endurecido 0,1% de cromo, se suma a la resistencia global, pero no es suficiente para ser hecho en acero inoxidable

0,25% de molibdeno y pequeas cantidades de azufre, silicio y fsforo.

ElementoContenido

Carbono, C0.380 - 0.430 %

Cromo, Cr0.80 - 1.10 %

Hierro, Fe96.785 - 97.77 % (como el resto)

Manganeso, Mn0.75 - 1.0 %

Molibdeno, Mo0.15 - 0.25 %

Fsforo, P 0.035 %

Silicon, Si0.15 - 0.30 %

Sulfur, S 0.040 %

Como se aprecia con la informacin anterior los dos metales aliados con el acero que predominan en nuestro acero de baja aleacin son el manganeso y el cromo, por lo que se describirn ms detalladamente.

MANGANESO.El manganeso constituye uno de los minerales estratgicos, es decir que no se puede producir en el pas o su produccin no satisface la demanda, ms necesarios, empleado en la industria metalrgica para obtener los aceros al manganeso.Por la composicin qumica del mineral de manganeso determina sus diferentes usos industriales. El manganeso se consume principalmente en la industria siderrgica, en la fabricacin de bateras secas, y en usos qumicos, en la produccin de acero, aleaciones ferro-manganeso y como agente purificador, pues su gran avidez por el oxgeno y por el azufre, se aprovecha para librar al mineral de hierro de esas impurezas, decolorante del vidrio, obtencin de sales de manganeso, entre otras.

Entre las aleaciones no ferrosas de manganeso se encuentran el bronce de manganeso (compuesto de manganeso, cobre, estao y cinc), resistente a la corrosin del agua de mar y que se utiliza en la fabricacin de hlices de barcos y torpedos, y la manganina (compuesta de manganeso, cobre y nquel), usada en forma de cables para mediciones elctricas de alta precisin.

ANTECEDENTES.

Ha sido utilizado a lo largo de la historia por romanos y egipcios, usando con compuestos para decolorar el vidrio o tambin darle color, as como tambin se ha encontrado este mineral en minas utilizadas por los espartanos. Tambin se encontr dixido de manganeso en pinturas rupestres color negro.

En el siglo XVII, el qumico alemn Glauber, produjo por primera vez permanganato, un reactivo de laboratorio bastante utilizado. A mediados del siglo XVIII, el dixido de manganeso se emple para la produccin de cloro.

El qumico sueco Scheele fue el primero que descubri que el manganeso era un elemento en el ao 1774, pero fue J. G. Gahn quien lo aisl por reduccin del dixido con carbono ese mismo ao.Su nombre procede de dixido de manganeso (manganesa o pirolusita) que antiguamente se denominaba "magnes" por confundirse con la magnetita. No se encuentra en la naturaleza en estado nativo. Debido a su gran afinidad por el oxgeno generalmente se presenta en forma de xidos y tambin en la de silicatos y carbonatos. La mena de este mineral mayormente utilizado en la industria es la Pirolusita (MnO2), de un 63% de manganeso, aunque tambin se usan otras como la braunita (MnS12O3) de 69%, la rodonita, la rodocrusita, etc.GENERALIDADES

CARACTERSTICAS GENERALES

Nombre: ManganesoSmbolo: Mn

Nmero atmico: 25Masa atmica (uma): 54,9380

Perodo: 4Grupo: VIIB (transicin)

Bloque: d (no representativo)Valencias: +2, +3, +4, +5, +6, +7

PROPIEDADES PERIDICAS

Configuracin electrnica: [Ar] 3d5 4s2Radio atmico (): 1,35

Radio inico (): 0,80 (+2), 0,46 (+7)Radio covalente (): 1,39

Energa de ionizacin (kJ/mol): 717Electronegatividad: 1,55

Afinidad electrnica (kJ/mol): 0

PROPIEDADES FSICAS

Densidad (g/cm3): 7,47Color: Gris plateado

Punto de fusin (C): 1246Punto de ebullicin (C): 2061

Volumen atmico (cm3/mol): 7,35

FUENTES DE MANGANESO.Es el doceavo elemento ms abundante en la corteza terrestre y su presencia suele estar asociada con el hierro. Adems de estas fuentes, muchos grandes ndulos de manganeso (que contiene aproximadamente 24% de manganeso) se han encontrado en los pisos ocenicos y podra proporcionar otra fuente de manganeso futuro. Las mayores concentraciones de manganeso vienen de Rusia, Brasil, Sudfrica, Australia, Gabon e India.

MTODOS DE OBTENCIN. Mediante reduccin del xido con sodio, aluminio o magnesio.

Debido a que sus propiedades son escasas, se obtiene aleado con hierro a partir de mezclas de minerales que contengan a ambos metales.

Alternativamente puede obtenerse mediante electrolisis.

El ferromanganeso se obtiene tambin reduciendo los xidos de hierro y manganeso con carbono.

CARACTERISTICAS. El metal Manganeso es un metal blanco grisceo semejante al hierro.

Es el que posee mayor dureza despus del hierro, pero es muy frgil.

Es fcilmente oxidable y refractario.

Es qumicamente reactivo.

Se descompone lentamente en agua.

Se convierte en ferromagntica despus de los tratamientos adecuados.

PRINCIPALES APLICACIONES.

El manganeso es un metal de aleacin muy importante

En acero, mejora las cualidades de laminacin y forja, as como resistencia, tenacidad, rigidez, resistencia al desgaste, dureza y templabilidad.

El manganeso es indispensable para la produccin de acero y el hierro. El manganeso es un componente esencial para la fabricacin de acero inoxidable de bajo costo.

En antimonio y aluminio las adiciones de manganeso forman compuestos altamente ferromagnticos, especialmente en presencia de pequeas cantidades de cobre.

Aleado con aluminio produce un metal que es ms resistente a la corrosin. La mayora de las latas de aluminio para bebidas contienen entre 0,8% y 1,5% de manganeso.

Usado para producir el color amatista en los cristales.

La pirolusita se utiliza para despolarizar las bateras secas, para decolorar vidrio verde que contiene hierro, para preparar el oxigeno y cloro. Ayuda al secado de las pinturas negras.

El permanganato del Manganeso es un agente oxidante potente usado en: tcnicas de anlisis cuantitativo y medicina.

Entre las aleaciones no ferrosas de manganeso se encuentran el bronce de manganeso (compuesto de manganeso, cobre, estao y zinc), resistente a la corrosin del agua de mar y que se utiliza en la fabricacin de hlices de barcos y torpedos, y la manganina (compuesta de manganeso, cobre y nquel), usada en forma de cables para mediciones elctricas de alta precisin, dado que su conductividad elctrica apenas vara con la temperatura.

El sulfato de manganeso (MnSO4), un slido cristalino de color rosa, se prepara por la accin de cido sulfrico sobre dixido de manganeso, y se utiliza en tintes para el algodn.

El permanganato de sodio y el de potasio (NaMnO4 y KMnO4) son cristales de color prpura oscuro, formados por la oxidacin de sales cidas de manganeso, y se emplean como oxidantes y desinfectantes.

El traqueteo de los motores se reducen mediante el uso de un compuesto de manganeso que se aade a la gasolina sin plomo. Esto aumenta el octanaje del combustible.

En algunas partes del mundo lo utilizan para la fabricacin de monedas.

PRECAUCIONES

El manganeso es un elemento esencial, siendo necesario un aporte de entre 1 a 5 mg por da, cantidad que se consigue a travs de los alimentos.

El manganeso en exceso es txico. Exposiciones prolongadas a compuestos de manganeso, de forma inhalada u oral, pueden provocar efectos adversos en el sistema nervioso, respiratorio, y otros. El permanganato de potasio, KMnO4, es corrosivo. CROMO

El cromo es un metal ligero de color blanco plateado-azulado. El nombre cromo viene del griego "chroma" y significa color. Por su gran resistencia muy elevada que presenta ante la corrosin y frente a numerosos cidos y bases diferentes, as como gases calientes, el cromo es un material muy apreciado para todo tipo de recubrimientos protectores.

Sus propiedades mecnicas, incluyendo su resistencia y dureza a la tensin, determinan la capacidad de utilizacin. El cromo tiene una capacidad relativa baja de forjado, enrollamiento y propiedades de manejo. Sin embargo, cuando se encuentra absolutamente libre de oxgeno, hidrgeno, carbono y nitrgeno es muy dctil y puede ser forjado y manejado. Es difcil de almacenarlo libre de estos elementos.

ANTECEDENTES

Este elemento fue descubierto en 1797 por el qumico francs Louis Nicols Vauquelin, en el plomo rojo y lo denomin cromo (del griego chroma, 'color') debido a los mltiples colores de sus compuestos. El mismo descubri que tambin estaba contenido en esmeralda y berilio. Tassaert lo encontr en 1799 en el cromita. Un ao ms tarde lo encontr tambin V. Rose junior en la serpentina. Bunsen, obtuvo en 1854 el metal puro por electrlisis de una solucin de cloruro cromoso. Moissan, demostr en 1893 que el xido de cromo puede reducirse por el carbn, al calor del horno elctrico. En 1898 fue obtenido por H. Goldschmidt el cromo fundido en grandes cantidades y libre de carbono, por la reduccin del xido de cromo con aluminio.

GENERALIDADES.CARACTERSTICAS GENERALES

Nombre: CromoSmbolo: Cr

Nmero atmico: 24Masa atmica (uma): 51,9961

Perodo: 4Grupo: VIB (transicin)

Bloque: d (no representativo)Valencias: +2, +3, +6

PROPIEDADES PERIDICAS

Configuracin electrnica: [Ar] 3d5 4s1Radio atmico (): 1,29

Radio inico (): 0,69 (+3), 0,52 (+6)Radio covalente (): 1,27

Energa de ionizacin (kJ/mol): 653Electronegatividad: 1,66

Afinidad electrnica (kJ/mol):64

PROPIEDADES FSICAS

Densidad (g/cm3): 7,19Color: Gris

Punto de fusin (C): 1907Punto de ebullicin (C): 2671

Volumen atmico (cm3/mol): 7,23

FUENTES DE CROMO

La mena del cromo es exclusiva de rocas mficas y ultramficas como segregacin en las fases iniciales de cristalizacin ortomagmtica. Estable en las metamrficas como la Serpentina y concentrada en los placeres.

Aproximadamente la mitad de las cromadas se extrae de Sudfrica. Tambin se obtiene en grandes cantidades en Kazajistn, India y Turqua.

Los depsitos an sin explotar son abundantes, pero estn geogrficamente concentrados en Kazajistn y el sur de frica.

Se han descubierto depsitos del metal, aunque son poco abundantes; en una mina rusa (Udachnaya) se producen muestras del metal, en donde el ambiente reductor ha facilitado la produccin de diamantes y cromo elemental.

La serpentina constituye comnmente los asientos o el acompaante de la cromita. Se encuentra con especial abundancia en Rodesia, Transvaal, India Inglesa, Nueva Celedonia, Rusia, Cuba, Grecia, Asia Menor, Brasil, en pequeos yacimientos en Bosnia, Hungra Moravia, Estiria, Alta Silesia, Noruega, Suecia, Francia, Islas de Shetland, etc. La cromita puede producirse artificialmente.

Aproximadamente se produjeron en 2015 millones de toneladas de cromita, que la mayor parte se emplea para explotar sus propiedades inoxidables (cerca de un 70%), por ejemplo para obtener ferrocromo (una aleacin de cromo y hierro, con algo de carbono, los aceros inoxidables dependen del cromo, y su oxido protector). Otra parte (un 15% aproximadamente) se emplea directamente como material refractario y, el resto, en la industria qumica para obtener diferentes compuestos de cromo.

METODOS DE OBTENCION. Electrolisis de sales de cromo (III)

Por reduccin del trixido de cromo con aluminio, el cual si se realiza a vaco, se obtiene cromo del 99 % de pureza.

El cloruro, por ejemplo, se utiliza en la produccin de cromo metlico mediante la reduccin del cloruro cromoso, CrCl2, con hidrgeno.

CARACTERISTICAS

Es un elemento metlico de color gris, que puede presentar un intenso brillo.

Aportar resistencia a la corrosin, dureza y un acabado brillante, ya que en la metalurgia se hace la obtencin y tratamiento de los metales desde minerales metlicos, y tambin la produccin de aleaciones.

El cromo compacto posee una gran resistencia.

Es inoxidable tanto al aire hmedo como al aire seco y an calentado con bastante intensidad se oxida slo en pequeo grado. Solamente al soplete de oxgeno arde convirtindose en xido de cromo desprendiendo chispas.

Si este contiene carbono su combustin es menor.

Es antimagntico.

As como los dems metales finos se conservan intactos con la exposicin al aire.

APLICACIONES

Debido a su dureza, la aleacin de cromo, cobalto y wolframio se emplea para herramientas de corte rpido de metales.

Aleaciones con resistencia a la corrosin y al calor cromado. Aceros inoxidables, sus sales se emplean como colorantes: vidrio, cermica. Tambin sirve para endurecer el acero.

Recubrimiento duro de nitruro de cromo aplicado en elementos mviles, el material ofrece una proteccin segura contra el desgaste y la abrasin.

El cromo presta brillo y lustre a relojes y todo tipo de accesorios. Al mismo tiempo, el cromo protege contra la corrosin.

Obtencin de aceros inoxidables.

Se usa para dar a las esmeraldas un color verde. Es el responsable del color verde de las esmeraldas y del color rojo de los rubes.

La cromita, FeCr2O4, se emplea para la obtencin de materiales refractarios para fabricar ladrillos y moldes, ya que tiene alto punto de fusin, moderada dilatacin y estabilidad.PRECAUCIONESEvitar la inhalacin del polvo de los derivados de cromo, en especial de los hexavalentes. Los lugares en donde se manipulen estos productos deben estar acondicionados. Cuando se vayan a manipular estos productos, utilizar siempre la proteccin ocular y guantes.Generalidades del ensayo de tensin.Este ensayo es utilizado para medir la resistencia de un material a una fuerza esttica o aplicada lentamente. Esta prueba consiste en alargar una probeta de ensayo por fuerza de tensin, ejercida axialmente, con el fin de conocer ciertas propiedades mecnicas de materiales en general: su resistencia, rigidez y ductilidad. Este ensayo se lleva a cabo a temperatura ambiente entre 10C y 35C. A continuacin se presenta un dispositivo utilizado para realizar este tipo de ensayos.

Comportamiento de los distintos materiales frente al ensayo.

El comportamiento de los distintos materiales frente al ensayo se encuentra ilustrado en la siguiente grafica. La figura muestra en forma cualitativa las curvas de esfuerzo-deformacin unitaria normales para un metal, un material termoplstico, un elastmero y un cermico. En esta figura, las escalas son cualitativas y distintas para cada material. En la prctica, las magnitudes reales de los esfuerzos y las deformaciones pueden ser muy distintas entre s.

Se supone que el material plstico est arriba de su temperatura de transformacin vtrea (T), mientras que los materiales metlicos y termoplsticos muestran una regin inicial elstica, seguida por una regin plstica no lineal. Tambin se incluye una curva aparte para los elastmeros (es decir, hules o siliconas), ya que el comportamiento de esos materiales es distinto del de otros materiales polimricos.

Diagramas esfuerzo deformacin

El Diagrama Esfuerzo Deformacin es utilizado cuando se lleva a cabo el ensayo de Tensin. Este tipo de graficas se pueden hacer con los datos calculados esfuerzo-deformacin ingenieriles, o con los datos correspondientes a esfuerzo deformacin reales. A continuacin se presenta el diagrama de esfuerzo deformacin para el caso de datos reales.

Punto de Cedencia

Es el momento en que la deformacin de la pieza, debido a la carga que se le esta aplicando, deja de ser elstica y se vuelve permanente o plstica, es decir que en el punto en el que se quita la fuerza ejercida y la probeta se devuelve a su longitud inicial. El esfuerzo inducido aplicado en el momento cuando el material llega a su punto de cedencia es en realidad la Resistencia Cedente del Material ScedEn algunos materiales, la transicin de deformacin elstica a flujo plstico es abrupta. Esa transicin se llama fenmeno de punto de fluencia. En esos materiales, al comenzar la deformacin plstica, el valor del esfuerzo baja primero desde el punto de fluencia superior El valor del esfuerzo sigue decreciendo y oscila en torno a un valor promedio que se define como punto de fluencia inferior Inmediatamente despus, el esfuerzo empieza a crecer nuevamente entrando a la regin de deformacin plasticEncuellamiento.Debido a las imperfecciones internas que poseen los materiales al no ser 100% homogneos ni isotrpicos (las propiedades fsicas no dependen de la direccin de observacin), el sitio del Encuellamiento puede ocurrir en cualquier parte de la probeta; por este motivo se reduce su seccin central con el fin de que el. Encuellamiento ocurra dentro del rea demarcada de 20 mm de longituPasos para llevar a cabo un Ensayo a Traccin.

A continuacin se explicar de manera detallada los pasos que se tienen que realizar para llevar a cabo con xito esta prctica:

1. Realizar la medida de la longitud y el dimetro inicial de la probeta a utilizar en la prueba, con la ayuda de un calibrador Vernier. Es importante que se realice una marca con la ayuda de un marcador en la probeta, que indique el lugar donde se van a realizar las mediciones del dimetro y la correspondiente a la longitud inicial L

2. Es importante recordar que es necesario que las mordazas se deben ajustar convenientemente con las manos, para cuando se lleve la probeta entre perfectamente y luego, se ajustan bien, manualmente. Hay que asegurarse que la probeta est alineada, es decir, que coincida con las marcas presentes en los soportes.

3. Se le coloca el seguro y se comienza a aplicar la carga axial; la velocidad de aplicacin de la carga ser determinada segn el material que se encuentra bajo ensayo. Estas velocidades de aplicacin de la carga estn normalizadas y se encuentran en la norma ASTM A370.

4. Se aplica la carga hasta que se llega al punto de fluencia, donde se toman los valores de carga y deformacin.

5. Se sigue aplicando carga hasta que se alcanza el valor mximo, poco despus sigue el valor de rotura. Una vez alcanzado este valor la probeta falla, en el tramo de menor seccin transversal. Es necesario haber tomado los valores de la carga de fluencia, carga mxima y carga de rotura.

6. Se retira la probeta fracturada y se toman las medidas de longitud final y el dimetro en la seccin transversal ms pequea.

7. Una vez tomados todas las medidas en la prctica se prosigue al anlisis de resultados, donde se calculan las propiedades mecnicas del material. Se calcula su modulo de elasticidad, la resistencia en el punto del lmite elstico, la resistencia de fluencia, la resistencia mxima del material y otras propiedades. Los procedimientos para estos clculos se encuentran en la norma para ensayos mecnicos.

Designacin A 370-05

Mtodos Estndar de Ensayos y Definiciones Para Ensayos Mecnicos de Productos de AceroEsta norma es emitida bajo la designacin A370, el nmero que sigue la designacin indica el ao de adopcin original, o en caso de revisin indica el ao de revisin. Un nmero en parntesis indica el ao de la ltima reprobacin. Un smbolo psilon indica un cambio editorial desde la ltima revisin o reprobacin.Esta norma ha sido aprobada por el departamento de defensa.1. Scope*1.1 Estos mtodos de Ensayos cubren procedimientos y definiciones para los ensayos mecnicos de aceros forjados y de fundicin, aceros inoxidables, y aleaciones relacionadas. Los ensayos descritos aqu son usados para determinar propiedades requeridas para la especificacin de productos. Las variaciones en los ensayos deben evitarse y los mtodos estndar de ensayos deben seguirse para obtener resultados reproducibles y comparables. En aquellos casos donde los requerimientos del ensayo para ciertos productos son nicos o que difieren con estos procedimientos generales, los requerimientos para los ensayos de los productos deben ser controlados.1.2 Los siguientes ensayos mecnicos son descritos:SeccionTension5 a 13Flexion14Dureza15Brinell16Rockwell17Portable18Impacto19 a 28Palabras clave291.3 Anexos que cubren detalles relacionados con ciertos productos:AnnexBar ProductsA1.1Tubular ProductsAnnex A2FastenersAnnex A3Round Wire ProductsAnnex A4

y tensin pueden ser determinados en unidades pulgada-libra. La deformacin determinada en tramos calibrados de 2 a 8 pulgadas pueden ser reportadas en tramos calibrados de 50 o 200mm en unidades del Sistema Internacional. De igual forma, cuando se haga referencia a este documento se haga referencia por un producto con unidades pulgada-libra, los valores de fluencia y tensin pueden ser determinados en unidades SI, y luego ser convertido a valores pulgada-libra. 1.6 Debe consultarse las prcticas A 880 y E 1595 cuando haya necesidad de informacin de criterios para la evaluacin de laboratorios de ensayos mecnicos.1.7 Esta norma no intenta cubrir todas las medidas de seguridad, de haber alguna, asociada con su uso. Es la responsabilidad del usuario de la norma establecer prcticas de salud y seguridad y de determinar las limitaciones de las regulaciones apropiadas antes de su uso.2.Documentos Relacionados:2.1 ASTM Standards: 3A 703/A 703M Specification for Steel Castings, GeneralRequirements, for Pressure-Containing PartsA 781/A 781M Specification for Castings, Steel and Alloy, Common Requirements, for General Industrial UseA 833 Practice for Indentation Hardness of Metallic Mate-Converting Percentage Elongation of Round Specimens toEquivalents for Flat Specimens

Annex A6

rials by Comparison Hardness TestersA 880 Practice for Criteria for Use in Evaluation of TestingTesting Multi-Wire StrandAnnex A7Rounding of Test DataAnnex A8Methods for Testing Steel Reinforcing BarsAnnex A9Procedure for Use and Control of Heat-Cycle SimulationAnnex A101.4 Valores expresados en unidades pulgada-libra deben considerarse el estndar.1.5 Cuando se hace referencia a este documento por un producto con especificaciones mtricas, los valores de fluencia1 These Estos Ensayos y definiciones estan bajo la jurisdiccion del comite ASTM A01 de aceros, aceros inoxidables y aleaciones relacionadas son una responsabilidad directa del comite A01.13

Laboratories and Organizations for Examination and In- spection of Steel, Stainless Steel, and Related AlloysE4 Practices for Force Verification of Testing MachinesE6 Terminology Relating to Methods of Mechanical Test- ingE8 Test Methods for Tension Testing of Metallic MaterialsE 8M Test Methods for Tension Testing of Metallic Mate- rials [Metric]E 10 Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materi- als3 Para referencias de los estandares ASTM, visite the ASTM website, www.astm.org, or contact ASTM Customer Service at service@astm.org.

A 370 05E 18 Test Methods for Rockwell Hardness and RockwellSuperficial Hardness of Metallic MaterialsE 23 Test Methods for Notched Bar Impact Testing ofMetallic MaterialsE 29 Practice for Using Significant Digits in Test Data toDetermine Conformance with SpecificationsE 83 Practice for Verification and Classification of Exten- someter SystemE 110 Test Method for Indentation Hardness of MetallicMaterials by Portable Hardness TestersE 190 Test Method for Guided Bend Test for Ductility ofWeldsE 290 Test Method for Bend Testing of Material for Duc- tilityE 1595 Practice for Evaluating the Performance of Me- chanical Testing Laboratories42.2 ASME Document:5ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Division I, Part UG-83. Precauciones Generales3.1 Ciertos mtodos de fabricacin, como los de doblado y de soldadura, u operaciones que involucran calentamiento, puede afectar las propiedades del material bajo ensayo. Por lo tanto las especificaciones del producto deben cubrir la etapa de manufactura donde ensayos mecnicos deben ser hechos. Las propiedades mostradas por los ensayos antes de su fabricacin pueden ser no representativos del producto despus ha sido fabricado.3.2 Mecanizado o preparacin inadecuada de los especmenes de prueba puedan dar resultados errneos. Debe asegurarse un mecanizado correcto. Especmenes mecanizados de manera inapropiada debern ser descartados y substituidos por otros especmenes.3.3 Fallos en los especmenes tambin pueden afectar los resultados. Si cualquier espcimen de prueba desarrolla fallas, la prueba deber ser repetida.3.4 Si cualquier espcimen de prueba falla debido a fallas mecnicas como un fallo en el equipo del ensayo o preparacin inadecuada del espcimen, este deber ser sustituido por otro.

4. Orientacin de los especmenes de Prueba.4.1 Los trminos Ensayo longitudinal y Ensayo transversal son usados nicamente para productos forjados, y no son aplicables a productos de fundicin. Cuando tal referencia sea hecha a un espcimen de prueba, aplican las siguientes definiciones:4.1.1 Ensayo Longitudinal, de no ser definido de otra manera, significa que el eje longitudinal del espcimen es paralelo la direccin de la mayor extensin del acero durante su forja. El esfuerzo aplicado a un espcimen bajo un ensayo de tensin longitudinal es en la direccin de la mayor extensin, y el eje de pliegue de un ensayo de flexin de un espcimen es en ngulo recto de la direccin de la mayor extensin. (Fig. 1, Fig. 2a, y 2b).

FIG. 1 La relacin de muestras de anlisis a la direccin de laminado o de extensin (Aplicable a los productos forjados generales)4.1.2 Ensayo Transversal, de no ser definida de otra manera, significa que el eje longitudinal del espcimen esta a ngulos rectos a la direccin de la mayor extensin, del acero durante la forja. El esfuerzo aplicado a un espcimen en un ensayo de tensin transversal forma un ngulo recto con la mayor extensin, y el eje de pliegue de un ensayo de flexin en un espcimen es paralelo a la mayor extensin. (Fig. 1).4.2 Los trminos Ensayo radial y Ensayo tangencial son usados en especificaciones de materiales para algunos productos forjados circulares y no son aplicables a materiales de fundicin. Cuando tal referencia sea hecha a un espcimen de prueba, las siguientes definiciones aplican:4.2.1 Ensayo Radial, de no ser definida de otra manera, significa que el eje longitudinal del espcimen es perpendicular al eje del producto y coincide con uno de los radios de un crculo dibujado con un punto en ele eje del producto como centro. (Fig. 2a).4.2.2 Ensayo Tangencial, de no ser definida de otra manera, significa que el eje longitudinal del espcimen es perpendicular a un plano que contiene el eje del producto y tangente a un circulo dibujado con un punto ubicado en el eje del producto como centro (Fig. 2a, 2b, 2c, and 2d).Ensayo a Traccion5. Descripcion5.1 el ensayo de traccin en relacin con el ensayo mecnico de productos de acero somete una muestra mecanizada o de seccin completa de material bajo exanimacin a una carga controlada suficiente para causar ruptura. Las propiedades buscadas son definidas en terminologia E 6.5.2 En general, el equipo del ensayo y los mtodos son dados en mtodos de ensayo E 8. No obstante hay ciertas excepciones a E8 en los ensayos en acero, estas son cubiertas aqu.

A 370 05

FIG. 2 Ubicacin de las muestras longitudinales de tensin de prueba en anillos de corte de Productos Tubulares6. Terminologa

.6.1 Para las definiciones de los trminos relativos a las pruebas de tensin, incluyendo resistencia a la traccin, lmite de elasticidad, lmite de elasticidad, elongacincin, y la reduccin de rea, se debe hacer referencia a terminologa E 6.7. Aparatos de Ensayos y Operaciones.7.1 Sistemas de cargasHay dos tipos de sistemas de cargas, mecnicas e hidrulicas. Estas difieren principalmente en la variacin de la tasa de aplicacin de carga. Las maquinas mecnicas antiguas estn limitadas a un numero ms pequeo de velocidades fijas . Algunas maquinas mecnicas modernas , y todas las maquinas hidrulicas permiten variaciones sin escalones en el rango de velocidades.7.2 La mquina de prueba de tensin debern mantenerse en buen estado de funcionamiento, que se utiliza slo en el rango de carga adecuado y calibrado peridicamente de acuerdo con la ltima revisin de las prcticas E 4.NOTA 1 Muchas mquinas estn equipadas con grabadoras de tensin-deformacin para autogrfico trazado de curvas de tensin-deformacin. Cabe sealar que algunos de estos aparatos tienen un componente de medicin de carga totalmente separada de el indicador de carga de la mquina de ensayo. Tales registradores se calibran por separado.7.3 Aplicacion de carga Es la funcin del dispositivo deagarre o de sujecin de la mquina de ensayo para transmitir la carga de las cabezas de la mquina para el espcimen de prueba. El requisito esencial es que la carga se transmite axialmente. Esto implica que los centros de la accin de las garras estarn en alineacin, en la medida de lo posible, con el eje de la muestra al inicio y durante la prueba y que la flexion

o torsin sea mnimo. Para las muestras con una seccin reducida, el agarre de la muestra se limita a la seccin de agarre. En el caso de ciertas secciones ensayadas en tamao completo, la carga no axial es inevitable y en tales casos se permitir.

7.4 Velocidad de Aplicacin de Carga La velocidad de ensayo no debe ser mayor que aquella a la que lecturas de la carga y las deformaciones se pueden realizar con precisin. En las pruebas de produccin, la velocidad de la prueba se expresa comnmente: (1) en trminos de la velocidad de aplicacin de la carga (velocidad de movimiento de la cruceta de la mquina de ensayo cuando no est bajo carga), (2) en trminos de tasa de separacin de las dos cabezas de la mquina de prueba bajo carga, (3) en trminos de tasa de deformacin de la muestra, o (4) en trminos de la tasa de esfuerzos aplicados. Las siguientes limitaciones en la velocidad de las pruebas se recomiendan como adecuados para la mayora de productos de acero:NOTA 2 Los ensayos de traccin utilizando mquinas de bucle cerrado (con control de realimentacin de velocidad) no se debe realizar utilizando el control de carga, ya que este modo de prueba dar como resultado la aceleracin de la cruceta a ceder y la elevacin de la resistencia a la fluencia medido.7.4.1 Cualquier velocidad conveniente de las pruebas se puede utilizar hasta la mitad del punto de fluencia o lmite elstico. Cuando se alcanza este punto, la tasa de funcionamiento libre de la separacin de las crucetas se ajustarn de manera que no exceda de 1/16 pulgadas por minuto por pulgada de seccin reducida, o la distancia entre las mordazas para las muestras de ensayo que no tienen secciones reducidas . Esta velocidad se mantiene a travs del punto de fluencia o lmite elstico. En la determinacin de la resistencia a la traccin, la tasa de funcionamiento libre de la separacin de las cabezas no ser superior a 1/2 pulgada por minuto por pulgada de seccin reducida, o la distancia entre las mordazas para muestras de prueba que no tienen secciones reducidas. En cualquier caso, la velocidad mnima de la prueba no deber ser inferior a 1/10 de las tasas mximas especificadas para la determinacin de un lmite de elasticidad o resistencia a la fluencia y resistencia a la traccin.7.4.2 Es permitido para ajustar la velocidad de la mquina de ensayo mediante el ajuste de la velocidad de marcha libre cruceta a los valores especificados anteriormente, dado que la velocidad de separacin de las cabezas bajo carga en estos ajustes de la mquina es menor que los valores especificados de velocidad de cruceta libre ejecutando .

7.4.3 Como alternativa, si la mquina est equipada con un dispositivo para indicar la velocidad de carga, la velocidad de la mquina desde la mitad del punto de fluencia especificada o resistencia a la fluencia se puede ajustar de modo que la tasa de esfuerzos no ha de exceder de 100 000 psi (690 MPa) / min. Sin embargo, el porcentaje mnimo de esfuerzos no ser inferior a 10 000 psi (70 MPa) / min.

8. Parametros del Especimen de Prueba8.1 Seleccin Los especmenes de prueba deben seleccionarse de acuerdo con las especificaciones de los productos correspondientes.8.1.1 Acero Forjado Productos de acero forjado se prueban generalmente en la direccin longitudinal, pero en algunos casos, en donde las dimensiones lo permitan y el servicio lo justifique, la prueba es en las direcciones transversal, radial o tangencial

(Fig. 1 y Fig.2).

8.1.2 Aceros Forjados Para piezas de forja, el metal para las pruebas de tensin es proporcionada generalmente permitiendo extensiones o prolongaciones en uno o ambos extremos de las piezas forjadas, ya sea en todoo un nmero representativo de lo dispuesto en los pliegos de condiciones correspondientes. Las muestras de ensayo se toman normalmente a la mitad del radio. Ciertas especificaciones del producto permite el uso de una barra representativa o la destruccin de una parte de los productos con fines de prueba. Para anillo o piezas forjadas como disco de metal, la prueba es proporcionada por el aumento del dimetro, el grosor o la longitud de la forja. 8.1.3 Aceros de Fundicin Especmenes de prueba para fundicin de donde se preparan los especmenes de prueba se harn de acuerdo a las especificaciones de las normas A 703/A 703M o A 781/ A 781M, segn aplique.8.2 Tamao y ToleranciasLos especmenes de prueba sern de grosor complete o una seccin de material laminado, o `puede ser maquinado a las dimensiones mostradas en las figuras 3-6. La seleccin del tipo y tamao del espcimen de prueba es determinado por las especificaciones aplicables del producto8.3 Obtencin de Especmenes de PruebaLos especmenes sern esquilados, acerradas y cortadas de oxigeno por secciones del material. Por lo general son maquinados para tener una seccin transversal reducida en la mitad de la longitud con el fin de obtener una distribucin uniforme de la presin sobre la seccin transversal y para localizar la zona de fractura. Se debe tener cuidado de remover por mecanizado todas las zonas afectadas por el acabado en frio o caliente de los bordes del espcimen de prueba.8.4 Envejecimiento de especmenes de PruebaDe no ser especificado de otra manera, es permisible envejecer los especmenes de prueba. El ciclo tiempo-temperatura usado debe ser tal que los efectos de procesos anteriores no sern cambiados. Esto puede lograrse envejeciendo en un cuarto temperatura ambiente de 24 a 48 horas, o en menos tiempo calentndolo en agua a una temperatura ligeramente mas alta.

8.5 Medicin de las Dimensiones de Especmenes de Prueba.-

8.5.1 Especmenes Rectangulares Estndar para Ensayos a Tensin- Estos especmenes se muestran en la figura 3. Para determinar el rea transversal, el ancho del centro ser medido con una precisin de 0.005in (0.13mm) para el tramo calibrado de 8in (200mm) y una precisin de 0.001in (0.025mm) para el tramo calibrado de 2in (50mm) en la figura 3. El espesor en el centro deber medirse con una precisin de 0.001in (0.025mm) para ambos especmenes.8.5.2 Especmenes Redondos Estndar para Ensayos a TensinEste tipo de espcimen esta mostrado en Fig. 4 and Fig. 5. Para determinar el rea transversal, el dimetro ser medido en el centro con una precisin de 0.001 in. (0.025 mm)

( Tabla1).

8.6 GeneralLos especmenes de prueba sern de tamao completo maquinado, segn la indicacin del producto sometido al ensayo.

NOTE 1Parael espcimen de 112-in. (40-mm) de largo, las marcas de perforacin para medir la deformacin despus de la rotura sern hechas a lo largo del espcimen y dentro del rea de seccin reducida. Un grupo de nueve o ms marcas a una distancia de 1 in. (25 mm), o uno o mas pares de marcas de 8 in. (200 mm) de separacin pueden ser usadas.NOTE 2Para el espcimen de 12-in. (12.5-mm) de largo, las marcas de perforacin para medir la deformacin despus de la rotura sern hechas en la cara de 12-inch (12.5-mm) o en el borde del espcimen y dentro del rea reducida. Un grupo de tres o ms marcas con una separacin de 1.0 in. (25 mm) pueden ser usados. O uno o ms pares de arcas con una separacin de 2 in. (50 mm) NOTE 3Para las tres dimensiones del espcimen, los extremos del rea reducida no variaran en ancho ms de 0.004, 0.002 o 0.001 in. (0.10, 0.05 or 0.025 mm). Tambin, puede haber una reduccin gradual en el ancho de los extremos al centro, pero el ancho en cada extremo no variara en mas de0.015 in., 0.005 in., or 0.003 in. (0.40, 0.10 o 0.08 mm) con respecto al ancho del centro.NOTE 4Por cada tipo de espcimen, el radio de todos los filetes ser igual con una tolerancia de 0.05 in. (1.25 mm), y los centros de curvatura de los dos filetes en cada extremo estarn localizados frente uno del otro (en una lnea perpendicular a la lnea central) con una tolerancia de 0.10 in. (2.5 mm).NOTE 5Por cada una de las tres dimensiones del espcimen, anchos ms pequeos (W y C) pueden ser usados de ser necesario. En tales casos el ancho de la seccin reducida deber ser al menos tan grande como el ancho del material en ensayo lo permita, no obstante, a no ser que sea definido de otra manera, los detalles de la deformacin en la especificacin de un producto no aplicara cuando se usen estos especmenes mas pequeas. Si el ancho del material es menos de W, los lados pueden ser paralelos en el largo del espcimen.NOTE 6 La muestra puede ser modificada haciendo los lados paralelos a lo largo de la longitud de la muestra, la anchura y tolerancias siendo iguales que los especificados anteriormente. Cuando sea necesario un espcimen ms estrecho puede ser utilizado, en cuyo caso el ancho debe ser tan grande como la anchura del material lo permita. Si la anchura es de 11/2 pulgadas (38 mm) o menos, los lados pueden ser paralelas a lo largo de la longitud de la probeta.

NOTE 7 La dimensin T es el espesor del espcimen de prueba indicado en las especificaciones del material. El menor espesor nominal es de 112-in. (40-mm) especmenes anchos ser de 316 in. (5 mm), excepto donde sea indicado por las especificaciones del producto. El mximo espesor nominal ser de 12-in. (12.5-mm) y en especmenes de 14-in. (6-mm) de ancho ser de 34 in. (19 mm) y 14 in. (6 mm)

NOTE 8Para ayudaren la obtencin de cargas de tensin en los especmenes de14-in. (6-mm) de ancho, el largo general ser como lo permita el material.

NOTE 9Es preferible, de ser posible, hacer el largo de la seccin de agarre lo suficientemente largo para permitir al espcimen extenderse una distancia igual a dos tercios o ms del largo de agarre. Si el espesor de los especmenes de 12-in. (13-mm) de ancho es mas de 38 in. (10 mm), mordazas ms largas, y correspondientemente secciones de agarre ms largos sern necesarios para prevenir fallos en la seccin de agarre. NOTE 10Para especmenes en forma de hojas y especmenes de menor tamao los extremos del espcimen sern simtricos con la lnea central del are reducida con una precisin de 0.01 and 0.005 in. (0.25 and 0.13 mm).Por lo tanto, para el acero si los extremos del espcimen de 2-in. (12.5-mm) de ancho son simtricos con una precisin de 0.05 in. (1.0 mm) un espcimen puede ser considerado satisfactorio para todo excepto como referencia.NOTE 11Para especmenes en forma de plazca los extremos del espcimen sern simtricos con la lnea central del rea reducida con una precisin de 0.25 in. (6.35 mm) excepto para pruebas de referencia en cuyo caso los extremos del espcimen sern simtricos con la lnea central del rea reducida con una precisin de 0.10 in. (2.5 mm).FIG. 3 Especmenes Rectangulares para ensayos a Tensin8.6.1 Especmenes preparados de forma inadecuada suelen dar resultados errneos. Es importante, por lo tanto, tener cuidado cuidad en la preparacin de muestras, particularmente en el mecanizado, para asegurar un buen acabado.

8.6.2 Es deseable tener una rea transversal ms pequea al centro del tramo calibrado para asegurar rotura dentro del

tramo calibrado. Esto se logra con la disminucin gradual en el tramo calibrado permitido por cada de uno de los especmenes descritos en las secciones siguientes.

8.6.3 Para materiales frgiles es deseable tener filetes de gran radio en los extremos del tramo calibrado

A 370 05

NOTE 1La seccin reducida puede tener una disminucin gradual desde los extremos hacia el centro, con los extremos no mas grandes que 1 por ciento en el dimetro que el dimetro del centro(control de dimensiones)NOTE 2Deser deseado, el largo de la seccin reducida puede aumentarse para acomodar un extensmetro de cualquier tramo calibrado apropiado. Marcas de referencia para le medicin de las deformaciones debern, no obstante, estar indicadas en el tramo calibrado.NOTE 3El tramo calibrado y los filetes sern como son mostrados, pero los extremos pueden ser de cualquier forma para ser acomodado en las mordazas de la mquina para el ensayo de tal manera que la carga sea aplicada axialmente ( Fig. 9). Si los extremos sern sujetados en mordazas de cua, es deseable de ser posible, hacer el largo de la seccin de sujecin lo suficientemente largo para permitir al espcimen extenderse en el agarre una distancia igual a dos tercios o ms del largo de las mordazas.NOTE 4En los especmenes de Fig. 5 y Fig. 6, los tramos calibrados son iguales a cuatro veces el dimetro nominal. En las especificaciones de algunos productos otros especmenes pueden ser usados, pero a no ser que se mantenga la relacin 4-1 dentro de las tolerancias dimensionales, los valores de deformacin pueden no ser comparables con aquellos obtenidos en los ensayos estndar.NOTE 5The use of specimens smaller than 0.250-in. (6.25-mm) diameter shall be restricted to cases when the material to be tested is of insufficient size to obtain larger specimens or when all parties agree to their use for acceptance testing. Smaller specimens require suitable equipment and greater skill in both machining and testing.NOTE 6Cinco tamaos de especmenes usados frecuentemente tienen dimetros de aproximadamente 0.505, 0.357, 0.252, 0.160, y 0.113 in., la razn es para permitir clculos fciles de los esfuerzos, dado que las reas transversales correspondientes son iguales a 0.200, 0.100, 0.0500, 0.0200, and 0.0100 in.2, aproximadamente. Por lo tanto, cuando los dimetros verdaderos concuerdan con estos valores, los esfuerzos pueden calcularse usando los factores de multiplicacin 5, 10, 20, 50, y 100, respectivamente.

FIG. 4 Especmenes Estndar de Ensayos a Tensin de 0.500-in. (12.5-mm) con tramos calibrados de 2-in. (50-mm) y Ejemplos de Especmenes de Tamao pequeo

Especmenes Proporcionales a los Especmenes Estndar.

9.0 Especmenes de Forma de Placa.

9.1 El espcimen estndar en forma de placa es mostrado en la Fig. 3. Este espcimen es usado para ensayos en materiales metlicos en forma de placas, barras estructurales, y materiales planos que tienen un espesor nominal de 316 in. (5 mm) or mas. Cuando las especificaciones del producto lo permitan, otros especmenes pueden ser usados.NOTE 3Cuandosea necesario en la especificacin del producto, el espcimen con un tramo calibrado de 8-in puede ser usado para material laminado y en forma de tiras. 10. Especmenes de Forma de Lamina.

10.1 El espcimen estndar en forma de lmina es mostrado en la Fig.3. Este espcimen es usado para ensayos de materiales metlicos en forma de lminas, placas, alambre plano, bandas, con un espesor nominal desde 0.005 a 34 in. (0.13 to 19 mm). Cuando las especificaciones del producto lo permitan, otros tipos de especmenes pueden ser usados, como se menciono en la seccin 9 (Note 3).11.0 Especmenes de Forma Redonda.

11.1 El espcimen estndar de dimetro de.500-in. (12.5-mm) mostrado en Fig. 4 es usado generalmente para los ensayos de materiales metlicos, tanto de fundicin como de forja.11.2 Fig. 4 tambin muestra especmenes pequeos proporcionales a los especmenes estndar. Estos pueden ser usados cuando sea necesario realizar ensayos para los cuales no se pueden preparar los especmenes mostrados en Fig. 3. Otras medidas para especmenes redondos pequeos pueden ser usados. En cualquier espcimen pequeo es importante que el tramo calibrado para medir la deformacin sea cuatro veces el dimetro del espcimen. (Note 4, Fig. 4).11.3 La forma de los extremos de las muestras fuera de la longitud calibrada ser la adecuada para el material y de una forma para adaptarse a las mordazas de la mquina de ensayo de modo que las cargas se aplican axialmente. La figura. 5 muestra las muestras con diversos tipos de extremos que han dado resultados satisfactorios.

12. Marcas de Sujecin. 12.1 Los especmenes se muestra en las Figs. 3-6 sern marcadas con un punzn, marcas trazadas, dispositivo mltiple, o dibujado con tinta. El propsito de estas marcas es para determinar el porcentaje de elongacin. Las marcas de perforacin debern ser ligeras, fuertes, y espaciadas con precisin. La localizacin de la tensin en las marcas que hace un espcimen duro susceptibles a la fractura a partir de las marcas de perforacin. Las marcas de calibre para medir el alargamiento de rotura se efectuar en el plano o en el borde de la muestra de ensayo de tensin y dentro de la seccin paralela; para el espcimen de 8in de tramo calibrado, fig.3, uno o ms conjuntos de marcas de calibracin de 8-in. pueden ser utilizados

NOTE 1La seccin reducida puede tener una disminucin gradual desde los extremos hacia el centro con los extremos no mas de 0.005 in. (0.10 mm) ms grande en el dimetro que en el centro.NOTE 2En el espcimen cinco, es deseable, de ser posible, hacer el largo de la seccin de agarre lo suficientemente grande para que el espcimen se deforme en las mordazas una distancia igual a dos tercios o ms del largo de las mordazas.NOTE 3Los tipos de extremos mostrados son aplicables para el espcimen redondo de 0.5000-in; tipos similares pueden ser usados para especmenes de menor tamao. El uso de las series UNF (34 por 16, 12 por 20, 38 por 24, y 14 por 28) es sugerido para materiales frgiles de alta resistencia para evitar fractura en la parte de la rosca.FIG. 5 Tipos Sugeridos de Extremos para Especmenes Redondos Estndar para Ensayos a TensinEspecmenes rectangulares con tramos calibrados de 2-in, Fig. 3, y especmenes redondos, Fig. 4, son marcados con un punzn de doble punta. Uno o ms conjuntos de marcas de calibracin pueden ser usados, no obstante un conjunto debe estar centrado aproximadamente en la seccin reducida. Las mismas precauciones deben tomarse cuando el espcimen de prueba tiene una seccin completa.13. Determinacin de las Propiedades de Traccin13.1 Punto de Fluencia Punto de fluencia es el esfuerzo primero en un material, menor que el esfuerzo mximo que puede obtenerse, en el que un aumento de la deformacin se produce sin un aumento de carga. El punto de fluencia est destinado a aplicarse slo para materiales que pueden exhibir la caracterstica nica de mostrar un aumento de la deformacin sin un aumento de carga. El diagrama de esfuerzo-deformacin se caracteriza por una discontinuidad. Determinar el punto de fluencia por uno de los mtodos siguientes:

13.1.1 Cada de la viga o detencin del Mtodo del puntero En este mtodo, se aplican una carga cada vez mayor a la muestra a una velocidad uniforme. Cuando una mquina de palanca, mantenga la viga en equilibrio mediante la aplicacin de cargas a aproximadamente un ritmo constante. Cuando el punto de fluencia del material que se alcance, el aumento de la carga se detiene, y el indicador de la mquina caer durante un breve intervalo de tiempo, pero apreciable. Cuando una maquina con un indicador de carga se usa hay un momento en que el indicador se detiene, o vacila, esto corresponde con la cada de la viga. Tome el valor de la carga y el esfuerzo en este punto ser el punto de fluencia. 13.1.2 Mtodo Grafico del Diagrama Cuando se ha obtenido un diagrama Esfuerzo-Deformacin, tome el esfuerzo que corresponde al primer quiebre, o donde la grafica cambia (Fig. 7).13.1.3 Mtodo de la Extensin Total bajo la Carga Cuando se prueba un material para determinar el punto de fluencia y las muestras de ensayo pueden no exhibir una deformacin desproporcionada bien definida que caracteriza un punto de fluencia como se describi en las secciones 13.1.1 y 13.1.2, un valor equivalente al punto de fluencia para su uso prctico puede ser determinado con el siguiente mtodo: Use un extensmetro Clase C o mejor Attach (Note 4 y Note 5) al espcimen. Cuando la carga produce una deformacion

NOTE 1La seccin reducida (dimensiones A, D, E, F, G, Y R) sern mostradas, pero los extremos pueden ser de cualquier forma para ajustarse a los sujetadores de la maquina del ensayo tal forma que la carga sea axial. Normalmente los extremos estn roscados y tienen las dimensiones B y C dadas.FIG. 6 Especmenes Estndar para Ensayos de Tensin para hierro fundido.TABLA 1 Factores Multiplicadores a usarse para varios dimetros de especmenes redondos

Especifica,(Note 6) debe registrase el esfuerzo correspondiente a la carga como el punto de fluencia. (Fig. 8).NOTE 4Hay aparatos que determinan la carga en el punto especifico sin la necesidad de hacer una grafica esfuerzo-deformacin. Tales aparatos pueden usarse si su precisin ha sido demostrada como equivalente a un extensmetro clase C

NOTE 5Se hace referencia a la prctica E 83.

FIG. 7 Stress-Strain Diagram Showing Yield Point Corresponding with Top of Knee

FIG. 8 Stress-Strain Diagram Showing Yield Point or YieldStrength by Extension Under Load MethodNOTE 6Para aceros con un punto de fluencia especificado a no ms de 80 000 psi (550MPa), un valor apropiado es 0.005 in./in. De longitud calibrada. Para valores mayores de 80 000 psi, este mtodo no es vlido a no ser que se aumente la longitudNOTE 7La forma de la porcin inicial de una grafica esfuerzo-deformacin puede ser afectada por numeroso factores tales como la forma de agarre del Espcimen, el enderezado causado por los esfuerzos residuales y la velocidad de aplicacin de la carga permitida en 7.4.1. Generalmente los errores al inicio de la grafica debern ignorarse para establecer la lnea del modulo.13.2 Esfuerzo de FluenciaEl esfuerzo de Fluencia es el esfuerzo a la cual un material exhibe una desviacin de la curva de proporcionalidad en el grafico esfuerzo-deformacin. La desviacin es expresada en trminos de esfuerzos, extensin total bajo la carga, etc. Determine la carga de fluencia por uno de los siguientes mtodos:13.2.1 Mtodo de CompensacinPara determinar el esfuerzo de fluencia es necesario tener datos(grficos o numricos) Con los que se pueda hacer un grafico esfuerzo-deformacin con un modulo caracterstico del material bajo ensayo. Luego en el grafico (Fig. 9) trace Om igual al valor especificado para la compensacin, dibuje mn paralelo a OA, localizando as r la interseccin de mn con la curva esfuerzo*deformacin correspondiente a la carga R, la cual es el esfuerzo de fluencia. Al obtener valores de esfuerzo de fluencia con este mtodo, el valor de la compensacin usado, ser expresado en parntesis despus del trmino del esfuerzo de fluencia, por ejemplo:Esfuerzo de Fluencia ~0.2 % offset! 5 52 000 psi ~360 MPa!(1)Cuando la compensacin es de 0.2% o ms, el extensmetro usado clasificara como Clase B2 con un rango de deformacin de 0.05 a 1%. Si se especifica una compensacin menor, puede ser necesario especificar un aparato ms preciso (Clase B1) o reducir el lmite inferior del rango de esfuerzos. Note 9 para aparatos automticos.

NOTE 8 Cuando los diagramas de esfuerzo-deformacin no contienen un mdulo distintivo, como para algunos materiales trabajados en fro, se recomienda que se use el mtodo de la extensin bajo la carga. Si el mtodo de compensacin se utiliza para materiales sin un mdulo distintivo, un valor de mdulo apropiado para el material que se ensaya debe ser utilizado: 30 000 000 psi (207 MPa 000) para acero al carbono; 29 000 000 psi (200 000 MPa) para acero ferritico inoxidable;28 000 000 193 psi (000 MPa) para el acero inoxidable austentico. Para las aleaciones especiales, el productor debe ser contactado para discutir los valores apropiados.

13.2.2 Mtodo de la Extensin Bajo la Carga Para los ensayos para determinar la aceptacin o rechazo de material cuyas caractersticas de tensin-deformacin son bien conocidas a partir de las pruebas anteriores de material similar en el que los diagramas de esfuerzo-deformacin se han graficado, la deformacin total correspondiente al esfuerzo a la cual la compensacin ocurre se dar bajo limites satisfactorios. ( Note 9 and Note 10)

FIG. 9 Stress-Strain Diagram for Determination of Yield Strength by the Offset Method

L esfuerzo en el espcimen, cuando esta deformacin total es alcanzada, es el valor del esfuerzo de fluencia. Cuando se registran valores de esfuerzo de fluencia obtenidos por este mtodo, el valor de extensin especificada o usada, debe ser expresada en parntesis despus del termino de esfuerzo de fluencia, por ejemplo:Esfuerzo de Fluencia ~0.5 % EUL! 5 52 000 psi ~360 MPa!(2)La deformacin total puede obtenerse satisfactoriamente con el uso de un extensmetro clase B1 (Note 4, Note 5, y Note 7).NOTE 9 Hay dispositivos automticos disponibles que determinan el esfuerzo de fluencia sin trazar una curva de esfuerzo-deformacin. Tales dispositivos pueden ser utilizados si su exactitud se ha demostrado.

NOTE 10 La magnitud apropiada de la extensin bajo carga variar obviamente con el rango de resistencia del acero especial bajo prueba. En general, el valor de la extensin bajo carga aplicable al acero en cualquier nivel de fuerza puede determinarse a partir de la suma de la deformacin proporcional y la deformacin plstica esperada en el punto a la fluencia especificada. La ecuacin siguiente se utiliza:

Donde:YS = Resistencia de fluencia especificada, psi or MPa,E= modulo de elasticidad, psi or MPa, andr= deformacion plastica limite, in./in.13.3 Resistencia a la Traccin El clculo del esfuerzo a la traccin se hace dividiendo la carga mxima que es aplicada al espcimen entre el rea transversal inicial. 13.4 Alargamiento:13.4.1 Colocar los extremos de la muestra fracturada juntos cuidadosamente y medir la distancia entre las marcas de calibre con precisin de 0,01 pulg (0,25 mm) para tramos calibrados de 2in o menos, y con una precisin de 0,5% para tramos calibrados de ms de 2in. El alargamiento es el aumento en la longitud del tramo calibrado, expresada como un porcentaje de la longitud calibrada original. Al registrar los valores de elongacin, se debe especificar el porcentaje de elongacin y la longitud inicial.

13.4.2 Si cualquier parte de la fractura tiene lugar fuera de la mitad central del tramo calibrado o en una marca perforada o descritas dentro de la seccin reducida, el valor de alargamiento obtenido puede no ser representativa del material. Si el alargamiento as medido se ajusta a los requisitos mnimos, no hay necesidad de mas pruebas, pero si la elongacin es menor que los requisitos mnimos, deseche la prueba y reptala.

13.4.3 Mtodos Automatizados de Ensayos a Traccin utilizando extensmetros permiten la medicin de la elongacin en un mtodo descrito a continuacin. Alargamiento puede ser medido y notificado ya sea de esta manera, o como en el mtodo descrito anteriormente, el montaje de los extremos rotos juntos. Cualquier forma es valida

13.4.4 Alargamiento de rotura se define como el alargamiento medido justo antes de la disminucin repentina de la fuerza asociada con la fractura. Para muchos materiales dctiles que no exhiban una disminucin repentina de la fuerza, el alargamiento de rotura se puede tomar como el alargamiento medido justo antes de que la fuerza cae por debajo de 10% de la fuerza mxima encontrada durante la prueba.

13.4.4.1 Alargamiento a la rotura debern incluir alargamiento elstico y plstico y se puede determinar con los mtodos autogrficos o automatizados usando extensmetros verificados en el rango de deformacin necesario. Utilice un extensmetro clase B2 o mejor para materiales que tienen menos de 5% de alargamiento; una clase C o mejor para materiales que tienen alargamiento mayor o igual a 5% pero inferior al 50%, y una clase D o mejor extensmetro para materiales que tienen 50% o mayor alargamiento. En todos los casos, la longitud de referencia del extensmetro ser igual al tramo calibrado nominal requerido para la muestra bajo prueba. Debido a la falta de precisin en el ajuste de los extremos fracturados, la elongacin de rotura utilizando los mtodos manuales en los prrafos anteriores puede diferir de la elongacin a la rotura determinada con extensmetros.

13.4.4.2 Porcentaje de alargamiento a la rotura se puede calcular directamente a partir de los datos de alargamiento a la fractura y se da en vez del porcentaje de elongacin tal como se calcula en 13.4.1. Sin embargo, estos dos parmetros no son intercambiables. El uso del mtodo de alargamiento a la rotura generalmente proporciona datos ms reproducibles.

13.5 Reduccin de rea Colocar los extremos de la muestra fracturada juntos y medir el dimetro medio o la anchura y el espesor en la seccin transversal ms pequea con la misma precisin que las dimensiones originales. La diferencia entre el rea medida y la rea original expresado como un porcentaje del rea original es la reduccin del rea.

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