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Método de ensayo a temperatura ambiente

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Academic year: 2019

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Materiales metálicos

Ensayo de tracción

Método de ensayo a temperatura ambiente

Metallic materials Tensile testing

Method of test at room temperature

* Corresponde a la revisión de las cinco partes de la IRAM/IAS

U 500-102:1987, a las que reemplaza.

U 500-102

Tercera edición

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Prefacio

El Instituto Argentino de Normalización y Certificación (IRAM) es una asociación civil sin fines de lucro cuyas finalidades específicas, en su carácter de Organismo Argentino de Normalización, son establecer normas técnicas, sin limitaciones en los ámbitos que abarquen, además de propender al conocimiento y la aplicación de la normalización como base de la calidad, promoviendo las actividades de certificación de productos y de sistemas de la calidad en las empresas para brindar seguridad al consumidor.

IRAM es el representante de Argentina en la International Organization for Standardization (ISO), en la Comisión Pana-mericana de Normas Técnicas (COPANT) y en la Asociación MERCOSUR de Normalización (AMN).

Esta norma es el fruto del consenso técnico entre los diversos sectores involucrados, los que a través de sus representantes han intervenido en los Organismos de Estudio de Normas co-rrespondientes.

Esta norma fue estudiada en el marco del Convenio con el Instituto Argentino de Siderurgia (IAS).

Corresponde a la revisión de las cinco (5) partes de la IRAM/IAS U 500-102:1987, a las que reemplaza.

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Índice

INTRODUCCIÓN ... 7

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ... 7

2 DOCUMENTOS NORMATIVOS PARA CONSULTA ... 7

3 DEFINICIONES ... 8

4 SÍMBOLOS Y DESIGNACIONES ... 11

5 FUNDAMENTO DEL ENSAYO ... 12

6 PROBETA ... 13

7 DETERMINACIÓN DEL ÁREA DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL INICIAL (So) ... 14

8 MARCADO DE LA LONGITUD DE REFERENCIA INICIAL (Lo) ... 15

9 PRECISIÓN DE LOS INSTRUMENTOS DE ENSAYO ... 15

10 CONDICIONES DE ENSAYO ... 15

11 DETERMINACIÓN DEL LÍMITE SUPERIOR DE FLUENCIA ... 20

12 DETERMINACIÓN DEL LÍMITE INFERIOR DE FLUENCIA ... 20

13 DETERMINACIÓN DEL LÍMITE ELÁSTICO CONVENCIONAL ... 20

14 DETERMINACIÓN DEL LÍMITE DE ALARGAMIENTO ... 21

15 MÉTODO DE VERIFICACIÓN DEL LÍMITE DE ALARGAMIENTO REMANENTE ... 21

16 DETERMINACIÓN DE LA EXTENSIÓN PORCENTUAL DEL ESCALÓN DE FLUENCIA ... 21

17 DETERMINACIÓN DE LA EXTENSIÓN TOTAL PORCENTUAL BAJO TENSIÓN MÁXlMA ... 22

18 DETERMINACIÓN DE LA EXTENSIÓN PLÁSTICA PORCENTUAL BAJO TENSIÓN MÁXlMA ... 22

19 DETERMINACIÓN DE LA EXTENSIÓN TOTAL PORCENTUAL DE ROTURA ... 23

20 DETERMINACIÓN DEL ALARGAMIENTO PORCENTUAL DE ROTURA ... 23

21 DETERMINACIÓN DE LA ESTRICCIÓN ... 24

22 INFORME DEL ENSAYO ... 24

(5)

Anexo A (Normativo) Probetas para productos planos (chapas y flejes) y

perfiles conformados en frío ... 37 Anexo B (Normativo) Probetas para alambres, alambrones, barras y

perfiles laminados ... 41 Anexo C (Normativo) Probetas para tubos ... 45 Anexo D (Informativo) Recomendaciones concernientes al uso de máquinas de

ensayo de tracción controladas por computadora ... 49 Anexo E (Informativo) Estimación de la velocidad de separación de las mordazas

teniendo en cuenta la rigidez de la máquina de ensayo ... 56 Anexo F (Informativo) Determinación del alargamiento porcentual ... 57 Anexo G (Informativo) Determinación del módulo de elasticidad de los

materiales metálicos bajo carga de tracción uniaxial ... 60 Anexo H (Informativo) Estimación de la incertidumbre ... 65 Anexo I (Informativo) Precisión del ensayo de tracción - Resultados de los

(6)
(7)

Materiales metálicos - Ensayo de tracción

Método de ensayo a temperatura ambiente

INTRODUCCIÓN

En esta norma hay dos métodos disponibles para la velocidad de ensayo. El primero, el método A, se basa en el control de las velocidades de deformación (incluyendo la velocidad de separación de las mordazas), y el segundo, el método B, se basa en las velocidades de incremento de tensión. El método A está destinado a minimizar la variación de las velocidades de ensayo en el período en que se determinan los parámetros influenciados por la velocidad de deformación y a minimizar la incertidumbre de medida de los resultados de ensayo.

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta norma establece el método de ensayo de tracción a temperatura ambiente de materiales metálicos y define las propiedades mecánicas que pueden determinarse con este ensayo.

NOTA. En el anexo D se dan recomendaciones complementarias para máquinas de ensayo controladas por computadora.

2 DOCUMENTOS NORMATIVOS PARA CONSULTA

Todo documento normativo que se menciona a continuación es indispensable para la aplicación de este documento.

Cuando en el listado se mencionan documentos normativos en los que se indica el año de publica-ción, significa que se debe aplicar dicha edición. En caso contrario, se debe aplicar la edición vigente, incluyendo todas sus modificaciones.

IRAM/IAS U 500-19 - Expresión de valores y criterios de redondeo de resultados de ensayos

IRAM/IAS U 500-21 - Aceros al carbono y de baja aleación - Conversión del alargamiento

IRAM/IAS U 500-34 NM-ISO 377-1 - Selección y preparación de muestras y probetas de productos de acero - Parte 1: Muestras y probetas para ensayos mecánicos

NM-ISO 7500-1 - Materiales metálicos - Calibración de máquinas de ensayo estático uniaxial - Parte 1: Máquinas de ensayo de tracción/compresión - Calibración de sistema de medición de la fuerza

ISO 2566-21) - Steel - Conversion of elongation values - Part 2: Austenitic steels

ISO 95131) - Metallic materials - Calibration of extensometer systems used in uniaxial testing

(8)

3 DEFINICIONES

Para los fines de esta norma se aplican las definiciones siguientes:

3.1 longitud de referencia, L. Longitud de la parte cilíndrica o prismática de la probeta sobre la que

se mide el alargamiento en cualquier momento durante el ensayo.

3.1.1 longitud de referencia inicial, Lo. Longitud de referencia sobre la probeta, medida a

tem-peratura ambiente antes del ensayo.

3.1.2 longitud de referencia final, Lu. Longitud de referencia sobre la probeta, medida después de

la rotura, a temperatura ambiente, y tras unir cuidadosamente las dos partes de la probeta de forma que sus ejes estén alineados.

3.2 longitud calibrada, Lc. Longitud de la parte calibrada de la probeta que presenta una sección

más reducida.

NOTA. En probetas no mecanizadas, el concepto de longitud calibrada se sustituye por el de distancia entre mordazas.

3.3 alargamiento. Incremento en la longitud de referencia inicial (Lo) en cualquier momento durante

el ensayo.

3.4 alargamiento porcentual. Alargamiento expresado como el porcentaje de la longitud de refe-rencia inicial (Lo).

3.4.1 alargamiento porcentual permanente. Incremento en la longitud de referencia inicial de una probeta sometida a una tensión establecida, después de eliminar dicha tensión, expresado como porcentaje de la longitud de referencia inicial (Lo).

3.4.2 alargamiento porcentual de rotura, A. Alargamiento permanente de la longitud de referencia

después de la rotura (Lu - Lo), expresado como porcentaje de la longitud de referencia inicial (Lo).

NOTA. Para probetas de ensayo proporcionales, solo cuando la longitud de referencia inicial (Lo) sea diferente de

o

S ,65

5 2), donde S

o es el área de la sección transversal inicial de la zona calibrada, el símbolo A se completa con un

subíndice que indique el coeficiente de proporcionalidad usado, por ejemplo, A11,3 indica un alargamiento porcentual de

rotura de una longitud de referencia inicial (Lo) de:

o

, , S

A113 =113

En el caso de probetas de ensayo no proporcionales (ver anexos A y B), el símbolo A se completa con un subíndice que in-dique la longitud de referencia inicial, en milímetros, por ejemplo, A80 mm indica un alargamiento porcentual de rotura de una

longitud de referencia inicial (Lo) de 80 mm.

3.5 longitud de referencia inicial del extensómetro, Le. Longitud de referencia inicial del

exten-sómetro que se utiliza para medir el alargamiento por medio de un extenexten-sómetro.

NOTA. Para la medición de los parámetros de la tensión de fluencia aparente y de la convencional, Le debe abarcar tanto

como sea posible la longitud calibrada de la probeta. Por lo tanto, es recomendable que Le sea mayor que 0,50 Lo pero

menor que 0,9 Lo. Esto asegura que el extensómetro detecte todos los fenómenos de ductilidad que tengan lugar en la

probeta. Además, para la medición de los parámetros durante o después de la tensión máxima, es recomendable que Le

sea aproximadamente igual a Lo.

2) , S ( S / )

o

o =5 4 π

(9)

3.6 extensión. Incremento de la longitud de referencia inicial del extensómetro (Le) en cualquier

momento durante el ensayo.

3.6.1 extensión porcentual, e. Alargamiento expresado como porcentaje de la longitud de

referen-cia inireferen-cial del extensómetro (Le) Ver figura 1.

3.6.2 extensión permanente porcentual, Lr. Incremento de la extensión después de haber

some-tido a la probeta a una tensión establecida y después de eliminar dicha tensión, expresado como porcentaje de la longitud de referencia inicial del extensómetro (Le).

3.6.3 extensión porcentual de fluencia, Ae. En materiales con escalón de fluencia, la extensión

entre el comienzo de dicho escalón y el endurecimiento por deformación uniforme, expresada como porcentaje de la longitud de referencia inicial del extensómetro (Le). Ver figura 7.

3.6.4 extensión total porcentual bajo tensión máxima, Agt. Extensión total (alargamiento elástico

más alargamiento plástico) obtenida bajo tensión máxima, expresada como porcentaje de la longitud de referencia inicial del extensómetro (Le). Ver figura 1.

3.6.5 extensión plástica porcentual bajo tensión máxima, Ag. Extensión plástica obtenida bajo

ten-sión máxima, expresada como porcentaje de la longitud de referencia inicial del extensómetro (Le).

Ver figura 1.

3.6.6 extensión total porcentual de rotura, At. Extensión total (alargamiento elástico más

alarga-miento plástico) en el momento de la rotura, expresada como porcentaje de la longitud de referencia inicial del extensómetro (Le). Ver figura 1.

3.7 velocidad de ensayo

3.7.1 velocidad de deformación,e&Le. Incremento de la deformación, medida con un extensómetro,

en la longitud de referencia inicial del extensómetro (Le) por unidad de tiempo (ver 3.5).

3.7.2 velocidad de deformación estimada en la longitud calibrada de la probeta,e&Lc. Valor del

incremento de la deformación en la longitud calibrada de la probeta Lc por unidad de tiempo, basado

en la velocidad de separación de las mordazas (vc) y en la longitud calibrada de la probeta.

3.7.3 velocidad de separación de las mordazas, vc . Desplazamiento de las mordazas por unidad

de tiempo.

3.7.4 velocidad de incremento de tensión,R&. Incremento de la tensión por unidad de tiempo.

NOTA. La velocidad de incremento de tensión solo se emplea en la parte elástica del ensayo (método B).

3.8 estricción, Z. Variación máxima del área de la sección transversal que se produce durante el

ensayo (So - Su), expresada como porcentaje del área de la sección transversal inicial (So) (ver capítulo 4).

100

⋅ − =

o u o

S S S Z

(10)

3.9.1 fuerza máxima, Fm. (Materiales sin escalón de fluencia) la mayor fuerza que soporta la

pro-beta durante el ensayo.

3.9.2 fuerza máxima, Fm. (Materiales con escalón de fluencia) la mayor fuerza que soporta la

pro-beta durante el ensayo después del comienzo del endurecimiento por deformación uniforme.

3.10 tensión, R. Cociente entre la fuerza y el área de la sección transversal inicial (So) de la probeta,

en cualquier momento durante el ensayo.

NOTA 1. Ver figuras 8a) y 8b).

NOTA 2. En esta norma la tensión se refiere a tensiones convencionales.

3.10.1 resistencia a la tracción, Rm. Tensión correspondiente a la fuerza máxima (Fm). Ver figura 1.

3.10.2 límite de fluencia. En los materiales metálicos que presentan el fenómeno de fluencia, es la tensión correspondiente al punto durante el ensayo en el que se produce una deformación plástica sin que aumente la tensión. Se distingue entre:

3.10.2.1 límite superior de fluencia, ReH. Mayor valor de la tensión previo a la primera caída de

esta. Ver figura 2.

3.10.2.2 límite inferior de fluencia, ReL. Menor valor de la tensión durante la deformación plástica,

despreciando los eventuales efectos transitorios. Ver figuras 2a), 2b) y 2c).

3.10.3 límite elástico convencional, Rp. Tensión a la que corresponde un alargamiento plástico

igual a un porcentaje preestablecido de la longitud de referencia inicial del extensómetro (Le). Ver

fi-gura 3.

NOTA. El símbolo utilizado va seguido de un subíndice que indica el porcentaje preestablecido, por ejemplo: Rp0,2.

3.10.4 límite de alargamiento, Rt. Tensión a la que corresponde un alargamiento total

(alarga-miento elástico más alarga(alarga-miento plástico) igual a un porcentaje preestablecido de la longitud de re-ferencia inicial del extensómetro (Le). Ver figura 4.

NOTA. El símbolo utilizado va seguido de un subíndice que indica el porcentaje de alargamiento preestablecido, por ejem-plo: Rt0,5.

3.10.5 límite de alargamiento permanente preestablecido, Rr. Tensión a la que, después de

sus-pendida la fuerza, el alargamiento permanente de la longitud de referencia inicial (Lo) o el

alarga-miento permanente de la longitud de referencia inicial del extensómetro (Le), no sobrepasa el valor

preestablecido. Ver figura 5.

NOTA. El símbolo utilizado va seguido por un subíndice que indica el porcentaje preestablecido de la longitud de referencia inicial (Lo) o de la longitud de referencia inicial del extensómetro (Le), por ejemplo: Rr0,2.

3.11 rotura. Fenómeno que ocurre cuando se produce la separación total de la probeta en dos partes o cuando la fuerza disminuye hasta ser nominalmente cero.

(11)

4 SÍMBOLOS Y DESIGNACIONES

Los símbolos y las designaciones correspondientes son los indicados en la tabla 1. Tabla 1 - Símbolos y designaciones

Símbolo Unidad Designación

Probeta

ao, T (1) mm Espesor inicial de una probeta plana o espesor de pared de un tubo

bo mm Ancho inicial de la longitud calibrada de una probeta plana o ancho medio de tiras

longitudinales tomadas de un tubo o entrecara de barras no circulares

do mm Diámetro inicial de la longitud calibrada de una probeta circular o del diámetro de

un alambre circular o diámetro interior de un tubo

Do mm Diámetro exterior inicial de un tubo

Lo mm Longitud de referencia inicial

L'o mm Longitud de referencia inicial para determinar Awn(ver anexo F)

Lc mm Longitud calibrada

Le mm Longitud de referencia inicial del extensómetro

Lt mm Longitud total de la probeta

Lu mm Longitud de referencia final

L'u mm Longitud de referencia final para determinar Awn (ver anexo F)

So mm2 Área de la sección transversal inicial de la zona calibrada

Su mm2 Área mínima de la sección transversal después de la rotura

k - Coeficiente de proporcionalidad (ver 6.1.1)

Z % Estricción

Alargamiento

A % Alargamiento porcentual de rotura

Awn % Alargamiento plástico porcentual fuera de la zona de rotura (ver anexo F)

Extensión

Lr % Extensión permanente porcentual

Ae % Extensión porcentual de fluencia

Ag % Extensión plástica porcentual bajo tensión máxima (Rm)

Agt % Extensión total porcentual bajo tensión máxima (Rm)

At % Extensión total porcentual de rotura

Lm mm Extensión total bajo tensión máxima (Rm)

(12)

Tabla 1 (final)

Símbolo Unidad Designación

Velocidades de ensayo

e L

e& s-1 Velocidad de deformación

c L

e& s-1 Velocidad de deformación de la longitud calibrada

R& MPa s-1 Velocidad de incremento de tensión

vc mm s-1 Velocidad de separación de las mordazas

Fuerza

Fm N Fuerza máxima

Límite de fluencia, límite elástico convencional, resistencia a la tracción

E MPa Módulo de elasticidad

mr MPa Pendiente de la curva tensión extensión porcentual en un momento dado del

en-sayo

mE MPa Pendiente de la parte elástica de la curva tensión extensión porcentual (2)

R MPa Tensión

ReH MPa Límite superior de fluencia

ReL MPa Límite inferior de fluencia

Rm MPa Resistencia a la tracción

Rp MPa Límite elástico convencional

Rr MPa Límite de un alargamiento permanente preestablecido

Rt MPa Límite de alargamiento (3)

(1) Símbolo empleado en las normas de producto para tubos de acero.

(2) En la parte elástica de la curva tensión extensión porcentual, el valor de la pendiente puede no representar

necesariamente el módulo de elasticidad. Este valor puede ser bastante similar al del módulo de elasticidad si se utilizan condiciones óptimas (extensómetros calibrados con alta resolución y a doble cara, alineación perfecta de la probeta, etc.).

(3) También es conocido como EUL [2].

5 FUNDAMENTO DEL ENSAYO

El ensayo consiste en someter a una probeta a una tensión de tracción, generalmente hasta la rotura, con el propósito de determinar una o varias de las propiedades mecánicas definidas en el capítulo 3.

(13)

6 PROBETA

6.1 Forma y medidas

6.1.1 Generalidades

La forma y las medidas de las probetas dependen del producto metálico del cual se extraen.

Generalmente, la probeta se obtiene por mecanizado de una muestra obtenida del producto o de una muestra moldeada. No obstante, en los productos de sección transversal constante (barras, alam-bres, etc.) o de muestras de ensayo moldeadas (fundiciones de hierro y aleaciones no ferrosas) se pueden utilizar las muestras sin mecanizar.

Las tolerancias dimensionales de las probetas deben cumplir con lo establecido en los anexos A, B y C (ver 6.2.).

La sección transversal de la probeta puede ser circular, cuadrada, rectangular, anular o, en casos especiales, de otra forma constante.

Las probetas que se deben usar tienen una longitud de referencia inicial (Lo), relacionada

directa-mente con el área de la sección transversal inicial (So) por medio de la ecuación Lo =k So , donde k

es un coeficiente de proporcionalidad, y se denominan probetas de ensayo proporcionales. El valor adoptado internacionalmente para k = 5,65. La longitud de referencia inicial debe ser, como mínimo, 15 mm. Cuando el área de la sección transversal inicial, So, de la probeta sea demasiado pequeña

como para que se cumpla el requisito con el valor del coeficiente k = 5,65, puede usarse un valor mayor (preferentemente 11,3) o una probeta no proporcional.

NOTA. La utilización de una longitud de referencia inicial menor que 20 mm supone un incremento de la incertidumbre en la medición.

Para el caso de probetas no proporcionales, la longitud de referencia inicial, Lo, es independiente del

área de la sección transversal inicial (So).

Para convertir los valores de alargamiento obtenidos con probetas proporcionales a valores de pro-betas no proporcionales y viceversa, ver las IRAM/IAS U 500-21 e ISO 2566-2.

6.1.2 Probetas mecanizadas

Las probetas mecanizadas, cuando la parte calibrada y los extremos de amarre poseen medidas di-ferentes, deben tener el radio de acuerdo con lo indicado en los anexos A, B y C.

Los extremos de amarre pueden ser de cualquier forma para que se adapten a los dispositivos de fi-jación de la máquina de ensayo. El eje de la probeta debe coincidir con el eje de aplicación de la fuerza.

La longitud libre entre las mordazas de sujeción de la máquina debe ser mayor que la longitud cali-brada (Lc) o igual, para probetas sin radios de acuerdo, y mayor que la longitud de referencia inicial

(14)

6.1.3 Probetas no mecanizadas

Si la probeta consiste en una porción no mecanizada del producto o en una barra de ensayo no me-canizada, la longitud libre entre las mordazas debe ser suficiente para que las marcas de referencia queden a una distancia razonable de las mordazas de sujeción de la máquina (definida en los anexos A, B y C).

En las probetas moldeadas los extremos de amarre y la longitud calibrada deben unirse a través de un radio de acuerdo. Las medidas de este radio de acuerdo son importantes y se recomienda que se definan en la norma particular del producto. Los extremos de amarre pueden ser de cualquier forma, siempre que sean compatibles con las mordazas de la máquina de ensayo. La longitud calibrada (Lc)

debe ser mayor que la longitud de referencia inicial (Lo).

6.2 Tipos

Los principales tipos de probetas se definen en los anexos A, B y C, de acuerdo con la forma y el tipo de producto, conforme se indica en la tabla 2. En las normas particulares de los productos se pueden especificar otros tipos de probetas.

Tabla 2 - Principales tipos de probetas

Tipo de producto

Productos planos (chapas, flejes) y perfiles conformados en frío

Alambres, alambrones, barras y perfiles laminados

Tubos

Anexo A Anexo B Anexo C

6.3 Preparación de las probetas

Las probetas deben extraerse y prepararse de acuerdo con lo establecido en las normas que corres-pondan para cada producto, las condiciones generales deben ser las indicadas en la IRAM/IAS U 500-34 NM-ISO 377-1.

7 DETERMINACIÓN DEL ÁREA DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL INICIAL (So)

Las medidas apropiadas de la probeta deben tomarse en un número suficiente de secciones trans-versales perpendiculares al eje longitudinal en la zona central de la longitud calibrada de la probeta.

Se recomiendan tres secciones transversales, como mínimo.

El área de la sección transversal inicial (So) es la media de las áreas medidas.

La exactitud de este cálculo depende de la naturaleza y tipo de la probeta. Los anexos A, B y C des-criben los métodos para la evaluación de So para los diferentes tipos de probetas y contienen

(15)

8 MARCADO DE LA LONGITUD DE REFERENCIA INICIAL (Lo)

Los extremos de la longitud de referencia inicial (Lo) deben marcarse levemente con trazos o líneas,

pero no mediante entalladuras que puedan ocasionar una rotura prematura.

Para probetas proporcionales, el valor calculado para la longitud de referencia inicial se puede re-dondear al valor más próximo a un múltiplo de 5 mm, siempre que la diferencia entre la longitud mar-cada y la calculada sea menor que el 10% de Lo. La longitud de referencia inicial debe marcarse con

una precisión de ± 1%.

Si la longitud calibrada (Lc) es mucho mayor que la longitud de referencia inicial, como por ejemplo en

probetas no mecanizadas, deben trazarse varios pares de puntos para limitar varias longitudes ini-ciales solapadas entre sí.

En algunos casos puede ser útil marcar, en la superficie de la probeta, una línea paralela al eje lon-gitudinal, a lo largo del cual están marcadas las longitudes calibradas.

9 PRECISIÓN DE LOS INSTRUMENTOS DE ENSAYO

El sistema de medida de la fuerza de la máquina de ensayo debe calibrarse de acuerdo con la NM-ISO 7500-1 y debe ser de clase 1, como mínimo.

Para determinar el límite elástico convencional (alargamiento plástico o alargamiento total) el exten-sómetro utilizado debe ser de clase 1, o mejor, de acuerdo con la ISO 9513, en el rango apropiado. Para otras propiedades, con alargamiento mayor, [por ejemplo determinación de la extensión total porcentual de rotura(At)o el alargamiento porcentual de rotura(A)] puede utilizarse un extensómetro

de clase 2, de acuerdo con la ISO 9513, en el rango apropiado.

10 CONDICIONES DE ENSAYO

10.1 Ajuste del punto de fuerza cero

En el caso de sistemas de sujeción manual este ajuste debe realizarse antes de sujetar los extremos de la probeta. En el caso de sistemas de sujeción automáticos el sistema de fuerza debe eliminar las tensiones residuales antes de iniciar el ensayo. Una vez que se haya establecido el punto de fuerza cero, el sistema de medida de la fuerza no puede cambiar durante el ensayo.

NOTA. La utilización de este método asegura, por un lado, que el peso del sistema de amarre se vea compensado durante la medición de la fuerza y, por otro, que cualquier fuerza que resulte de la operación de amordazado no afecte la medición.

10.2 Método de sujeción

Las probetas deben sujetarse mediante instrumentos adecuados tales como cuñas, fijaciones atorni-lladas, mordazas dentadas u otros considerando el extremo de amarre.

(16)

El límite de fluencia aparente preestablecido o esperado se basa en el conocimiento que se tiene del material a ensayar. En caso de no tener datos del material a ensayar no debe exceder los 5 MPa.

Puede realizarse una corrección del alargamiento para tener en cuenta el efecto de la fuerza preli-minar.

10.3 Método A. Velocidad de ensayo basada en el control de la velocidad de deformación

10.3.1 Generalidades

El método A pretende minimizar la variación de las velocidades de ensayo en el momento en el que se determinan los parámetros sensibles a la velocidad de deformación, así como la incertidumbre en la medición de los resultados del ensayo.

Se describen dos tipos diferentes de controles de la velocidad de deformación. El primero es el con-trol de la velocidad de deformación (e&Le) en sí misma, que se basa en la información obtenida de un

extensómetro. El segundo es el control de la velocidad estimada de deformación en la longitud cali-brada (e&Lc) que se obtiene controlando la velocidad de separación de las mordazas a una velocidad

igual a la velocidad de deformación deseada multiplicada por la longitud calibrada.

Si un material muestra un comportamiento homogéneo en deformación y la tensión permanece no-minalmente constante, la velocidad de deformación (e&Le) y la velocidad estimada de deformación en

la longitud calibrada (e&Lc) son aproximadamente iguales. Existen diferencias cuando el material

pre-senta escalones de fluencia o fluencia aserrada (por ejemplo, algunos aceros y aleaciones de alumi-nio-magnesio en el intervalo de alargamiento del escalón de fluencia, o materiales que muestran fluencias aserradas como el efecto Portevin-Le Chatelier) o si se produce estricción. Para el segundo método debe tenerse en cuenta la rigidez de la máquina de ensayo para el cálculo de e&Lc.

La velocidad de ensayo debe cumplir los requisitos siguientes:

a) Para el método de velocidad de deformación (e&Le), el extensómetro debe mantenerse sujeto a la

probeta hasta la determinación de ReH, Rp o Rt.

b) Durante el escalón de fluencia, debe aplicarse la velocidad estimada de deformación en la longi-tud calibrada (e&Lc). En este intervalo es imposible controlar la velocidad de deformación

utili-zando el extensómetro montado sobre la probeta porque pueden aparecer fluencias locales fuera de la longitud de referencia inicial del extensómetro. La velocidad estimada de deformación requerida en la longitud calibrada puede mantenerse en este intervalo de forma suficientemente precisa utilizando una velocidad de separación de las mordazas constante (vc);

c L c

c L e

v = & (1)

siendo:

c L

e& la velocidad estimada de deformación en la longitud calibrada;

(17)

c) En el intervalo siguiente a Rp o Rt o al final de la fluencia (ver 3.7.2), se puede utilizar e L e& o

c L e& .

Se recomienda la utilización de

c L

e& para evitar problemas de control que podrían surgir si se

pro-dujese estricción fuera de la longitud de referencia inicial del extensómetro.

Durante la determinación de la propiedad que corresponda del material (ver figura 9) deben mante-nerse las velocidades de deformación establecidas desde 10.3.2 hasta 10.3.4.

NOTA. En el cambio a otra velocidad de deformación o a otro modo de control no deben introducirse discontinuidades en la curva tensión deformación que puedan distorsionar los valores de Rm, Ag o Agt (ver figura 10). Este efecto puede reducirse

mediante un cambio gradual adecuado entre las velocidades.

También la forma de la curva tensión deformación en el intervalo de endurecimiento por deformación puede verse influen-ciada por la velocidad de deformación. Se recomienda documentar la velocidad de ensayo utilizada para la determinación de las propiedades del material.

Se puede utilizar el siguiente sistema de abreviatura:

IRAM/IAS U 500-102 Annn o IRAM/IAS U 500-102 Bnn

donde se define:

A como la utilización del método A (método de control de la velocidad de deformación) y

B como la utilización del método B (basado en la velocidad de incremento de tensión).

Los símbolos nnn son series de hasta tres caracteres que se refieren a las velocidades empleadas durante cada fase del ensayo; según se define en la figura 9, y nn puede añadirse para indicar la velocidad de incremento de tensión (en mega-pascal por segundo-1) seleccionada durante la tensión elástica.

EJEMPLO 1 - IRAM/IAS U 500-102 A224 define un ensayo basado en el control de la velocidad de deformación utilizando los intervalos 2, 2 y 4.

EJEMPLO 2 - IRAM/IAS U 500-102 B30 define un ensayo basado en la velocidad de incremento de tensión, realizado a una velocidad de deformación de 30 MPa s-1.

EJEMPLO 3 - IRAM/IAS U 500-102 B define un ensayo basado en la velocidad de incremento de tensión, realizado a una velocidad nominal de incremento de tensión de acuerdo con la tabla 3.

10.3.2 Velocidad de deformación para la determinación del límite superior de fluencia (ReH) o

las propiedades del límite elástico convencional (Rp), límite de alargamiento (Rt) y módulo de

elasticidad (E)

La velocidad de deformación (e&Le) debe mantenerse constante hasta la determinación de ReH o Rp o

Rt y E, inclusive. Durante la determinación de estas propiedades del material, la velocidad de

defor-mación (e&Le) debe encontrarse en uno de los dos intervalos establecidos siguientes (ver figura 9):

Intervalo 1: e&Le= 0,000 07 s-1, con una tolerancia relativa de ± 20%

Intervalo 2: e&Le= 0,000 25 s-1, con una tolerancia relativa de ± 20% (recomendado, salvo que se

especifique otra cosa)

(18)

La velocidad de deformación resultante sobre la probeta debe ser menor que la velocidad de defor-mación establecida dado que no se tiene en cuenta la rigidez de la máquina de ensayo. El anexo E incluye una explicación.

10.3.3 Velocidad de deformación para la determinación del límite inferior de fluencia (ReL) y la

extensión porcentual de fluencia (Ae)

A semejanza de la determinación del límite superior de fluencia (ver D.4.2), la velocidad estimada de deformación (

c L

e& ) debe encontrarse en uno de los dos intervalos establecidos siguientes (ver figura

9) hasta que finalice el escalón de fluencia:

Intervalo 2:

c L

e& = 0,000 25 s-1, con una tolerancia relativa de ± 20%

Intervalo 3:

c L

e& = 0,002 s-1, con una tolerancia relativa de ± 20%

10.3.4 Velocidad de deformación para la determinación de la resistencia a la tracción (Rm),

alargamiento porcentual de rotura (A), extensión total porcentual bajo tensión máxima (Agt),

extensión plástica porcentual bajo tensión máxima (Ag) y coeficiente de estricción (Z)

Tras la determinación de las propiedades requeridas de límites de fluencia convencionales (Rp, ReH, Rt, ReL) la velocidad estimada de deformación en la longitud calibrada (e&Lc) debe cambiarse a uno de

los intervalos establecidos siguientes (ver figura 9):

Intervalo 2:

c L

e& = 0,000 25 s-1, con una tolerancia relativa de ± 20%

Intervalo 3:

c L

e& = 0,002 s-1, con una tolerancia relativa de ± 20%

Intervalo 4: e&Lc = 0,006 7 s-1, con una tolerancia relativa de ± 20% (recomendado, salvo que se

especifique otra cosa)

Cuando el objeto del ensayo de tracción sea únicamente determinar la resistencia a la tracción, puede aplicarse a lo largo del ensayo una velocidad estimada de deformación en la longitud calibrada de la probeta conforme con los intervalos 3 o 4.

10.4 Método B. Velocidad de deformación basada en la velocidad de incremento de tensión

10.4.1 Generalidades

Las velocidades de ensayo deben ajustarse a los requisitos siguientes dependiendo de la naturaleza del material, salvo que se especifique otra cosa.

10.4.2 Límite de fluencia y tensión convencional

10.4.2.1 Límite superior de fluencia (ReH)

(19)

NOTA 1. A título informativo, algunos materiales típicos que tienen un módulo de elasticidad menor que 150 000 MPa son el magnesio, aleaciones de aluminio, bronce y titanio. Algunos materiales típicos con un módulo de elasticidad mayor que 150 000 MPa son el hierro forjado, acero, tungsteno y aleaciones de níquel.

Tabla 3 - Velocidad de incremento de tensión

Módulo de elasticidad longitudinal del

material (Módulo de Young)

E (MPa)

Velocidad de incremento de tensión

R&

(MPas-1)

mín. máx.

E < 150 000 2 20

E ≥ 150 000 6 60

NOTA 2. Puede estimarse la velocidad de incremento de tensión, multiplicando el módulo de elasticidad por la velocidad de deformación. Para mayor información ver figura 9, método B.

10.4.2.2 Límite inferior de fluencia (ReL)

Si solo se va a determinar el límite inferior de fluencia, la velocidad de deformación de la parte cali-brada de la probeta en la zona de fluencia debe estar comprendida entre 0,000.25 s-1 y 0,002 5 s-1. La velocidad de deformación de la parte calibrada debe mantenerse lo más uniforme posible. Si esta velocidad no puede ser regulada directamente, debe fijarse regulando la velocidad de tensionado justo antes del inicio de la fluencia, sin tocar los controles de la máquina hasta que se complete la fluencia.

En ningún caso la velocidad de incremento de tensión en la zona elástica debe exceder los valores máximos indicados en la tabla 3.

10.4.2.3 Límites superior e inferior de fluencia (ReH y ReL)

Si los dos límites de fluencia se determinan durante el mismo ensayo, deben cumplirse las condicio-nes establecidas para determinar el límite inferior (ver 10.4.2.2).

10.4.2.4 Límite elástico convencional y límite de alargamiento (Rp y Rt)

La velocidad de separación de las mordazas de la máquina debe ser lo másuniforme posible y estar comprendida entre los límites correspondientes a las velocidades de incremento de tensión indicadas en la tabla 3 para la zona elástica.

En la zona plástica y hasta el límite elástico convencional o límite de alargamiento, la velocidad de deformación debe ser 0,002 5 s-1, como máximo.

10.4.2.5 Velocidad de separación de las mordazas

(20)

incre-10.4.2.6 Resistencia a la tracción (Rm), alargamiento porcentual de rotura (A), extensión total

porcentual bajo tensión máxima (Agt), extensión plástica porcentual bajo tensión máxima (Ag) y

estricción (Z)

Después de determinar las propiedades requeridas de los límites elásticos, la velocidad de ensayo puede incrementarse hasta una velocidad de deformación (o velocidad de separación de las morda-zas equivalente) menor o igual a 0,008 s-1.

Si solo se requiere medir la resistencia a la tracción, la velocidad de deformación debe ser menor o igual a 0,008 s-1 durante todo el ensayo.

10.5 Selección del método y de las velocidades

Salvo que se especifique otro criterio, la selección del método (A o B) y de las velocidades de ensayo queda a criterio del fabricante o del laboratorio de ensayo asignado por el fabricante, siempre y cuando se cumplan los requisitos de esta norma.

11 DETERMINACIÓN DEL LÍMITE SUPERIOR DE FLUENCIA

ReH se determina a partir del diagrama tensión extensión y se define como el mayor valor de la tensión

antes de la primera caída de la fuerza. Este valor se obtiene dividiendo la fuerza por el área de la sección transversal inicial de la zona calibrada (So) (ver figura 2).

12 DETERMINACIÓN DEL LÍMITE INFERIOR DE FLUENCIA

ReL se determina a partir del diagrama tensión extensión y se define como el menor valor más bajo de

la tensión durante la fluencia, despreciando los eventuales efectos transitorios [ver figura 2, a) o b)]. Este valor se obtiene dividiendo la fuerza por el área de la sección transversal inicial de la zona cali-brada (So) [ver figura 2, a) o b)].

Para optimizar el tiempo, el ensayo puede efectuarse a partir de un valor convencional de ReL como la

tensión más baja dentro del primer 0,25% de deformación después de ReH, sin tener en cuenta

nin-gún efecto transitorio inicial. Tras determinar ReL mediante este procedimiento, puede aumentarse la

velocidad de ensayo de acuerdo a 10.3.4. Cuando se usa este procedimiento abreviado, debe indi-carse en el informe de ensayo como ReL 0,25.

NOTA. Este capítulo solo se aplica a materiales que presenten fenómenos de fluencia y cuando no se requiere determinar Ae.

13 DETERMINACIÓN DEL LÍMITE ELÁSTICO CONVENCIONAL

13.1 Rp se determina a partir del diagrama de tensión extensión dibujando una línea paralela a la

parte recta de la curva y a una distancia de esta equivalente a un porcentaje de extensión prescripto, por ejemplo 0,2%. El punto en el que esta línea corta a la curva proporciona la tensión correspon-diente al límite elástico convencional deseado (alargamiento no proporcional). Este último se obtiene dividiendo la fuerza por el área de la sección transversal inicial de la zona calibrada (So) (ver figura 3).

(21)

Cuando el valor del límite elástico convencional supuesto se ha excedido, la tensión se reduce, aproximadamente, a un valor igual a 10% de la tensión obtenida. La tensión se incrementa entonces nuevamente hasta que exceda el valor obtenido inicialmente. Para determinar el límite convencional deseado se dibuja una línea a través del ciclo de histéresis. Luego se traza una paralela a esta línea, a una distancia desde el origen corregido de la curva, medida a lo largo del eje de abscisas, igual a un porcentaje de extensión prescripto. La intersección de esta línea paralela con la curva de tensión-extensión proporciona la tensión correspondiente al límite elástico convencional. Este último se obtiene dividiendo la fuerza por el área de la sección transversal inicial de la zona calibrada (So) (ver

figura 6).

NOTA 1. Para definir el origen corregido de la curva tensión extensión se pueden utilizar varios métodos. Uno de estos métodos consiste en trazar una línea paralela a aquella determinada por el ciclo de histéresis de modo que sea tangente a la curva de tensión extensión. El punto donde esta línea corta al eje de abscisas es el origen corregido de la curva tensión extensión (ver figura 6).

NOTA 2. La deformación plástica en el punto donde comienza la caída de tensión es ligeramente mayor que la extensión

no proporcional preestablecida de Rp. Los puntos de comienzo en valores de deformación muy altos reducen la pendiente

de la línea a través del ciclo de histéresis.

NOTA 3. Si las normas de producto no lo establecen o no se requiere en las bases técnicas de compra, se recomienda no determinar el límite elástico convencional durante y después del escalón de fluencia.

13.2 Esta característica puede obtenerse sin representar el diagrama tensión extensión, utilizando un software apropiado (ver anexo D).

14 DETERMINACIÓN DEL LÍMITE DE ALARGAMIENTO

14.1 Rt se determina en el diagrama tensión extensión, teniendo en cuenta las indicaciones de 10.2,

dibujando una línea paralela al eje de ordenadas (eje de tensión) y a una distancia de este equiva-lente a la extensión total porcentual prescripta. El punto que se obtiene de la intersección de esta lí-nea con la curva indica la tensión correspondiente al límite de alargamiento deseado. Este último se obtiene dividiendo la fuerza por el área de la sección transversal inicial de la probeta, So (ver figura 4).

14.2 Esta característica puede obtenerse sin representar el diagrama tensión extensión, utilizando un software apropiado (ver anexo D).

15 MÉTODO DE VERIFICACIÓN DEL LÍMITE DE ALARGAMIENTO REMANENTE

La probeta se somete durante 10 s a 12 s a una tensión preestablecida. Tras retirar la tensión, se comprueba que la extensión o el alargamiento remanente es menor o igual al porcentaje preesta-blecido para la longitud inicial entre puntos (ver figura 5).

NOTA. Este es un ensayo del tipo pasa no pasa que normalmente no se realiza como parte del ensayo de tracción norma-lizado. La tensión aplicada sobre la probeta y la extensión o el alargamiento permanente admisible son los definidos en la norma del producto o bien los establecidos por el solicitante del ensayo. Ejemplo: la información: Rt0,5 = 750 MPa Pasa,

in-dica que se le aplicó a la probeta una tensión de 750 MPa y que el límite de alargamiento permanente resultante fue menor o igual a 0,5%.

(22)

miento uniforme. La extensión al comienzo del endurecimiento uniforme viene definida por la inter-sección de una línea horizontal que pasa por donde se localiza el último punto mínimo local, o por una línea de regresión que atraviesa el escalón de fluencia antes del endurecimiento uniforme y una línea que corresponde a la pendiente máxima de la curva al comienzo del endurecimiento uniforme (ver figura 7). Se expresa como un porcentaje de la longitud de referencia inicial del extensómetro, Le.

En el informe del ensayo debe indicarse el método empleado [ver figura 7 a) o b)].

17 DETERMINACIÓN DE LA EXTENSIÓN TOTAL PORCENTUAL BAJO TENSIÓN MÁXlMA

El método consiste en determinar el alargamiento bajo tensión máxima en el diagrama tensión exten-sión obtenido con un extensómetro.

La extensión total porcentual bajo tensión máxima, Agt, se calcula a partir de la ecuación (2):

100

e m gt

L L

A = ∆ (2)

siendo:

Le la longitud de referencia inicial del extensómetro;

Lm la extensión total bajo tensión máxima.

NOTA. Para aquellos materiales que muestren una meseta plana a la tensión máxima, la extensión porcentual total bajo tensión máxima se toma en el punto medio de la meseta (ver figura 1).

18 DETERMINACIÓN DE LA EXTENSIÓN PLÁSTICA PORCENTUAL BAJO TENSIÓN MÁXlMA

El método consiste en determinar la extensión bajo tensión máxima en el diagrama tensión extensión obtenido con un extensómetro, eliminando la deformación elástica.

La extensión plástica porcentual bajo tensión máxima, Ag, se calcula a partir de la ecuación (3):

100

   

 

− ∆ =

E m

e m g

m R L

L

A (3)

siendo:

Le la longitud de referencia inicial del extensómetro;

mE la pendiente de la parte elástica de la curva tensión extensión porcentual;

Rm la resistencia a la tracción;

Lm la extensión total bajo tensión máxima.

(23)

19 DETERMINACIÓN DE LA EXTENSIÓN TOTAL PORCENTUAL DE ROTURA

El método consiste en determinar la extensión en el momento inmediato anterior a la rotura (ver figura 1).

La extensión total porcentual de rotura, At se calcula a partir de la ecuación (4):

100

e f t

L L

A = ∆ (4)

siendo:

Le la longitud base del extensómetro;

Lf la extensión en el momento inmediato a la rotura bajo tensión.

20 DETERMINACIÓN DEL ALARGAMIENTO PORCENTUAL DE ROTURA

20.1 El alargamiento porcentual de rotura, A, se determina de acuerdo con la definición dada en

3.4.2 y se calcula a partir de la ecuación (5):

100

o o u

L L L

A= − (5)

siendo:

Lo la longitud de referencia inicial;

Lu la longitud de referencia final [ver figura 11b)].

20.2 Método de unión de partes

Debe tenerse especial cuidado para asegurar un contacto adecuado entre las partes de la probeta cuando se mida la longitud de referencia final. Esto es particularmente importante en el caso de pro-betas de sección transversal pequeña o que tengan valores de alargamiento bajos.

Las dos partes de la probeta deben aproximarse cuidadosamente de forma que sus ejes longitudi-nales estén alineados.

El alargamiento después de la rotura, (Lu - Lo), debe determinarse con una resolución menor o igual a

0,25 mm para Lo≤ 50 mm y de 0,5% para Lo> 50 mm.

Si el alargamiento porcentual mínimo preestablecido es menor que 5%, se recomienda que se tomen precauciones especiales para su determinación (anexo F). El resultado de esta determinación es válido solo si la distancia de la línea de rotura al punto de referencia más próximo es mayor o igual a

Lo /3. Sin embargo, la medición es válida, independientemente de la posición de la sección de rotura,

(24)

alargamiento porcentual después de la rotura. Para obtener valores comparables con el método ma-nual se pueden aplicar ajustes adicionales (por ejemplo, un ancho de banda de las frecuencias del extensómetro suficientemente alta y dinámica, ver A.3.2).

El resultado de esta determinación es válido solo si la rotura y el alargamiento localizado tienen lugar dentro de la longitud de referencia inicial del extensómetro, Le. La medición es válida

independiente-mente de la posición de la sección transversal de rotura si el alargamiento porcentual después de la rotura es igual o mayor que el valor preestablecido.

Si la norma del producto especifica la determinación de la extensión porcentual después de la rotura para una determinada longitud de referencia inicial, la longitud de referencia inicial del extensómetro debe ser igual a esta longitud.

20.4 Si el alargamiento se mide sobre una longitud fija determinada, esta puede convertirse en una longitud de calibración proporcional utilizando las fórmulas o tablas de conversión antes de comenzar los ensayos (como por ejemplo las de las IRAM/IAS U 500-21 e ISO 2566-2).

NOTA. Las comparaciones del alargamiento porcentual son posibles solo cuando la longitud de referencia inicial o la lon-gitud de referencia inicial del extensómetro, la forma y el área de la sección transversal sean iguales, o cuando el coefi-ciente de proporcionalidad (k) sea igual.

21 DETERMINACIÓN DE LA ESTRICCIÓN

La estricción, Z (ver 3.8), se calcula a partir de la ecuación (6):

100

o u o

S S S

Z = − (6)

siendo:

So el área de la sección transversal inicial de la zona calibrada de la probeta;

Su el área mínima de la sección transversal después de la rotura.

Su debe medirse con una precisión de ± 2% (ver figura 13).

Si fuese necesario unir las dos partes de la probeta para la determinación de Su, deben aproximarse

cuidadosamente de forma que sus ejes longitudinales estén alineados.

22 INFORME DEL ENSAYO

22.1 El informe del ensayo debe contener, como mínimo, la información siguiente:

a) referencia a esta norma, ampliada con la información de las condiciones de ensayo especifica-das en la nota de 10.3.1, por ejemplo, IRAM/IAS U 500-102 A224;

b) identificación de la probeta;

(25)

d) tipo de probeta;

e) ubicación y dirección de muestreo de las probetas, si se conoce;

f) modo(s) de control del ensayo y velocidad(es) o intervalo(s) de velocidad(es) de ensayo (ver 10.3.1), si difieren de los métodos recomendados y de los valores indicados en 10.3 y 10.4;

g) resultados del ensayo.

22.2 Los resultados a informar deben redondearse, como mínimo, con las precisiones siguientes, siempre y cuando las normas del producto no especifiquen otra cosa:

- valores de resistencia redondeados al número entero más próximo, en megapascal;

- valores de la extensión porcentual de fluencia, Ae, al 0,1%;

- extensiones porcentuales y valores de alargamiento al 0,5%;

- estricción, Z, al 1%.

23 INCERTIDUMBRE DE MEDICIÓN

23.1 Generalidades

El análisis de la incertidumbre de medición es útil para la identificación de fuentes importantes de in-congruencias en los valores medidos.

Las normas de producto y las bases de datos de las propiedades de los materiales basadas en esta norma suponen una contribución intrínseca a la incertidumbre de medición. Por este motivo, no co-rresponde aplicar ajustes suplementarios a la incertidumbre de medición que pueden suponer un riesgo de declarar no conforme a un producto que es conforme. Es por ello que las estimaciones de la incertidumbre que resultan del siguiente procedimiento tienen únicamente carácter informativo.

23.2 Condiciones de ensayo

Las condiciones y los límites de ensayo definidos en esta norma no deben ajustarse para tener en cuenta incertidumbres de medición.

23.3 Resultados del ensayo

Las incertidumbres de medición estimadas no deben combinarse con resultados medidos para eva-luar la conformidad con las especificaciones de producto.

(26)

Referencias:

A alargamiento porcentual de rotura (determinado a partir de la señal del extensómetro o directamente en la probeta)

Ag extensión plástica porcentual bajo tensión máxima

Agt extensión total porcentual bajo tensión máxima

At extensión total porcentual de rotura

e extensión porcentual

mE pendiente de la parte elástica de la curva tensión extensión porcentual

R tensión

Rm resistencia a la tracción

e longitud de la meseta

Figura 1. Definición de los alargamientos

e

e

e/2

e/2

Ag

Agt

A

At

Rm

mE

R

(27)

Referencias:

e extensión porcentual

R tensión

ReH límite superior de fluencia

ReL límite inferior de fluencia

a efecto transitorio inicial

Figura 2. Definiciones de los límites superior e inferior de fluencia para distintos tipos de curvas

a) b)

0 0

c) d)

R R

ReH ReL

ReL

e e

R

a

ReH

ReL

0 e

ReH ReL

a

0

R

(28)

Referencias:

e extensión porcentual

ep extensión porcentual plástica prescripta

R tensión

Rp límite elástico convencional

Figura 3. Límite elástico convencional, Rp

Referencias:

e extensión porcentual

et extensión total porcentual

R tensión

Rt límite de alargamiento

Figura 4. Límite de alargamiento, Rt 0

Rt

R

e

et

Rp

0

R

e

(29)

Referencias:

e extensión porcentual

er alargamiento permanente porcentual o extensión permanente porcentual

R tensión

Rr límite de alargamiento permanente preestablecido

Figura 5. Límite de alargamiento permanente, Rr

Referencias:

e extensión porcentual

ep extensión porcentual plástica prescripta

R tensión

R

r

0

R

e

er

R

0

Rp

ep

(30)

Referencias:

Ae extensión porcentual de fluencia

e extensión porcentual

R tensión

ReH límite superior de fluencia

a línea horizontal que pasa por el último punto local mínimo antes del endurecimiento uniforme.

b línea de regresión que atraviesa el escalón de fluencia antes del endurecimiento uniforme.

c línea que corresponde a la pendiente máxima de la curva en el comienzo del endurecimiento uniforme.

Figura 7. Diferentes métodos de evaluación para la extensión porcentual de fluencia, Ae

ReH

R

Ae

e 0

a c

R

eH

R

Ae

e 0

(31)

a) ReH <<<< Rm b) ReH >>>> Rm

c) Caso particular de comportamiento tensión extensión porcentual *

Referencias:

e extensión porcentual

R tensión

ReH límite superior de fluencia

Rm resistencia a la tracción

* En los materiales que presenten este comportamiento no se define ninguna resistencia a la tracción, de acuerdo con esta norma.

Figura 8. Diferentes tipos de curvas tensión extensión para la determinación de la resistencia a la tracción, Rm

ReH

R

Rm

e 0

ReH

R

e 0

R

e 0

(32)

Método A Método B

Referencias:

ė velocidad de deformación, en 1/segundo

R& velocidad de incremento de tensión, en megapascal por segundo

t tiempo

1 intervalo 1: ė = 0,000 07 s-1, con una tolerancia relativa de ± 20%

2 intervalo 2: ė = 0,000 25 s-1, con una tolerancia relativa de ± 20%

3 intervalo 3: ė = 0,002 s-1, con una tolerancia relativa de ± 20%

4 intervalo 4: ė = 0,006 7 s-1, con una tolerancia relativa de ± 20% (0,4 min-1, con una tolerancia relativa de ± 20%)

5 modo de control: control de desplazamiento del extensómetro o control del cabezal)

6 control de desplazamiento del cabezal

7 rango elástico del ensayo

8 rango elástico para la determinación de ReL, Rp, Rt, Ae

9 valor máximo de velocidad de tensión para la determinación de Rm, Agt, Ag, At, A. Z

a Intervalo recomendado

b Intervalo expandido para velocidades bajas si la máquina de ensayo no es capaz de medir o controlar la velocidad de

deformación (ver 10.4.2.5).

NOTA 1. Para los símbolos, ver tabla 1.

NOTA 2. La velocidad de deformación en el intervalo elástico para el método B se calcula a partir de la velocidad de incre-mento de tensión utilizando un módulo de Young de 210 000 MPa (acero).

Figura 9. Representación de las velocidades de ensayo que se deben emplear durante el ensayo de tracción si se determinan ReH, ReL, Rp, Rt, Rm, Ag, Agt, A, At y Z

10-2

10-3

10-4

10-5

10-2

10-3

10-4

10-5

103

102

101

100

4 a

3

2 2 a

1

ė R ė

ReH

Rp

Rt

ReL

Ae

Rm

Agt , Ag

At , A

Z

5

7

ReH

Rp

Rt

7

ReH

Rp

Rt

8

ReL

Rp

Rt

Ae

9

Rm

Agt , Ag

At, A

Z t

b

t t

(33)

Referencias:

e extensión porcentual

R tensión

a Valores falsos resultantes de un incremento brusco de la velocidad de deformación.

b Comportamiento tensión extensión si se incrementa bruscamente la velocidad de deformación.

NOTA. Para las definiciones de los parámetros, ver tabla 1.

Figura 10. Representación de una discontinuidad inadmisible en la curva tensión extensión

Rp0,2

Rm

Rma

R

0 Aga Agta Ag Agt e

(34)

a)

b)

Referencias:

ao espesor inicial de una probeta plana

bo ancho inicial de la longitud calibrada de una probeta plana

Lc longitud calibrada

Lo longitud de referencia inicial

Lt longitud total de la probeta

Lu longitud de referencia final después de la rotura

So área de la sección transversal inicial de la zona calibrada

1 extremos de amarre

NOTA. La forma de los extremos de amarre de las probetas se da solo a título informativo.

Figura 11. Probetas mecanizadas para productos planos (ver anexo A)

Referencias:

Lo longitud de referencia inicial

So área de la sección transversal inicial de la zona calibrada

Figura 12. Probetas que contienen una muestra de producto no mecanizado (ver anexo B)

Lo

So

So

So

So a

o

bo

Lo

Lc

Lt

(35)

a) Antes del ensayo

b) Después del ensayo

Referencias:

do diámetro inicial de la longitud calibrada de una probeta redonda

Lc longitud calibrada

Lo longitud de referencia inicial

Lt longitud total de la probeta

Lu longitud de referencia final después de la rotura

So área de la sección transversal inicial de la zona calibrada

Su área mínima de la sección transversal después de la rotura

NOTA. La forma de los extremos de amarre de las probetas se da solo a título informativo.

Figura 13. Probetas mecanizadas de sección transversal redonda (ver anexo B)

a) Antes del ensayo b) Después del ensayo

Referencias:

ao espesor de la pared inicial de un tubo

Do diámetro exterior inicial de un tubo

Lo longitud de referencia inicial

Lt longitud total de la probeta

Lu longitud de referencia final después de la rotura

So área de la sección transversal inicial de la zona calibrada

So

Lc

Lt

Lo

do

Su

Lu

ao So

Lo

Lt

1

Do

Lu

(36)

a) Antes del ensayo

b) Después del ensayo

Referencias:

ao espesor inicial de la pared de un tubo

bo ancho promedio inicial de una tira longitudinal tomada de un tubo

Lc longitud calibrada

Lo longitud de referencia inicial

Lt longitud total de la probeta

Lu longitud de referencia final después de la rotura

So área de la sección transversal inicial de la zona calibrada

Su área mínima de la sección transversal después de la rotura

1 extremos de amarre

NOTA. La forma de los extremos de amarre de las probetas se da solo a título informativo.

Figura 15. Probetas cortadas de un tubo (ver anexo C)

Su

Lu

Lc

Lt

Lo

ao

bo

So 1

(37)

Anexo A

(Normativo)

Probetas para productos planos (chapas y flejes) y perfiles conformados en frío

NOTA. Para productos de espesor menor que 0,5 mm pueden ser necesarias precauciones especiales.

A.1 Forma de la probeta

a) La probeta debe tener los extremos de amarre más anchos que la longitud calibrada. Esta longi-tud calibrada, Lc, debe unirse a los extremos de amarre por medio de un radio de acuerdo de

12,5 mm, como mínimo. El ancho de los extremos de amarre debe ser igual o mayor que 1,2 bo,

donde bo es el ancho inicial (ver figura 11).

b) La probeta puede consistir en una tira de lados paralelos (probeta de lados paralelos).

c) Para productos de ancho menor o igual a 20 mm, el ancho de la probeta puede ser el mismo que el del producto.

d) Los perfiles se pueden ensayar sin mecanizar, si así se requiere.

e) Para probetas con sección rectangular, se recomienda que la relación entre el ancho y el espe-sor sea menor que la relación 8:1.

A.2 Tipos y medidas de la probeta

A.2.1 Probeta mecanizada

En la tabla A.1 se indican diferentes tipos de probetas proporcionales y sus medidas.

La longitud calibrada debe ser igual o mayor que Lo + bo / 2.

En caso de desacuerdo entre las partes, y siempre que haya material en cantidad suficiente, se debe utilizar la longitud calibrada: Lc = Lo + 2 bo.

En el caso de las probetas con lados paralelos de ancho menor que 20 mm, y salvo que la norma del producto establezca otra cosa, la longitud de referencia inicial entre puntos, Lo, debe ser igual a 50 mm.

Para este tipo de probetas, la longitud libre entre las mordazas debe ser igual a Lo + 3bo.

A las medidas de cada probeta, deben aplicarse las tolerancias indicadas en la tabla A.2.

En el caso de probetas en las que el ancho es el mismo que el del producto, el área de la sección transversal inicial, So, se debe calcular sobre la base de las medidas de la probeta.

A.2.2 Probeta no mecanizada

La longitud libre entre las mordazas de sujeción de la máquina debe ser la adecuada para que los

(38)

A.2.3 Longitud de referencia inicial

A.2.3.1 Probetas proporcionales

Como regla general, se utilizan probetas proporcionales cuya longitud de referencia inicial, Lo, está

relacionada con el área de la sección transversal inicial, So, mediante la ecuación (A.1):

o

o k S

L = (A.1)

siendo: k = 5,65.

Como alternativa, puede utilizarse un valor de k de 11,3.

A.2.3.2 Probetas no proporcionales

Si la norma del producto así lo establece, se pueden utilizar probetas no proporcionales.

Tabla A.1 - Tipos y medidas de las probetas

Tipo de probeta

Ancho

bo (mm)

Longitud de referencia

inicial

Lo (mm)

Longitud calibrada Lc

(mm)

Longitud libre entre mordazas para probetas de

lados paralelos (mm) mínimo recomendado

No proporcionales

1 12,5 ± 1 50 57 75 87,5

2 20 ± 1 80 90 120 140

3 25 ± 1 50 a 60 a - no definida

4 25 ± 1 200 215 - -

5 40 ± 2 200 a 220 a 280 -

Proporcionales 6 bo k So

2

o o

b

L + Lo + 2bo -

a La relación L

o/boy Lc/bo de las probetas del tipo 3 es muy baja en comparación con la de los tipos 1 y 2. Esto

su-pone que las propiedades, en especial el alargamiento porcentual de rotura (valor absoluto y rango de disper-sión), medidas con estas probetas difieren de las de otros tipos de probetas.

Figure

Tabla 2 - Principales tipos de probetas
Tabla 3 - Velocidad de incremento de tensión  Módulo de elasticidad  longitudinal del  material  (Módulo de Young)  E  (MPa)  Velocidad de  incremento de tensión  R&amp;(MPas-1) mín
Figura 1. Definición de los alargamientos
Figura 2. Definiciones de los límites superior e inferior de fluencia para distintos tipos de curvas
+7

Referencias

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