NTC3353equivalente ASTM A370 PDF

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Es la norma colombiana de diseño de maquinas....

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 3353 1997-11-26

SIDERURGIA. DEFINICIONES Y MÉTODOS PARA LOS ENSAYOS MECÁNICOS DE PRODUCTOS DE ACERO

E:

SIDERURGY. DEFINITIONS AND TEST METHODS FOR MECHANICAL TESTING OF STEEL PRODUCTS.

CORRESPONDENCIA:

la NTC es equivalente (EQV) a la ASTM A 370:1995

DESCRIPTORES:

producto metalúrgico; siderurgia; vocabulario técnico; método de ensayo; definición; terminología.

I.C.S: 77.040.10; 01.040.77 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. Tel. 6078888 Fax 2221435

Prohibida su reproducción

Primera actualización

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 3353 (Primera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 1997-11-26. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas del comité 371005 “Ensayos mecánicos para productos metálicos” que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Consulta Pública. ACERIAS PAZ DEL RÍO AGA - FANO BAVARIA COLTAVIRA COMESA DISTRIBUIDORA DE ACEROS DE COLOMBIA DISTRAL E.W. SAYBOLT Y CÍA. ELECTRODOS OERLIKON EMCOCABLES EMPRESA COLOMBIANA DE SOLDADURAS EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN ESTRUCTURAS CENO FÁBRICA NACIONAL DE AUTOPARTES GARNICA VILLAMIZAR INDUSEL INDUSTRIAS HIDRAULOMECÁNICAS INDUSTRIAS METÁLICAS BACHUE INDUSTRIAS SAMPER ISAGEN

LLORESA PRODUCTOS DE HIERRO Y ACERO POLITÉCNICO COLOMBIANO JAIME ISAZA CADAVID QA/QC INSPECTION SYSTEM SAGER SCHLAGELOCK SIDEBOYACÁ SOCIEDAD COLOMBIANA DE INGENIEROS SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO TANQUES Y TAPAS INDUSTRIALES TUBOS DE OCCIDENTE UNIVERSIDAD ANTIOQUIA UNIVERSIDAD DEL VALLE UNIVERSIDAD EAFIT UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA WEATHERFOR ENTERRA COLOMBIANA

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ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 3353 (Primera actualización)

SIDERURGIA. DEFINICIONES Y METODOS PARA LOS ENSAYOS MECÁNICOS DE PRODUCTOS DE ACERO

1.

OBJETO

1.1 Esta norma cubre procedimientos y definiciones para ensayos mecánicos de productos de acero forjados y fundidos. Los diferentes ensayos mecánicos descritos en esta norma se usan para determinar las propiedades requeridas en la especificación del producto. Se deben evitar las variaciones en los métodos de ensayo y se deben seguir los métodos normalizados para obtener resultados reproducibles y comparables. En los casos en que los requisitos de ensayo para ciertos productos sean únicos o sean una variación de estos procedimientos generales, deben prevalecer los requisitos de ensayo de la especificación para el producto. 1.2

Se describen los siguientes ensayos mecánicos: Numerales 5 a 13 14 15 16, 17 18 19 a 28 29

Tensión Doblamiento Dureza Brinell Rockwell Impacto Palabras clave

1.3

Los anexos cubren detalles particulares de ciertos productos, como sigue:

Productos en barra Productos tubulares Elementos de fijación Productos de alambre redondo Importancia del ensayo de impacto en barras con entalla Conversión del porcentaje de elongación de probetas redondas a equivalentes para probetas planas Ensayo para cables trensados de múltiples alambres Aproximación de los datos de ensayo Métodos para ensayar barras de acero para refuerzo Procedimiento para usar y controlar la simulación de ciclos térmicos

1

Anexo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 1.4

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Los valores expresados en unidades pulgada-libra se deben considerar normativos.

1.5 Cuando se hace referencia a esta norma en una especificación de producto con valores métricos, los valores de fluencia y tensión se pueden determinar en unidades pulgada - libra (ksi) y luego convertirlos a unidades SI (MPa). La elongación determinada en longitudes calibradas en unidades pulgada - libra, de 2 pulgadas a 8 pulgadas, se puede reportar en longitudes expresadas en unidades SI de 50 mm ó 200 mm, respectivamente, según sea aplicable. Por otra parte, cuando se haga referencia a esta norma en una especificación de producto con valores en unidades pulgada - libra, los valores de fluencia y tensión se pueden determinar en unidades SI y luego se convierten a unidades en pulgada libra. La elongación determinada en longitudes calibradas de 50 mm o 200 mm se puede reportar en longitudes expresadas en unidades pulgada - libra de 2 pulgadas u 8 pulgadas, respectivamente, según sea aplicable. 1.6 En los casos en que pueda necesitarse información sobre criterios para evaluación de laboratorios de ensayo, se recomienda el uso de la norma ASTM A 880. 1.7 Esta norma no pretende tratar todos los asuntos de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones regulatorias antes de su uso. 2.

REFERENCIAS NORMATIVAS

2.1

NORMAS ASTM

A 703/A 703 M Specification for Steel Castings. General Requirements for Pressure Containing Parts. A 781 /A 781 M Specification for Castings. Steel and Alloy. Common Requirements for General Industrial Use. A 880 Practice for Criteria for use in Evaluation of Testing Laboratories and Organizations for Examination and lnspection of Steel. Stainless Steel and Related Alloys. E 4 Practices for Force Verification of Testing Machines. E 6 Terminology Relating to Methods of Mechanical Testing. E 8 Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials. E 8M Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials [Metric]. E 10 Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials. E 18 Test Method for Rockwell Hardness and Rockwell Superficial Hardness of Metallic Materials. E 23 Test Methods for Notched Bar lmpact Testing of Metallic Materials. E 29 Practice for Using Significant Digits in Test Data to Determine Conformance With Specifications. E 83 Practice for Verification and Classification of Extensometers. 2

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E 110 Test Method for lndentation Hardness of Metallic Materials by Portable Hardness Testers. E 190 Method for Guided Bend Test for Ductility of Welds. E 208 Test Method for Conducting Drop-Weight Test to Determine Nil-Ductility Transition Temperature of Ferric Steels. E 290 Test Method for Semi Guided Bend Test for Ductility of Metallic Materials. 2.

OTRO DOCUMENTO

ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VII, Division 1, Part UG 84. 3.

PRECAUCIONES GENERALES

3.1 Ciertos métodos de fabricación como el doblamiento, forja y soldadura, u operaciones que involucran calentamiento, pueden afectar las propiedades del material que se ensaya. Por tanto, las especificaciones del producto cubren la etapa de fabricación en la que se vaya a realizar el ensayo mecánico. Las propiedades obtenidas en ensayos antes de la fabricación pueden no ser representativas del producto después de que ha sido fabricado completamente 3.2 El maquinado o preparación inadecuados de las probetas pueden dar resultados erróneos. Se debe tener cuidado de garantizar una buena mano de obra en el maquinado. Las probetas mal maquinadas se deben descartar y sustituir por otras. 3.3 Los defectos en la probeta también afectan los resultados. Si una probeta desarrolla defectos, debe prevalecer la disposición sobe repetición del ensayo correspondiente a la especificación aplicable para el producto. 3.4 Si alguna probeta falla por razones como problemas del equipo de ensayo o preparación impropia de la probeta, se debe descartar y reemplazar por otra. 4.

ORIENTACIÓN DE LAS PROBETAS DE ENSAYO

4.1 Los términos "ensayo longitudinal" y "ensayo transversal" se usan sólo en especificaciones del material para productos forjados y no son aplicables a las fundiciones. Cuando se hace esta referencia a una muestra de acero para ensayo o probeta, se aplican las siguientes definiciones: 4.1.1 Ensayo longitudinal: a menos que específicamente se defina de otro modo, significa que el eje longitudinal de la probeta es paralelo a la dirección de la mayor extensión del acero durante el laminado o forjado. El esfuerzo aplicado a una probeta para ensayo de tensión longitudinal se hace en dirección de la mayor extensión y el eje de plegado de una probeta para ensayo de doblamiento longitudinal forma ángulos rectos con la dirección de la mayor extensión. (Véanse las Figuras 1, 2a), y 2b)). 4.1.2 Ensayo transversal: a menos que específicamente se defina de otro modo, significa que el eje longitudinal de la probeta forma ángulos rectos con la dirección de la mayor extensión del acero durante el laminado o forjado. El esfuerzo aplicado a una probeta para ensayo de tensión transversal es a ángulos rectos con la mayor extensión y el eje de plegado de una probeta para 3

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ensayo de doblamiento transversal es paralelo a la mayor extensión (véase la Figura 1). 4.2 Los términos "ensayo radial" y "ensayo tangencial" se usan en especificaciones del material para algunos productos circulares forjados y no son aplicables a las fundiciones. Cuando se hace esta referencia a una muestra de acero para ensayo o probeta, se aplican las siguientes definiciones: 4.2.1 Ensayo radial: a menos que específicamente se defina de otro modo, significa que el eje longitudinal de la probeta es perpendicular al eje del producto y coincide con uno de los radios de un círculo dibujado con una punta sobe el eje del producto como un centro (véase la Figura 2a)). 4.2.2 Ensayo tangencial: a menos que específicamente se defina de otro modo, significa que el eje longitudinal de la probeta es perpendicular al plano que contiene el eje del producto y tangente a un círculo dibujado con una punta sobre el eje del producto como un centro (véanse las Figuras 2a), 2b), 2c) y 2d)). ENSAYO DE TENSIÓN 5.

DESCRIPCIÓN

5.1 El ensayo de tensión relacionado con el ensayo mecánico de los productos de acero somete una probeta maquinada o una de sección completa del material en examen, a una carga medida, suficiente para causar ruptura. Las propiedades resultantes que se observan se definen en la norma ASTM E6. 5.2 En general el equipo y los métodos de ensayo se indican en la norma ASTM E8. Sin embargo hay ciertas excepciones a las prácticas de dicha norma en el ensayo del acero, las cuales están cubiertas por la presente norma. 6.

PARÁMETROS DE LAS PROBETAS DE ENSAYO

6.1

SELECCIÓN

Las muestras de acero para ensayo se deben elegir de acuerdo con las especificaciones aplicables para el producto. 6.1.1 Aceros fraguados Los productos de acero fraguados se ensayan usualmente en dirección longitudinal, pero en algunos casos, cuando el tamaño lo permite y el servicio lo justifica, el ensayo se hace en dirección transversal, radial o tangencial (véanse las Figuras 1 y 2). 6.1.2 Aceros forjados Para forjas de dado abierto el metal para ensayo de tensión se hace dejando extensiones o prolongaciones en uno o ambos extremos de las forjas, sea en todas o en un número representativo, como indiquen las especificaciones aplicables del producto. Las probetas normalmente se toman en el radio medio. Ciertas especificaciones de producto permiten el uso de una barra representativa o la destrucción de una parte de la producción con propósitos de 4

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ensayo. Para forjas de anillo o con forma de disco, el metal de ensayo se hace aumentando el diámetro, espesor o longitud de la forja. Las forjas de discos recalcados o anulares, que se trabajan o extienden forjando en una dirección perpendicular a su eje, suelen tener su extensión principal a lo largo de círculos concéntricos y para ellas, las probetas de ensayo de tensión tangencial se obtienen de metal extra en la periferia o extremo de la forja. Para algunas forjas, como los rotores, se requieren ensayos de tensión radial. En tales casos, las probetas se cortan de sitios especiales. 6.1.3 Aceros fundidos Las muestras de acero para fundiciones a partir de las cuales se preparan probetas deben ser conforme indican las normas ASTM A 703/ A 703 M ó ASTM A 718/ A 718 M, según sea aplicable. 6.2

TAMAÑOS Y TOLERANCIAS

Las probetas deben tener el espesor completo o su parte del material tal como se lámina, o pueden maquinarse a la forma y dimensiones que indican las Figuras 3 a 6 inclusive. La selección del tamaño y tipo de probeta se prescribe en la especificación aplicable del producto. Las probetas de secciones completas se deben ensayar en una longitud de 8 pulgadas (200 mm) a menos que se indique algo diferente en la especificación del producto. 6.3

OBTENCIÓN DE LAS PROBETAS

Las probetas se cortan con sierra o soplete de porciones del material. Generalmente, se maquinan de forma que tengan una sección transversal reducida en la mitad de su longitud para obtener una distribución uniforme del esfuerzo sobre la sección transversal y localizar la zona de fractura. Cuando las muestras de acero se cortan se debe tener cuidado de retirar, mediante maquinado, todas las áreas distorsionadas, trabajadas en frío o afectadas por el calor, de los bordes de la sección que se usa en la evaluación del ensayo. 6.4

ENVEJECIMIENTO DE LAS PROBETAS

A menos que se especifique algo diferente, se debe permitir el envejecimiento de las probetas para ensayo de tensión. El ciclo de tiempo-temperatura que se emplee debe ser tal que los efectos de procesamientos previos no generen cambios en el material. Esto se puede lograr envejeciendo a temperatura ambiente por 24 h a 48 h ó en menor tiempo a temperaturas moderadamente más elevadas, hirviendo en agua, calentando en aceite o en un horno. 6.5

MEDIClÓN DE LAS DIMENSIONES DE LAS PROBETAS

6.5.1 Probetas normalizadas de sección rectangular para ensayo de tensión Estas formas de probeta se ilustran en la Figura 3. Para determinar el área de la sección transversal, la dimensión del ancho en el centro se mide con aproximación a 0,005 pulgadas (0,13 mm) para las probetas de 8 pulgadas (200 mm) de longitud calibrada y 0,001 pulgadas (0,025 mm) para las probetas de 2 pulgadas (50 mm) de espesor, de la Figura 3. La dimensión del espesor en el centro se mide con aproximación a 0,001 pulgadas para ambas probetas. 6.5.2 Probetas normalizadas de sección redonda para ensayo de tensión Estas formas se ilustran en las Figuras 4 y 5. Para determinar el área de la sección transversal, el diámetro se mide en el centro de la longitud calibrada con aproximación a 0,001 pulgadas (0,025 mm), (véase la Tabla 1). 5

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GENERALIDADES

Las probetas deben ser de tamaño sustancialmente completo o maquinadas, como indique la especificación del producto para el material que se está ensayando. 6.6.1 Las probetas preparadas de forma inadecuada con frecuencia dan resultados de ensayo no satisfactorios. Es importante tener cuidado en la preparación de las probetas, en especial en el maquinado, para garantizar una buena manufactura. 6.6.2 Se recomienda que el área de la sección transversal de la probeta esté en el centro de la longitud calibrada para garantizar la fractura dentro de esta longitud. Esto se logra con el ahusamiento en la longitud calibrada, permitido para cada probeta que se describe en las siguientes secciones: 6.6.3 Para materiales frágiles se recomiendan las aristas de radio amplio en los extremos de la longitud calibrada. 7.

PROBETAS TIPO PLACA

En la Figura 3 se muestra la probeta normalizada. Ésta se usa para ensayar materiales metálicos en forma de plancha, formas estructurales y tipo barra y materiales planos con un espesor nominal de 3/16 de pulgada (5 mm) o más. Cuando las especificaciones del producto lo permiten, se pueden usar otros tipos de probetas. Nota 1. Cuando la especificación del producto lo prescribe, se puede usar la probeta con una longitud calibrada de 8 pulgadas que se ilustra en la Figura 3, para materiales en láminas y flejes.

8.

PROBETAS TIPO LÁMINA

En la Figura 3 se ilustra la probeta normal tipo lámina. Ésta se usa para ensayar materiales metálicos en forma de plancha, lámina, alambre plano, flejes, bandas y anillos con un espesor nominal que oscila entre 0,005 pulgada y 3/4 de pulgada (0,13 mm a 19 mm). Cuando las especificaciones del producto lo permiten, se pueden usar otros tipos de probeta, como se indica en la sección 7 (Véase la nota 1). 9.

PROBETAS REDONDAS

9.1 Las probeta normalizada de sección redonda de 0,500 pulgadas (12,5 mm) de diámetro que se muestra en la Figura 5 se usa generalmente para ensayar materiales metálicos tanto fundidos como forjados. 9.2 La Figura 4 también muestra probetas de tamaño pequeño proporcionales a las normalizadas. Éstas se pueden usar cuando es necesario ensayar materiales a partir de los cuales no se pueden preparar probetas normalizadas o las que se ilustran en la Figura 3. Se pueden usar otros tamaños de probetas redondas pequeñas. En ellas es importante que la longitud calibrada para medir la elongación sea cuatro veces el diámetro de la probeta (véanse la nota 4 y la Figura 4).

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9.3 La forma de los extremos de las probetas fuera de la longitud calibrada debe ser adecuada para el material y de una sección que ajuste a los soportes o mordazas de la máquina de ensayo, de manera que las cargas se apliquen axialmente. En la Figura 5 se ilustran probetas con varios tipos de extremos que han dado resultados satisfactorios. 10.

MARCAS DE CALIBRACIÓN

Las probetas que aparecen en las Figuras 3 a 6 deben tener marcas de calibración hechas con un centro punto, gramil, con un dispositivo múltiple o dibujadas con tinta. El propósito de estas marcas es determinar el porcentaje de elongación. Las marcas hechas con punzón deben ser claras, agudas y adecuadamente espaciadas. La localización del esfuerzo en las marcas hace que las probetas duras sean susceptibles de empezar a fracturarse en ellas. Las marcas para medir la elongación después de la fractura deben hacerse en la parte plana o en el bode de la extensión plana de la probeta y dentro de la sección paralela: para las probetas de 8 pulgadas de longitud calibrada, véase la Figura 3, se pueden usar uno o más conjuntos de marcas, con la opción de usar marcas intermedias dentro de esta longitud. Las probetas rectangulares de 2 pulgadas de longitud calibrada, véase la Figura 3, y las probetas redondas, véase la Figura 4, se marcan con un punzón de doble punta, o se graban. Se puede usar uno o más conjuntos de marcas, pero un conjunto d...