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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES “ARAGÓN”

INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE MATERIALES

Práctica 4 “COMPRENSION DE METALES”

SAAVEDRA PISENO PEDRO

GRUPO: 8110 HORA: 8:30 a 10:10 DÍA: viernes FECHA DE REALIZACIÓN: 31/05/2021 DE ENTREGA: 04/06/2021 OBSERVACIONES:

CALIFICACIÓN:

NOMBRE DEL PROFESOR: DÁMASO VELÁZQUEZ VELÁZQUEZ

ÍNDICE Objetivo

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Equipo y Material ……………………………………

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Metodología ………………………………………

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Desarrollo de la Práctica ……………………………

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Resultados

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Conclusión ………………………………………

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Cuestionario Final …………………………………

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Fuentes Bibliográficas …………………………

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 OBJETIVO: determinar el comportamiento mecánico de los materiales sólidos sometidos a esfuerzos de compresión. EQUIPO Y MATERIAL A) Probetas de: aluminio, acero cold rolled. B) Prensa universal - Marca Tínius -Olsen - Capacidad de 0 a 60 toneladas C) Micrómetro de Base Magnética D) Marcador de tinta para indicar lecturas criticas INTRODUCCION A causa de la presencia de fisuras submicroscópicas, los materiales frágiles son a menudos débiles a la tensión, ya que el esfuerzo a la tensión ayuda a la propagación de aquellas fisuras que están orientadas perpendicularmente al eje de la fuerza aplicada. Estos materiales muestran una baja resistencia a la tensión y ésta generalmente varía de una muestra a otra. Sin embargo, esos mismos materiales pueden tener alta resistencia a la compresión. Por esto, los materiales frágiles se usan generalmente en compresión, ya que así su resistencia es mucho más alta. La figura 1 y 2 nos muestran en un diagrama de esfuerzo – deformación una comparación de la resistencia a la compresión y a la tensión para fundición de hierro gris y concreto, los cuales son materiales frágiles. La figura 3 muestra un diagrama esquemático de una típica prueba de compresión.

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Fig. 3 Prueba de compresión de un material dúctil que muestra “abarrelamiento” debido a la fuerza de fricción compresión en la superficie de contacto entre la platina y probeta. Definiciones Teóricas La compresión es una presión que tiende a causar una reducción de volumen. Cuando se somete un material a una fuerza de flexión, cizalladura o torsión, en este tipo de pruebas actúan simultáneamente fuerzas de tensión y de compresión. Por ejemplo, cuando se flexiona una varilla o una solera, uno de sus lados se estira y el otro se comprime. La plastodeformación es una deformación permanente gradual causada por una fuerza continua sobre un material. Los materiales sometidos a altas temperaturas son especialmente vulnerables a esta deformación. La pérdida de presión gradual de las tuercas, la combadura de cables tendidos sobre distancias largas o la deformación de los componentes de máquinas y motores son ejemplos visibles de plasto deformación. En muchos casos, esta deformación lenta cesa porque la fuerza que la produce desaparece a causa de la propia deformación. Cuando la plastodeformación se prolonga durante mucho tiempo, el material acaba rompiéndose. La fatiga puede definirse como una fractura progresiva. Se produce cuando una pieza mecánica está sometida a un esfuerzo repetido o cíclico, por ejemplo, una vibración. Aunque el esfuerzo máximo nunca supere el límite elástico, el material puede romperse incluso después de poco tiempo. En algunos metales, como las aleaciones de titanio, puede evitarse la fatiga manteniendo la fuerza cíclica por debajo de un nivel determinado. En la fatiga no se observa ninguna deformación aparente, pero se desarrollan pequeñas grietas localizadas que se propagan por el material hasta que la superficie eficaz que queda no puede aguantar el esfuerzo máximo de la fuerza cíclica. El conocimiento del esfuerzo de tensión, los límites elásticos y la resistencia de los materiales a la plastodeformación y la fatiga son extremadamente importantes en ingeniería. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA 1.-Se coloca probeta normalizada en mordazas específicamente para compresión donde se fija y se verifica posición de probeta. 2.-Se coloca en parte posterior y en lugar estratégico el micrómetro que nos dará lecturas de deformación en milímetros (mm) como consecuencia de los efectos de carga de compresión.

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3.-Se procede a seleccionar la escala de carga, en función del tipo de material a analizar. Los rangos de selección son: de 0 – 1,200 Kg, 0 – 6,000 Kg, 0 30,000 Kg y de 0 – 60,000 Kg. 4.- Seleccionada la escala, se procede a aplicar carga y obtener:  Dibujar Diagrama Esfuerzo- Deformación Determinar en el diagrama:

Limite Elástico

Comportamiento elástico RESULTADOS

CONCLUSIONES En resumen, los ensayos de compresión son bastante útiles para poder darnos una idea de que tanta resistencia tiene un material cuando este se oprime o se somete a un peso, entre otras propiedades que se pueden obtener en base a esta magnitud.

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El ensayo de compresión es un ensayo relativamente sencillo que nos permite medir la carga última a la que un metal falla. Sin embargo, es muy importante tener en cuenta las implicaciones que este ensayo supone, y por las cuales no es un método exacto, sino más bien aproximado, a pesar de esto es un ensayo muy solicitado, ya que la sencillez de su método y el equipo que utiliza lo convierten en un ensayo de bajo costo. Respecto al material y utilizado se pudo observar en el video la grafica de la probeta de aluminio que esta no presento una ruptura dedo que la pendiente de la gráfica era creciente. Al someter una probeta a una carga en compresión, inicialmente hay que aplicar una carga muy grande para alcanzar una pequeña variación en la deformación, en donde se encuentra un punto guía al cual se le llama punto pivote. A medida que se aplica mas carga la probeta se deforma gradualmente hasta que se alcanza el punto de fluencia en donde sucede lo contrario, se encuentra un gran aumento de la deformación con una pequeña diferencia en el aumento de la carga. Lo anterior quedo claro gracias al video que el profesor público, haciendo una inferencia de que una vez que el material se ha deformado plásticamente queda deformado permanentemente. Esta practica deja mucho conocimiento practico fuera ya que no se puede observar muy bien el comportamiento de la probeta y la prueba de compresión no esta muy bien explicada para ver la deformación o la carga que genero la prueba. CUESTIONARIO 1.-Se tiene dos tipos de materiales a realizarles la prueba de compresión, uno es un material muy frágil, y el otro es un material muy dúctil; de acuerdo con la prueba realizada y los datos obtenidos, ¿cuál de los dos materiales es el más adecuado para su uso en función a su resistencia? Cite un ejemplo de cada uno.  La máquina de ensayo a la tensión se puede operar en sentido inverso, para aplicar a una probeta carga consistente a la compresión en un cilindro de diámetro constante. Mediante esta prueba resulta difícil obtener una curva esfuerzo-deformación útil, porque un material dúctil cederá al tiempo que incrementa su área transversal, y detiene la máquina de prueba. La muestra dúctil no se fractura a la compresión. Si hubiera suficiente fuerza disponible en la máquina, se puede aplastar hasta que tome la forma de una oblea. La mayor parte de los materiales dúctiles tienen una resistencia a la compresión similar a su resistencia a la tensión, y la curva esfuerzo-

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deformación a la tensión es la que también se usa para representar su comportamiento a la compresión. Un material con resistencias esencialmente iguales tanto a la tensión como a la compresión se conoce como material uniforme. Ejemplo Los materiales dúctiles son valorados en la industria metalúrgica y de fabricación de herramientas, ya que pueden adoptar formas específicas antes de romperse. No obstante, la deformación insistente y reiterada conducirá a la fatiga en algunas zonas del metal y a su rotura, evidenciada además por el aumento de temperatura de la zona sobre la cual incide la fuerza deformante.  Los materiales frágiles se fracturarán a la compresión. Observe la superficie de fractura, áspera y en ángulo. Los materiales frágiles generalmente tienen una mucho más elevada resistencia a la compresión que a la tensión. Es posible generar curvas esfuerzo- deformación a la compresión, ya que el material se fractura en vez de aplastarse, y sin que el área transversal se modifique de manera apreciable. Un material con resistencias diferentes a la tensión y a la compresión se conoce como material no uniforme. Ejemplo La fragilidad es una propiedad deseable y previsible, como puede ser el caso de un vidrio de emergencia del cajetín de un extintor de incendios, que debe hacerse añicos con un impacto relativamente débil. 2.- Realice un diagrama de esfuerzo y deformación y explique el comportamiento del o los materiales a través de las curvas generadas por la prueba de compresión. σ

∈

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1. Zona elástica, esta presenta el aspecto del material cuando se esta comprimiendo, hasta llegar al punto donde cede el material y si el proceso se parara antes de esto, el material puede regresar a su forma original.

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2. Zona de fluencia o cedencia, donde el material ya perdió toda su elasticidad, dejando ver ahora su plasticidad y con ello se empieza a notar la deformación 3. En esta zona el material ya presenta un endurecimiento debido a la deformación, y como lo vimos en la pregunta anterior si se le sigue aplicando mas fuerza se puede llagar hacer una oblea.

BIBLIOGRÁFIAS    

Cañas, J. S. ( 2015). Universidad Centroamericana . Curioseando. (22 de Septiembre de 2013). Obtenido de Curioseando: https://curiosoando.com/que-es-una-fuerza-axial Hibbeler, R. (2006). Mecánica de los materiales. México: Pearson. WordPress. (2019). Obtenido de WordPress: https://ibiguridp3.wordpress.com/res/tracc/

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