Características de tensión-deformación del acero

Tensión de prueba de muestras de acero

El propósito de este experimento es:

• Familiarizar a los estudiantes con la prueba estándar de laboratorio para la determinación de las propiedades de resistencia a la tracción de materiales metálicos en cualquier forma (ASTM E8),
• Para comparar las propiedades de los comúnmente utilizados materiales metálicos (acero y aluminio), de ingeniería y
• Para comparar las propiedades comprobadas de metales publicado valores.

Se asume que existe una máquina de ensayos universal (UTM) con control de deformación y asociados habilidades de adquisición de datos y pruebas. Siga paso a paso de los procedimientos recomendados para realizar ensayos de tracción proporcionadas por el fabricante de la UTM, prestando especial atención a las pautas de seguridad. No continuar si no está seguro acerca de cualquier paso y aclarar cualquier duda con su instructor de laboratorio, ya que puede lesionar gravemente a sí mismo o los que te rodean si no sigues las precauciones adecuadas. También, asegúrese de que usted sabe todos los procedimientos de parada de emergencia y que está familiarizado con el software que se ejecuta la máquina.

El siguiente procedimiento es genérico y está destinado a cubrir los pasos más importantes; puede haber desviaciones significativas de ella dependiendo del equipo disponible.

1. preparación de muestras:

1. Obtener a probetas cilíndricas para los dos aceros, uno suave y caliente rodado (como A36) y una dura y fría laminados (como un C1018).
2. Mida el diámetro de la probeta a la más cercana 0,002 pulg en varios lugares cerca de la mitad usando una pinza.
3. Sujete a la pieza firmemente y marca, utilizando un archivo, una longitud de aproximadamente 2 pulgadas calibre. Nota: Marque la longitud de la calibre cuidadosamente para que sea claramente grabadas, pero no tan profunda como para convertirse en una concentración de tensiones que puede conducir a la fractura.
4. Medir el real marcado longitud calibre el pulg 0,002 más cercano utilizando una pinza.
5. Si es posible instalar un medidor de tensión como se describe en JoVE video "Constantes de materiales".
6. Recopilar toda la información disponible sobre la calibración y resolución de todos los instrumentos están utilizando para ayudar a evaluar posibles errores experimentales y límites de confianza. Estas dos cuestiones son clave para obtener resultados significativos pero más allá del alcance de lo que se discute aquí.

2. los especímenes de prueba:

1. Encienda la máquina de prueba e inicializar el software. Asegúrese de que tener configuración cualquier adecuadas habilidades de adquisición de datos y gráficas dentro del software. Como mínimo, Mostrar la curva del stress-strain y tienen pantallas para la carga y la tensión.
2. Seleccione un procedimiento de prueba apropiado dentro del software que es compatible con el protocolo de pruebas de ASTM E8. Tenga en cuenta el grado de deformación se utiliza y si se utilizan dos tipos, uno para el elástico y uno para el rango inelástico. También, establecer las acciones correspondientes en el software (por ejemplo, para la máquina detener en la tensión del 15%, con el fin de quitar el extensómetro y registrar el valor máximo de la carga que se alcanza.).
3. Elevar manualmente la cruceta que toda la longitud de la muestra se ajusta fácilmente entre los puños. Introduzca cuidadosamente el espécimen en los agarres superiores a alrededor del 80% de la profundidad de agarre; Alinee al espécimen dentro de los puños y apriete ligeramente, con el fin de evitar que a la pieza caiga. Nota: No apriete la empuñadura a la presión total en esta etapa.
4. Baje lentamente la cruceta superior. Una vez que el espécimen está en alrededor del 80% de la profundidad de agarre inferior, asegúrese de que el ejemplar esté correctamente alineado en los agarres de la parte inferior (es decir, con los agarres de parte inferior en su posición totalmente abierta, la muestra debe "flotar" en el centro de la abertura de agarre inferior). Desalineamiento de la muestra, que dará lugar a tensiones adicionales de flexión y torsión durante la prueba, es uno de los errores más comunes al realizar pruebas de tensión. Si la alineación es pobre, con un técnico para alinear correctamente las empuñaduras.
5. Aplique presión lateral correspondiente a la muestra a través de las asas para asegurarse de que no hay deslizamiento ocurre durante la prueba. Tenga en cuenta que habrá una carga axial pequeña en este punto, como el proceso de atornillado introduce una carga en la muestra; las máquinas pueden tener ajustes de software para reducir esta carga. Registre el valor de precarga.
6. Conecte firmemente el extensómetro electrónico al espécimen según especificación del fabricante. Nota: Las cuchillas del extensómetro no necesita colocarse exactamente sobre las marcas de medición en la muestra, pero deben ser aproximadamente centradas en la muestra.
7. Compruebe que correctamente han ejecutado todos los procedimientos hasta este punto; Si es posible, tener un supervisor verificar si el espécimen está listo para la prueba.
8. Iniciar la carga para comenzar a aplicar la carga de tensión a la muestra y observar la lectura viva de la carga aplicada en la pantalla del ordenador. Nota: Si no aumenta la carga medida, la muestra se desliza a través de los puños y necesita ser reatada. Si esto ocurre, la prueba de detener y reiniciar otra vez de paso 2.3.
9. En algún momento antes del fallo de la muestra, la prueba se automáticamente pausará sin descargar a la muestra. En este punto, retire el extensómetro. Si la muestra se rompe con el extensómetro en el lugar, se destruirá el extensómetro, una muy costosa pieza de equipo.
10. Reanudar la aplicación de carga de tracción hasta el fallo. Al llegar a la carga máxima, la carga medida comenzará a disminuir. En este punto, la muestra comenzará collarino y fractura final debe ocurrir dentro de esta región del cuello a través del desgarramiento dúctil.
11. Después de que termine la prueba, levantar la cruceta, afloje las abrazaderas superior y sacar el pedazo roto de espécimen de agarre superior. Una vez que se retira la mitad superior del espécimen, afloje la empuñadura inferior y retire la otra mitad de la muestra.
12. Registre el valor en la carga máxima de tracción e imprima una copia de la curva del stress-strain. Guardar los datos grabados digitalmente.
13. Encajar los extremos de la pieza fracturada y mida la distancia entre las marcas de medición a la más cercana 0,002. Registrar la longitud de la calibre final.
14. Mida el diámetro de la muestra en la sección representativa más pequeña a la más cercana 0,002.
15. Documentar a la muestra fracturada con fotos y diagramas.

3. Análisis de los datos

1. Calcular el % de elongación y reducción del área para cada tipo de material metálico.
   alargamiento =
   reducción de área =
2. Describir, clasificar y registrar el modo de fractura predominante para cada muestra.
3. Determinar las propiedades del material como se describe en la Fig. 2 y 3. Organizar los datos en una hoja de cálculo que la cepa hasta 0.004 es dado por las galgas extensiométricas y entre 0.004 y 0.15 por el extensómetro (el límite superior para el extensómetro es el valor de tensión a la que fue eliminado de la prueba; este valor cambia dependiendo de la capacidad de deformación de la muestra).
4. Utilice el alargamiento de la dislocación y el % de cruceta para estimar la deformación última. Si no se utiliza un medidor de tensión, asegúrese de corregir cualquier lapsus inicial El extensómetro. Uno puede contar casillas en la gráfica para obtener la dureza (área bajo la curva del stress-strain).
5. Con un libro de texto u otra referencia conveniente, determinar el módulo elástico, producción de fuerza y la última resistencia de los materiales utilizados. Comparar los valores publicados de los resultados.