Características de tensión de aluminio

Structural Engineering

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Overview

Fuente: Roberto León, Departamento de Ingeniería Civil y ambiental, Virginia Tech, Blacksburg, VA

El aluminio es uno de los materiales más abundantes en nuestras vidas, ya que es omnipresente en todo, desde latas de refresco a los componentes del avión. Su uso generalizado es relativamente reciente (1900AD), principalmente porque el aluminio no se presenta en estado libre, sino en combinación con el oxígeno y otros elementos, a menudo bajo la forma Al2O3. Aluminio se obtuvo originalmente de depósitos minerales de bauxita en los países tropicales, y su refinamiento requiere consumo de muy alta energía. El alto costo de producción de aluminio de calidad es otra razón por qué es un material reciclado muy ampliamente.

Aluminio, especialmente cuando se alea con uno o más de varios elementos comunes, ha sido cada vez más utilizado en arquitectura, transporte, aplicaciones químicas y eléctricas. Hoy, el aluminio es superado sólo por el acero en su uso como material estructural. Aluminio está disponible, como la mayoría de los otros metales, como productos laminados planos, extrusiones, forja y fundición. Aluminio ofrece superior cociente del fuerza-a-peso, resistencia a la corrosión, facilidad de fabricación, propiedades no magnéticas, alta conductividad térmica y eléctrica, así como facilidad de aleación.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Ingeniería estructural. Características de tensión de aluminio. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

Desde su posición en la tabla periódica, con un número atómico de 13 en el límite entre elementos metálicos y no metálicos y de su estructura (FCC) cúbica centrada en la cara, está claro que el aluminio es uno de los elementos más químicamente activos. De hecho, tiene una muy fuerte afinidad para el oxígeno, que parece hacer aluminio fácilmente propensos a la corrosión. Curiosamente, la superficie de un aluminio nuevamente producido reacciona instantáneamente con el oxígeno, produciendo una capa de óxido fina, relativamente estable e inerte que protege el metal base de oxidación y otros tipos de ataques químicos. Esta propiedad superficial, además de su relativa naturaleza liviana y de dureza, es lo que hace el aluminio un material de construcción muy deseable.

La capa de óxido en las superficies de aluminio es generalmente muy delgada (unos 50 a 100 Å) y se adhiere firmemente a la materia prima, a diferencia de las típicas óxidos de hierro que son comunes en los aceros. La capa de óxido es tan fina que no afecta las propiedades mecánicas del aluminio y es casi transparente a la vista, así no apartarse de las cualidades estéticas del material. Hay un número de anodización técnicas que pueden utilizarse para aumentar el espesor de esta capa de óxido para mejorar su resistencia a la corrosión y la abrasión. Una desventaja potencial de aluminio a considerar antes de usarlo es que se funde a una temperatura relativamente baja y por lo tanto no es adecuado para aplicaciones de alta temperatura.

El aluminio es ligero, con una densidad de aproximadamente 1/3 de la del acero; Esta relación de 1/3 también es válida para el módulo de elasticidad, que a menudo se toma como unos 70GPa (10.000 ksi) para el aluminio. Su resistencia y otras propiedades mecánicas, que son muy bajos en su estado puro, pueden mejorarse por aleación y tratamiento térmico, como es el caso de acero. Fortalecimiento puede lograrse también mediante frío trabajo o esfuerzo de endurecimiento, donde el material es laminado o dibujado a través muere dando por resultado una reducción en el área de la hoja o las barras.

Las principales novedades aleación de aluminio son de cobre, manganeso, silicio, magnesio y zinc. También se agregan otros elementos en cantidades más pequeñas para refinamiento de grano y desarrollar propiedades especiales:

  • Cobre tiene solubilidad apreciable en aluminio y da un efecto de fortalecimiento sustancial a través de las características de la edad-endurecimiento de la aleación. Muchas aleaciones de aluminio contienen cobre como adición importante o entre los principales elementos, en concentraciones de 1 a 10% de aleación.
  • Manganeso ha limitado solubilidad sólida en aluminio, pero en concentraciones de alrededor del 1% forma una importante serie de aleaciones de aluminio forjado no-calor-treatable.
  • El silicio reduce el punto de fusión y aumenta la fluidez del aluminio. Un aumento moderado de resistencia también es proporcionado por adiciones de silicio.
  • Magnesio proporciona sustancial fortalecimiento y mejora de las características de endurecimiento de trabajo de aluminio. Tiene una solubilidad relativamente alta en aluminio sólido, pero menos del 7% de Mg no muestran características de tratamiento térmico apreciable de aleaciones Al-Mg. También se agrega magnesio en combinación con otros elementos, principalmente cobre y zinc, para más mejoras en la fuerza.
  • Zinc se emplea en aleaciones de fundición y en conjunción con el magnesio en aleaciones de forjado para producir aleaciones tratables con la fuerza más alta entre las aleaciones de aluminio.
  • Lata mejora la característica antifricción de aluminio y fundición de aleaciones Al-Sn son de uso frecuente para los rodamientos.
  • Cobre y el silicio son aleados juntos en las aleaciones de fundición serie 3xx.x utilizados. Rangos deseables de características y propiedades se obtienen en ambos tratables y no-calor - tratable aleaciones.
  • Magnesio y el silicio se agregan en proporciones aproximadas para formar Mg2Si, que es una base para el endurecimiento de la edad en ambos forjado y aleaciones.

Comúnmente se reconocen dos tipos generales de productos de aluminio: forjado y fundición. Cualquier aluminio formado por flujo material en un molde de arena o permanente, para ser fundido, o a ser emitidos por cualquier otro proceso donde el casting es la forma final, se denomina una fundición de aluminio; ningún otro producto es tomado como un producto forjado. En los E.e.u.u., aluminio forjadas aleaciones (hoja, placa, extrusiones y piezas forjadas) tienen un número de identificación de cuatro dígitos, mientras que las aleaciones del molde tienen un número de tres dígitos a la izquierda de los decimales de punto y un dígito a la derecha de los decimales punto (ver tabla 1). El primer dígito define el ingrediente principal de la aleación para las aleaciones de forjado y fundidas. El ingrediente principal de la aleación es generalmente 5 por ciento o menos (por peso) en forjado de aleaciones y el mismo o mayor en aleaciones del molde. La mayoría de las aleaciones contienen dos a cuatro otros elementos pero en menor cantidad que el ingrediente principal de la aleación. En la designación de aleación forjado, los dos últimos dígitos de la serie 1XXX dan el porcentaje mínimo de aluminio por encima del 99.00%. En la 2XXX serie 9XXX, los dos últimos dígitos especifican las aleaciones individuales registradas para la serie. El segundo dígito señala una modificación de la aleación original. El sistema de designación de la aleación es similar para los bastidores. En este caso, los dígitos segundo y terceros dan el porcentaje mínimo de aluminio sobre el 99.00% de las aleaciones lXX.X. En el 2XX. X a través de 9XX. Serie X, el segundo dos números es las aleaciones individuales registradas en la serie. Para las aleaciones de fundición, el número a la derecha del punto decimal da forma de producto: 0 de bastidores y 1 y 2 (límites de composición menos que 1) lingote. Aleaciones en los grupos 2, 6 y 7 son tratables al calor.

Tabla 1: Sistema de la designación de aleación de aluminio forjado y fundido.

Forjado aleaciones Aleaciones del molde
Aleación de Ingrediente importante de aleación Aleación de Ingrediente importante de aleación
1XXX aluminio mínimo del 99% lXXX.X aluminio mínimo del 99%
2XXX Cobre 3XX. X Silicio, con cobre o magnesio
3XXX Manganeso 4XX. X Silicio
4XXX Silicio 5XX. X Magnesio
5XXX Magnesio 7XX. X Cinc
6XXX Magnesio y silicio 8XX. X Lata
7XXX Cinc
8XXX Otros elementos

Además, un número de genio se utiliza para indicar cómo se fabricó el producto y se aplica a productos forjados y fundidos. F y O genios se aplican a todas las aleaciones y formas del producto. Carácter señalado TXXXX aplica a aleaciones y formas del producto que reciben y responden a un tratamiento térmico después de la fabricación. Estas aleaciones se dicen que son bonificado. Forjado de aleaciones en las series 2XXX, 6XXX y 7XXX y el reparto suelen ser aleaciones de este grupo. Aleaciones no-calor-tratable ganan su fuerza y otras características por el endurecimiento de la tensión, y un temperamento de H se especifica. En este grupo figuran el 1 XXX, 3XXX y 5XXX serie. Más detalles sobre genios están contenidas en varios documentos de referencia de la Asociación de aluminio.

Los temperamentos básicos son:

  • "F" o fabricado: se aplica a los productos de la formación de procesos en los que no se emplea ningún control especial sobre las condiciones térmicas o endurecimiento.
  • "0" o recocido: se aplica a productos forjados, se recalientan recristalización de efecto y producir el menor estado de fuerza y a los productos de fundición, que se recuecen para mejorar la ductilidad y la estabilidad dimensional.
  • "H" o tensión: se aplica a productos forjados que se consolidan por endurecimiento por trabajo en frío; el endurecimiento puede estar seguido por tratamiento térmico adicional que produce cierta reducción en la fuerza. El H siempre es seguido por dos o más dígitos. Existen tres categorías básicas de endurecimiento: HI, H2 y H3, donde el primer dígito indica las operaciones básicas (1 = cepa endurecido solamente; 2 = tensión-endurecido y parcialmente recocido; 3 = tensión-endurecido y estabilizada). El segundo dígito indica el grado de endurecimiento (1 = cuarto; 2 = media; 3 = completo; y 4 = extra duro).
  • Solución tratada térmicamente o "W": un temperamento inestable aplicable sólo a las aleaciones que envejecen espontáneamente a temperatura ambiente después del tratamiento térmico de solución.
  • "T" o térmicamente tratados: se aplica a productos que son tratados térmicamente, a veces con endurecimiento adicional, para producir un temperamento estable que no sea F o 0. La T siempre es seguido por uno o más dígitos. Básicamente, las aleaciones de aluminio tratables envejecen naturalmente a temperatura ambiente después de Temple y se fortalecerá por precipitación-endureciendo.

La figura 1 muestra una curva tensión-deformación típicas para el aluminio 6061 T6. Se trata de un material con buena resistencia y rigidez, fácil de acabado y anodizado. Aluminio 6061 T6 se utiliza comúnmente en las tripas para muchos productos electrónicos, como ordenadores portátiles y televisores.

La curva tensión-deformación en la figura 1 no muestra un punto de rendimiento sostenido, sino más bien una disminución gradual en el módulo de elasticidad. Para determinar un punto de producción para propósitos de ingeniería, ASTM y otras organizaciones han adoptado el enfoque de compensación de 0.2%. Como se muestra en la figura 2, es necesario determinar una línea de mejor ajuste para la parte lineal del comportamiento y dibujando una línea con un principio similar de la pendiente en la tensión del 0,2%. La fuerza en que esta segunda línea se cruza con la curva del stress-strain se define arbitrariamente como la fuerza de la producción.

Figure 1
Figura 1: Curva de tensión-deformación típico de un tratamiento térmico de aluminio.

Figure 2
Figura 2: Definición de fuerza de la producción de materiales sin un punto de rendimiento obvio.

Procedure

Tensión de prueba de aluminio

El propósito de este experimento es:

  1. 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),
  2. Para comparar las propiedades de los comúnmente utilizados materiales metálicos (acero y aluminio), de ingeniería y
  3. 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 los procedimientos para realizar pruebas de resistencia proporcionan por el fabricante de la UTM, prestando especial atención a las pautas de seguridad. No procede si no está seguro acerca de cualquier paso; aclarar dudas 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. preparar la muestra:

  1. Obtener a una probeta cilíndrica de un aluminio común como 6061T6.
  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 longitudinal como se describe en el video de Zeus "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 están fuera del alcance de lo que se discute aquí.

2. prueba de la muestra:

Encienda la máquina de prueba e inicializar el software. Asegúrese de que ha configurado cualquier adecuadas habilidades de adquisición de datos y gráficas dentro del software. Como mínimo, debe mostrar la curva del stress-strain y tienen pantallas para la carga y la tensión.

  1. 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. Establecer las acciones correspondientes en el software (por ejemplo, para la máquina para detener en la tensión del 5% por lo que se puede quitar con seguridad El extensómetro y mantener el máximo valor de la carga que se alcanza).
  2. 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.
  3. 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 del instrumento sí mismo es pobre, con un técnico para alinear correctamente las empuñaduras.
  4. Aplique presión lateral correspondiente a la muestra a través de las asas para asegurarse de que no hay deslizamiento ocurre durante la prueba. Nota: Habrá una pequeña carga axial en este punto, como el proceso de atornillado introduce una carga en la muestra; sus máquinas pueden tener ajustes de software para reducir esta carga. Registre el valor de precarga.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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 el experimento del paso 2.3.
  8. A veces antes de la falla de la muestra, la prueba se automáticamente pausará sin descargar a la muestra (paso 2.7). En este punto, retire el extensómetro. Si las muestras se rompen con el extensómetro en el lugar, se destruirá el extensómetro, una muy costosa pieza de equipo.
  9. 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 o semi-dúctil.
  10. 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.
  11. Registre el valor en la carga máxima de tracción e imprima una copia de la curva del stress-strain. Guardar los datos registrados digitalmente en el disco duro y el dispositivo de medios extraíbles al menos una.
  12. 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.
  13. Mida el diámetro de la muestra en la sección representativa más pequeña a la más cercana 0,002.
  14. Documentar a la muestra fracturada con fotos y diagramas.

3. Análisis de los datos

  1. Los datos del cuadro 1, calcular el % de elongación y reducción del área para cada tipo de material metálico.
    alargamiento = Equation 1 = 8.6%
    reducción de área = Equation 2 = 36,5%
  2. Describir, clasificar y registrar el modo de fractura predominante para cada muestra.
  3. Determinar las propiedades del material como se describe en el video de Zeus "Características tensión-deformación de aceros". 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 0.05 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). 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).
  4. 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.

En comparación con la mayoría de los metales, el aluminio tiene una resistencia superior a la proporción de resistencia a la corrosión y facilidad de la fabricación de peso. Como resultado, aluminio es uno de los metales más ampliamente utilizados y se emplea en productos que van desde latas de refrescos para componentes aeroespaciales.

La fuerza del aluminio puro es muy baja, pero sus propiedades mecánicas pueden mejorar substancialmente con aleación y tratamiento térmico. Estos procesos permiten su aplicación generalizada en los materiales mecánicos y eléctricos. Porque está en segundo lugar solamente al acero como material estructural, obteniendo una curva de tensión de tensión para aluminio es crucial para la determinación de los límites de su utilización previsibles y seguros.

En este video, veremos el comportamiento de tensión de tensión de un tipo común de aluminio utilizando el estándar de la prueba extensible uniaxial.

Aluminio es ligero y tiene aproximadamente 1/3 la densidad del acero. Su módulo de elasticidad, citada a menudo cerca de 70 gigapascal, o 10.000 kilolibras por pulgada cuadrada, es también aproximadamente 1/3 de acero.

Como con el acero, propiedades mecánicas del aluminio pueden mejorar substancialmente por aleación, principly con zinc, cobre, manganeso, silicio y magnesio. Por trabajo o endurecer de tensión, donde el material es laminado o dibujado a través de tintes, también puede aumentar la fuerza.

El ensayo de tracción uniaxial por lo general se utiliza para estudiar el comportamiento elástico de metales como el aluminio. Esta prueba genera una curva de tensión de estrés que muestra cómo el material se alarga y entonces falla a medida que aumenta la fuerza aplicada.

El fracaso de aluminio o cualquier otro material, que progresa a través de varios pasos. Collarino, nucleación vacío, nulo crecimiento y coalescencia, propagación de grieta y por último, la fractura. Aluminio 6061-T6 tiene buena resistencia y rigidez y es fácil de acabado y anodizado. Comúnmente se utiliza en cubiertas para muchos productos electrónicos tales como ordenadores portátiles y televisores.

Esta es la curva de tensión de tensión de aluminio 6061-T6. Observe cómo su curva de tensión de tensión no muestra un punto de rendimiento sostenido, sino más bien una disminución gradual en el módulo de elasticidad. Aunque de hecho no este aluminio, el proceso es gradual y es difícil de definir un punto de clara de la falta cuando se observa la curva de tensión de tensión.

Para determinar un punto de rendimiento para la ingeniería propósitos ASTM y otras organizaciones han adoptado el enfoque de compensación de 0.2%. Este método requiere determinar que un mejor ajuste de línea para la parte lineal de la conducta y trazar una línea con el mismo principio lento en la tensión del 0,2%. La segunda línea se cruza con la curva de tensión de tensión en un punto que arbitrariamente se define como la fuerza de la producción.

Ahora que entendemos las propiedades del aluminio y de cómo puede diseñarse, echemos un vistazo a cómo medir la curva de tensión de tensión para determinar sus características mecánicas y dúctiles.

Obtener la probeta cilíndrica de aluminio común, tal como 6061-T6. Utilizar un calibre para medir el diámetro en varios lugares cerca de la mitad de la muestra. Hacer estas mediciones a la 2000th cerca de una pulgada.

A continuación, sujete firmemente la muestra y marque una longitud de calibre de aproximadamente dos pulgadas. Asegúrese de que la longitud de la galga es claramente grabado al agua fuerte, pero con un rasguño superficial por lo que no es una concentración de tensiones que puede conducir a una fractura. Medir el real marcado longitud calibre a 2000th cerca de una pulgada.

Por último, instalar un calibrador de tensión. El espécimen está listo para la prueba.

Para este experimento utilizaremos un universal máquina o UTM, la prueba para medir las propiedades de tracción de la probeta. En primer lugar, encienda la máquina de prueba e inicializar el software. Configurar los parámetros de adquisición de datos y gráficas. A continuación, seleccione una prueba que es compatible con el protocolo ASTM E8. Tenga en cuenta las tasas de tensión para la gama elástica e inelástica. A continuación, establezca las acciones adicionales en el software, como detención de la máquina en el 5% de resistencia.

Elevar manualmente la cruceta para que toda la longitud de la muestra se ajusta fácilmente entre los bordes superior e inferior. Introduzca cuidadosamente el espécimen en la empuñadura superior a aproximadamente el 80% de la profundidad de agarre. Alinee a la muestra dentro de la empuñadura superior y apriete ligeramente para evitar que a la muestra de.

Baje lentamente la cruceta superior. Una vez que la muestra es de alrededor del 80% de la alineación inferior agarre profundidad comienzo ejemplar dentro de las asas de la parte inferior. La muestra debe flotar en el centro de la empuñadura inferior. Aplique presión lateral a la muestra a través de las asas para asegurarse de que no hay deslizamiento ocurre durante la prueba.

El proceso de atornillado introduce una pequeña carga axial en la muestra. Utilice el software para ajustar y reducir al mínimo esta precarga y registre su valor. Conecte firmemente el extensómetro electrónico para la muestra de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Las hojas del extensómetro deben estar centradas aproximadamente en la muestra.

Iniciar la prueba aplicando la carga de tensión a la muestra y observar la lectura viva de la carga aplicada en la pantalla del ordenador. Confirmar que la muestra no se desliza a través de los puños asegurándose de que está aumentando la carga medida. Algún tiempo antes de la falla de la muestra, el software automáticamente detiene la prueba. Deje la muestra en la máquina de prueba y saque el extensómetro. Volver a aplicar la carga de tracción hasta el fallo. Al llegar a la carga máxima las cargas medidas comenzará a disminuir. En este punto, la muestra comienza a cuello. Fractura final debe ocurrir en esta región cuello por desgarramiento dúctil.

Terminada la prueba, levantar la cruceta, afloje la empuñadura superior y retire el pedazo roto de la muestra. Luego, afloje la empuñadura inferior y retire la otra mitad de la muestra. Registre el valor en la carga de tracción máxima. Guardar los datos registrados y la curva de tensión de tensión. Encajar los extremos de la pieza fracturada y mida la distancia entre las marcas de calibre para el 2000th cerca de una pulgada. Registrar la longitud de la calibre final.

Por último, mida el diámetro de la muestra en la sección más cercana a la 2000th cerca de una pulgada.

Ahora veamos cómo analizar los datos que se recolectaron sólo. En primer lugar, calcular el alargamiento porcentual de la muestra conociendo que la longitud del calibre final y el inicial longitud del calibrador. Calcular la reducción del área para cada muestra usando el diámetro final y el diámetro inicial de la muestra. A continuación, calcular otros parámetros material utilizando las curvas de tensión de estrés experimental.

Esto es un complot de los datos de la galga de tensión hasta el punto de producción de cerca de 0.3%. La pendiente de la curva de tensión de tensión en esta región es módulo de Young y es de 9.998 kilolibras por pulgada cuadrada, que es cercano al valor nominal de 10.000 kilolibras por pulgada cuadrada. El valor de R cuadrado de 0.999 Indica excelente linealidad para estos datos.

Se trata de los datos de un extensómetro hasta una tensión de 5%. La curva muestra un carácter bilineal, con una porción larga elástica seguida de una meseta de rendimiento con pendiente baja. Para encontrar el punto de fluencia para un material que no presentan un punto de rendimiento claros, como este ejemplar, se utiliza el método offset 0.2%.

En primer lugar, dibujamos una línea a lo largo de la parte lineal inicial de la curva. Entonces duplicar desde una tensión de 0.2%. La segunda línea se cruza con la curva que se define arbitrariamente como el punto de producción. En este caso, es de 44,2 kilolibras por pulgada cuadrada. Esto está por encima de la fuerza de rendimiento nominal de este aluminio es 40 kilolibras por pulgada cuadrada.

Si trazar los datos muy cerca del punto de fluencia, el límite proporcional es la tensión donde la curva comienza a desviarse de la linealidad, aproximadamente 39,1 kilolibras por pulgada cuadrada para esta muestra.

Esta es la curva de tensión de tensión completa con los datos por debajo de una tensión de alrededor del 5% del extensómetro y sobre una tensión de 5% por el desplazamiento de la cruceta. La tensión máxima es de 46,1 kilolibras por pulgada cuadrada en una tensión de alrededor de 6.5%. Esta última fuerza es justo encima de la resistencia última nominal de 45 kilolibras por pulgada cuadrada. La tensión en el paro es de 33,5 kilolibras por pulgada cuadrada. La dureza es el área bajo la curva de tensión estrés y se puede calcular con la regla trapezoidal que 2,2 kilolibras por pulgada cuadrada.

Las mediciones de la muestra tratada térmicamente indican que este tipo de aluminio puede tener alargamientos en el rango de 8 a 13%. Es importante tener en cuenta que el alargamiento porcentual es un valor promedio para la longitud del material entre las marcas de calibre. Casi todos la deformación, sin embargo, ocurre en un pequeño volumen en la región del cuello, así que la cepa local podría ser mucho mayor que la tensión promedio.

En general, falta progresa de collarino, a vacío nucleación y crecimiento, propagación de grieta, y por último, la fractura. La superficie de falla es consistente con este proceso. Para el aluminio, un alargamiento inferior al 5% puede ser considerado frágil, mientras que un alargamiento mayor que 15% se puede considerar dúctil. El alargamiento porcentual en esta muestra es relativamente grande. ¿Cómo debemos describir este material?

Podemos comparar la superficie de falla con eso de dos diferentes tipos de acero. El tamaño de la ? de la muestra de aluminio es mayor que para una frágil en frío laminado de acero, pero menos que de un dúctil hot laminado acero, así que este tipo de aluminio puede ser caracterizado como semi-dúctil.

Además, podemos ver las curvas de tensión tensión de estos tres metales. En el frío C1018 acero tiene alta resistencia, indicada por la baja tensión en alta tensión, pero falla en aproximadamente el 10% alargamiento, mostrando su baja ductilidad. Por el contrario, el acero laminado en caliente más dúctil de la A36 tiene mucho mayor elongación hasta un máximo de casi el 25% en baja tensión de acero laminado en frío. El aluminio 6061-T6 que sólo probamos tiene menor fuerza así como el fracaso en un alargamiento menor que sea acero.

Ahora veamos algunas de las aplicaciones habituales de los ensayos de tracción de aluminio. El uso más importante de curvas de tensión deformación está en control de calidad durante la fabricación de aluminio. Normas ASTM requieren pruebas sobre muestras representativas de cada calor de aluminio y los resultados deben ser trazables a puntos de referencia establecidos. Los fabricantes utilizan estándares como ISO TS 16949 para control de calidad y aseguramiento de la calidad de materiales para la industria automotriz y otros.

Papel de aluminio para la industria de la cocina tiene una flexibilidad deseada por lo que puede ser fácilmente manejado y doblado. Del mismo modo, el aluminio utilizado en las latas para refrescos debe ser lo suficientemente fuerte para mantener su forma cuando se llevó a cabo, pero fácilmente deformable cuando es necesario. Ensayos de tracción garantizan que estas hojas delgadas de aluminio las cualidades mecánicas especificadas.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a las características de tensión de tensión de aluminio. Ahora usted debe saber sobre la prueba de laboratorio ASTM E8 normas para la determinación de las propiedades de resistencia a la tracción de materiales metálicos. También debe entender cómo preparar a un espécimen para la prueba de ASTM y obtener la curva de tensión tensión de aluminio típico.

¡Gracias por ver!

Results

De las mediciones y aluminio Fig. 3, calor que trata, como el 6061T6 utilizado en esta prueba, por lo general exhibirá % alargamiento en el rango de 8% - 13%. Es importante tener en cuenta que casi todos la deformación se localiza en un pequeño volumen y así el alargamiento % es sólo un promedio; localmente la cepa podría ser mucho mayor. Tenga en cuenta también que la reducción del % del área es también una medición muy difícil hacer que las superficies son irregulares; por lo tanto este valor varían considerablemente.

Diámetro Nominal del espécimen 0.335 en.
Diámetro de centro 0.340 en.
Longitud de la muestra 10.0 en.
Longitud de la sección cónica 4.0 en.
Longitud calibre original 1.987 en.
Distancia frente a 5.471 en.
Cruceta velocidad rendimiento 0.05 pulg. / min.
Cruceta velocidad después de rendimiento 0.5 pulg. / min.
Precarga 200 libras.
Carga de producción extensible 3800 libras.
Max. Carga de tracción 4100 libras.
Carga a la ruptura 3000 libras.
Longitud calibre final 2.157 en.
Diámetro final 0.271 en.

Tabla 1. Resultados de las pruebas de tensión en circular muestras, aluminio 6061 T6.

Figure 3
Figura 3 - Collarino en muestra de aluminio. 

Figure 4
Figura 4 -Superficie típica falla dúctil semi. 

En general, estos pueden variar de una fractura de cizalla dúctil (cono taza) a una fractura frágil escote. La falla que se muestra en la Fig. 3 y Fig. 4 es coherente con este proceso, pero menos ductilidad puede verse en este aluminio en comparación con el acero laminado en caliente en JoVE video "Características tensión-deformación de aceros". Así este fracaso se puede caracterizar como semi-dúctil aunque el alargamiento % es relativamente grande. Resultados típicos se muestran en la figura 1.

Applications and Summary

Este experimento describe cómo obtener una curva tensión-deformación para un típico de aluminio. Las diferencias en las curvas de tensión pueden atribuirse a cualquier diferencia en la composición química (por ejemplo, tipo y porcentaje de aleaciones) y procesamiento (p. ej., colada, extrusión, tratamiento de calor o trabajo en frío). Estos procesos y aleaciones aumentan la resistencia del aluminio por un factor de 20 a 60 veces más que el material puro. Las pruebas mostraron que el aluminio es un material dúctil cargado en tensión uniaxial.

El aluminio es un material muy versátil y resistente. La Asociación de aluminio afirma que "... sus aplicaciones abarcan desde artículos de uso diario como vehículos eficientes, teléfonos inteligentes, cremalleras y papel de aluminio para cableado de red eléctrica de la nación, el vértice del monumento de Washington y la estación espacial internacional de la vivienda. ... Un asombroso 75 por ciento de todo el aluminio siempre producido todavía está en uso. Producción de aluminio reciclado requiere sólo 8 por ciento de la energía y crea 8 por ciento de las emisiones en comparación con la producción primaria."

La aplicación más importante de la prueba de la tensión descrita aquí es en el proceso de control de calidad durante la fabricación del aluminio. Normas ASTM requieren ejecutar dicha prueba en muestras representativas de cada calor de aluminio, y dichos resultados deben ser trazables a puntos de referencia establecidos. Fabricantes de aluminio utilizan estándares como ISO/TS 16949 y similares para control de calidad y control de calidad de materiales para la industria automotriz y afin.

Papel de aluminio en la industria de la cocina se basa en ensayos de tracción para que la hoja sea lo suficientemente flexible para ser maniobrado fácilmente a mano. Lo mismo pasa con latas de refresco-deseado lo suficientemente fuerte para permanecer en el lugar cuando, pero cuando fácilmente deformable.

Tensión de prueba de aluminio

El propósito de este experimento es:

  1. 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),
  2. Para comparar las propiedades de los comúnmente utilizados materiales metálicos (acero y aluminio), de ingeniería y
  3. 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 los procedimientos para realizar pruebas de resistencia proporcionan por el fabricante de la UTM, prestando especial atención a las pautas de seguridad. No procede si no está seguro acerca de cualquier paso; aclarar dudas 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. preparar la muestra:

  1. Obtener a una probeta cilíndrica de un aluminio común como 6061T6.
  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 longitudinal como se describe en el video de Zeus "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 están fuera del alcance de lo que se discute aquí.

2. prueba de la muestra:

Encienda la máquina de prueba e inicializar el software. Asegúrese de que ha configurado cualquier adecuadas habilidades de adquisición de datos y gráficas dentro del software. Como mínimo, debe mostrar la curva del stress-strain y tienen pantallas para la carga y la tensión.

  1. 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. Establecer las acciones correspondientes en el software (por ejemplo, para la máquina para detener en la tensión del 5% por lo que se puede quitar con seguridad El extensómetro y mantener el máximo valor de la carga que se alcanza).
  2. 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.
  3. 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 del instrumento sí mismo es pobre, con un técnico para alinear correctamente las empuñaduras.
  4. Aplique presión lateral correspondiente a la muestra a través de las asas para asegurarse de que no hay deslizamiento ocurre durante la prueba. Nota: Habrá una pequeña carga axial en este punto, como el proceso de atornillado introduce una carga en la muestra; sus máquinas pueden tener ajustes de software para reducir esta carga. Registre el valor de precarga.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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 el experimento del paso 2.3.
  8. A veces antes de la falla de la muestra, la prueba se automáticamente pausará sin descargar a la muestra (paso 2.7). En este punto, retire el extensómetro. Si las muestras se rompen con el extensómetro en el lugar, se destruirá el extensómetro, una muy costosa pieza de equipo.
  9. 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 o semi-dúctil.
  10. 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.
  11. Registre el valor en la carga máxima de tracción e imprima una copia de la curva del stress-strain. Guardar los datos registrados digitalmente en el disco duro y el dispositivo de medios extraíbles al menos una.
  12. 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.
  13. Mida el diámetro de la muestra en la sección representativa más pequeña a la más cercana 0,002.
  14. Documentar a la muestra fracturada con fotos y diagramas.

3. Análisis de los datos

  1. Los datos del cuadro 1, calcular el % de elongación y reducción del área para cada tipo de material metálico.
    alargamiento = Equation 1 = 8.6%
    reducción de área = Equation 2 = 36,5%
  2. Describir, clasificar y registrar el modo de fractura predominante para cada muestra.
  3. Determinar las propiedades del material como se describe en el video de Zeus "Características tensión-deformación de aceros". 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 0.05 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). 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).
  4. 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.

En comparación con la mayoría de los metales, el aluminio tiene una resistencia superior a la proporción de resistencia a la corrosión y facilidad de la fabricación de peso. Como resultado, aluminio es uno de los metales más ampliamente utilizados y se emplea en productos que van desde latas de refrescos para componentes aeroespaciales.

La fuerza del aluminio puro es muy baja, pero sus propiedades mecánicas pueden mejorar substancialmente con aleación y tratamiento térmico. Estos procesos permiten su aplicación generalizada en los materiales mecánicos y eléctricos. Porque está en segundo lugar solamente al acero como material estructural, obteniendo una curva de tensión de tensión para aluminio es crucial para la determinación de los límites de su utilización previsibles y seguros.

En este video, veremos el comportamiento de tensión de tensión de un tipo común de aluminio utilizando el estándar de la prueba extensible uniaxial.

Aluminio es ligero y tiene aproximadamente 1/3 la densidad del acero. Su módulo de elasticidad, citada a menudo cerca de 70 gigapascal, o 10.000 kilolibras por pulgada cuadrada, es también aproximadamente 1/3 de acero.

Como con el acero, propiedades mecánicas del aluminio pueden mejorar substancialmente por aleación, principly con zinc, cobre, manganeso, silicio y magnesio. Por trabajo o endurecer de tensión, donde el material es laminado o dibujado a través de tintes, también puede aumentar la fuerza.

El ensayo de tracción uniaxial por lo general se utiliza para estudiar el comportamiento elástico de metales como el aluminio. Esta prueba genera una curva de tensión de estrés que muestra cómo el material se alarga y entonces falla a medida que aumenta la fuerza aplicada.

El fracaso de aluminio o cualquier otro material, que progresa a través de varios pasos. Collarino, nucleación vacío, nulo crecimiento y coalescencia, propagación de grieta y por último, la fractura. Aluminio 6061-T6 tiene buena resistencia y rigidez y es fácil de acabado y anodizado. Comúnmente se utiliza en cubiertas para muchos productos electrónicos tales como ordenadores portátiles y televisores.

Esta es la curva de tensión de tensión de aluminio 6061-T6. Observe cómo su curva de tensión de tensión no muestra un punto de rendimiento sostenido, sino más bien una disminución gradual en el módulo de elasticidad. Aunque de hecho no este aluminio, el proceso es gradual y es difícil de definir un punto de clara de la falta cuando se observa la curva de tensión de tensión.

Para determinar un punto de rendimiento para la ingeniería propósitos ASTM y otras organizaciones han adoptado el enfoque de compensación de 0.2%. Este método requiere determinar que un mejor ajuste de línea para la parte lineal de la conducta y trazar una línea con el mismo principio lento en la tensión del 0,2%. La segunda línea se cruza con la curva de tensión de tensión en un punto que arbitrariamente se define como la fuerza de la producción.

Ahora que entendemos las propiedades del aluminio y de cómo puede diseñarse, echemos un vistazo a cómo medir la curva de tensión de tensión para determinar sus características mecánicas y dúctiles.

Obtener la probeta cilíndrica de aluminio común, tal como 6061-T6. Utilizar un calibre para medir el diámetro en varios lugares cerca de la mitad de la muestra. Hacer estas mediciones a la 2000th cerca de una pulgada.

A continuación, sujete firmemente la muestra y marque una longitud de calibre de aproximadamente dos pulgadas. Asegúrese de que la longitud de la galga es claramente grabado al agua fuerte, pero con un rasguño superficial por lo que no es una concentración de tensiones que puede conducir a una fractura. Medir el real marcado longitud calibre a 2000th cerca de una pulgada.

Por último, instalar un calibrador de tensión. El espécimen está listo para la prueba.

Para este experimento utilizaremos un universal máquina o UTM, la prueba para medir las propiedades de tracción de la probeta. En primer lugar, encienda la máquina de prueba e inicializar el software. Configurar los parámetros de adquisición de datos y gráficas. A continuación, seleccione una prueba que es compatible con el protocolo ASTM E8. Tenga en cuenta las tasas de tensión para la gama elástica e inelástica. A continuación, establezca las acciones adicionales en el software, como detención de la máquina en el 5% de resistencia.

Elevar manualmente la cruceta para que toda la longitud de la muestra se ajusta fácilmente entre los bordes superior e inferior. Introduzca cuidadosamente el espécimen en la empuñadura superior a aproximadamente el 80% de la profundidad de agarre. Alinee a la muestra dentro de la empuñadura superior y apriete ligeramente para evitar que a la muestra de.

Baje lentamente la cruceta superior. Una vez que la muestra es de alrededor del 80% de la alineación inferior agarre profundidad comienzo ejemplar dentro de las asas de la parte inferior. La muestra debe flotar en el centro de la empuñadura inferior. Aplique presión lateral a la muestra a través de las asas para asegurarse de que no hay deslizamiento ocurre durante la prueba.

El proceso de atornillado introduce una pequeña carga axial en la muestra. Utilice el software para ajustar y reducir al mínimo esta precarga y registre su valor. Conecte firmemente el extensómetro electrónico para la muestra de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Las hojas del extensómetro deben estar centradas aproximadamente en la muestra.

Iniciar la prueba aplicando la carga de tensión a la muestra y observar la lectura viva de la carga aplicada en la pantalla del ordenador. Confirmar que la muestra no se desliza a través de los puños asegurándose de que está aumentando la carga medida. Algún tiempo antes de la falla de la muestra, el software automáticamente detiene la prueba. Deje la muestra en la máquina de prueba y saque el extensómetro. Volver a aplicar la carga de tracción hasta el fallo. Al llegar a la carga máxima las cargas medidas comenzará a disminuir. En este punto, la muestra comienza a cuello. Fractura final debe ocurrir en esta región cuello por desgarramiento dúctil.

Terminada la prueba, levantar la cruceta, afloje la empuñadura superior y retire el pedazo roto de la muestra. Luego, afloje la empuñadura inferior y retire la otra mitad de la muestra. Registre el valor en la carga de tracción máxima. Guardar los datos registrados y la curva de tensión de tensión. Encajar los extremos de la pieza fracturada y mida la distancia entre las marcas de calibre para el 2000th cerca de una pulgada. Registrar la longitud de la calibre final.

Por último, mida el diámetro de la muestra en la sección más cercana a la 2000th cerca de una pulgada.

Ahora veamos cómo analizar los datos que se recolectaron sólo. En primer lugar, calcular el alargamiento porcentual de la muestra conociendo que la longitud del calibre final y el inicial longitud del calibrador. Calcular la reducción del área para cada muestra usando el diámetro final y el diámetro inicial de la muestra. A continuación, calcular otros parámetros material utilizando las curvas de tensión de estrés experimental.

Esto es un complot de los datos de la galga de tensión hasta el punto de producción de cerca de 0.3%. La pendiente de la curva de tensión de tensión en esta región es módulo de Young y es de 9.998 kilolibras por pulgada cuadrada, que es cercano al valor nominal de 10.000 kilolibras por pulgada cuadrada. El valor de R cuadrado de 0.999 Indica excelente linealidad para estos datos.

Se trata de los datos de un extensómetro hasta una tensión de 5%. La curva muestra un carácter bilineal, con una porción larga elástica seguida de una meseta de rendimiento con pendiente baja. Para encontrar el punto de fluencia para un material que no presentan un punto de rendimiento claros, como este ejemplar, se utiliza el método offset 0.2%.

En primer lugar, dibujamos una línea a lo largo de la parte lineal inicial de la curva. Entonces duplicar desde una tensión de 0.2%. La segunda línea se cruza con la curva que se define arbitrariamente como el punto de producción. En este caso, es de 44,2 kilolibras por pulgada cuadrada. Esto está por encima de la fuerza de rendimiento nominal de este aluminio es 40 kilolibras por pulgada cuadrada.

Si trazar los datos muy cerca del punto de fluencia, el límite proporcional es la tensión donde la curva comienza a desviarse de la linealidad, aproximadamente 39,1 kilolibras por pulgada cuadrada para esta muestra.

Esta es la curva de tensión de tensión completa con los datos por debajo de una tensión de alrededor del 5% del extensómetro y sobre una tensión de 5% por el desplazamiento de la cruceta. La tensión máxima es de 46,1 kilolibras por pulgada cuadrada en una tensión de alrededor de 6.5%. Esta última fuerza es justo encima de la resistencia última nominal de 45 kilolibras por pulgada cuadrada. La tensión en el paro es de 33,5 kilolibras por pulgada cuadrada. La dureza es el área bajo la curva de tensión estrés y se puede calcular con la regla trapezoidal que 2,2 kilolibras por pulgada cuadrada.

Las mediciones de la muestra tratada térmicamente indican que este tipo de aluminio puede tener alargamientos en el rango de 8 a 13%. Es importante tener en cuenta que el alargamiento porcentual es un valor promedio para la longitud del material entre las marcas de calibre. Casi todos la deformación, sin embargo, ocurre en un pequeño volumen en la región del cuello, así que la cepa local podría ser mucho mayor que la tensión promedio.

En general, falta progresa de collarino, a vacío nucleación y crecimiento, propagación de grieta, y por último, la fractura. La superficie de falla es consistente con este proceso. Para el aluminio, un alargamiento inferior al 5% puede ser considerado frágil, mientras que un alargamiento mayor que 15% se puede considerar dúctil. El alargamiento porcentual en esta muestra es relativamente grande. ¿Cómo debemos describir este material?

Podemos comparar la superficie de falla con eso de dos diferentes tipos de acero. El tamaño de la ? de la muestra de aluminio es mayor que para una frágil en frío laminado de acero, pero menos que de un dúctil hot laminado acero, así que este tipo de aluminio puede ser caracterizado como semi-dúctil.

Además, podemos ver las curvas de tensión tensión de estos tres metales. En el frío C1018 acero tiene alta resistencia, indicada por la baja tensión en alta tensión, pero falla en aproximadamente el 10% alargamiento, mostrando su baja ductilidad. Por el contrario, el acero laminado en caliente más dúctil de la A36 tiene mucho mayor elongación hasta un máximo de casi el 25% en baja tensión de acero laminado en frío. El aluminio 6061-T6 que sólo probamos tiene menor fuerza así como el fracaso en un alargamiento menor que sea acero.

Ahora veamos algunas de las aplicaciones habituales de los ensayos de tracción de aluminio. El uso más importante de curvas de tensión deformación está en control de calidad durante la fabricación de aluminio. Normas ASTM requieren pruebas sobre muestras representativas de cada calor de aluminio y los resultados deben ser trazables a puntos de referencia establecidos. Los fabricantes utilizan estándares como ISO TS 16949 para control de calidad y aseguramiento de la calidad de materiales para la industria automotriz y otros.

Papel de aluminio para la industria de la cocina tiene una flexibilidad deseada por lo que puede ser fácilmente manejado y doblado. Del mismo modo, el aluminio utilizado en las latas para refrescos debe ser lo suficientemente fuerte para mantener su forma cuando se llevó a cabo, pero fácilmente deformable cuando es necesario. Ensayos de tracción garantizan que estas hojas delgadas de aluminio las cualidades mecánicas especificadas.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a las características de tensión de tensión de aluminio. Ahora usted debe saber sobre la prueba de laboratorio ASTM E8 normas para la determinación de las propiedades de resistencia a la tracción de materiales metálicos. También debe entender cómo preparar a un espécimen para la prueba de ASTM y obtener la curva de tensión tensión de aluminio típico.

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