Laboratorio - Ensayo de tensin a barras de acero de refuerzoINTRODUCCINEn este laboratorio trataremos de las barras de acero, estas deben cumplir con las normas ASTM A 615/615 M-08b siendo estas barras lisas o corrugadas.Esta norma se refiere a los requerimientos de pesos y dimensiones nominales esfuerzo de cedencia tensin elongacin y doblez.Estas barras de hacer se pueden establecer como grado 40(280), grado 60(420) y grados 75 (520) ; podemos decir que una barra de grado de 40 tiene un esfuerzo de cedencia es de 40 000 lb/ pulg 2 lo que es igual a 280 MPa. Y as sucesivamente.Los procedimientos y las definiciones para los ensayos mecnicos a los productos de acero estn descritos en la norma ASTM A 370-0.3 a.Unos de los ensayos es el ensayo de tensin o de traccin se puede decir que se usa para poder determinar las propiedades mecnicas de los materiales en este caso los aceros.Las condiciones para aplicar este ensayo es que tiene que aplicarse a temperatura ambiente, y la carga de traccin se tiene que ir aplicando a una velocidad relativamente baja.Cuando la barra esta sometida a este ensayo presenta dos tipos de deformacin elstica y plstica , la plstica permanece debido al deslizamiento y la elstica desaparece cuando retiras la carga.En este laboratorio se estar usando una maquina universal marca forney modelo LT-9000-3 esta sirve para ensayos de compresin flexin y tencin. y tambin usaremos un extensmetro para medir la deformacin que produce la carga.

OBJETIVOS

familiarizar a los estudiantes con el manejo e interpretacin de las normas ASTM A 615/615 M-0.8b y ASTM A 370-0.8. determinar las caractersticas fsicas y mecnicas de una barra de acero: resistencia a la tensin, esfuerzo de cedencia, elongacin, y doblez. comparar el cumplimiento de los resultados obtenidos con lo establecido en la norma ASTM A 615/A615 -0.8b. graficar el esfuerzo versus deformacin para determinar experimentalmente el modulo de elasticidad del acero.

PROCEDIMIENTO

A. determinacin de las caractersticas fsicas de una barra de acero de refuerzo.1. anotamos la identificacin que trae impresa la barra.2. medimos la longitud de la barra en metros (cm/mm), con una cinta mtrica calibrada. anotamos el resultado en la casilla correspondiente.3. determinamos la masa unitaria en Kg con una balanza calibrada. calculamos el peso nominal en kg/m. este resultado corresponde a un 94 %del peso por unidad de longitud establecido en la tabla 1 de la norma ASTM A 615/A615 M-0.8b.4. dimensin el dimetro externo (mm) el dimetro interno (mm) . calculamos el rea transversal (mm2) y el permetro (mm). anotamos resultado en las casillas correspondientes. utilizamos un calibrador vernier calibrado.5. calculamos el espaciamiento (separacin) promedio entre corrugaciones (SEC) de la siguiente forma: medimos la longitud en mm de un mnimo de 10 espacios y dividimos este largo entre el nmero de espacios incluidos en la medicin utilizamos la cinta mtrica calibrada. esta medicin no debe hacerse sobre un rea de la barra que contenga smbolos de la marca de la barra que envuelva letras o nmeros. el espaciamiento promedio entre corrugaciones en cada lado de la barra no deber exceder siente decimos de dimetro.6. determinamos la altura promedio de la corrugacin (ADCmin)ADC (mnimum average height) = (dext d int)/2. Registramos el resultado 7. medimos el ancho mximo de la Costilla (AC Max) de la barra (tres mediciones como mnimo promedio y anotamos utilizando un calibrador de vernier.B. propiedades mecnicasEnsayo de tensin1. tomamos la barra de acero y la marcamos (en el rea de la costilla) cada dos pulgadas (50.8 mm) en toda su longitud.2. colocamos el extensmetro en la barra para lo cual tuvimos que hacer dos ranuras superficiales. el extensmetro se ancla a una distancia entre dos puntos de dos pulgadas (50.8mm).3. colocamos la barra entre las mordazas se sigue el procedimiento de operacin del equipo.4. anotamos en casilla correspondiente las lecturas de la deformacin para cada aumento gradual de la carga.5. una vez se hemos llegado al punto de cedencia, cerramos la vlvula de carga retiramos el extensmetro y anotamos la carga decedencia para el calculo del esfuerzo de cedencia.6. seguidamente abrimos nuevamente la vlvula de carga y se aumenta lentamente la carga hasta que se produce la fractura. anotamos la carga mxima ( antes de la fractura) para calcular el esfuerzo mximo.7. juntamos las dos partes de la barra, medimos la longitud final de 5 marcaciones. anotamos en la casilla correspondiente Lf (longitud final) para el clculo del % de elongacin.8. efectuamos el ensayo de doblez utilizando el dimetro de pin (rolo) indicado en norma en funcin del n de barra.

RESULTADOS1. Presente en una tabla todos los resultados correspondientes a las mediciones de las barras de acero. Compare estos resultados con los establecidos en la norma para este nmero de barra.BARRA 1BARRA 2

Peso (kg)2.31 5.74

Longitud (cm)100.4 116.8

Ancho costilla (mm)3.813.94

Dimetro interno (mm)18.3827.5

Dimetro externo (mm)20.9331.1

Separacin entre corrugacin (cm)1.211.71

ComparacionesBARRA 1Valores

ResultadosNorma

Peso nominal (kg/m)2.32.235

Dimetro (mm)19.6619.1

rea transversal (mm2)303.57284

Permetro (mm)61.7659.8

SECmx (mm)12.113.3

ADCmn (mm)1.280.97

ACmx (mm)3.817.3

BARRA 2Valores

ResultadosNorma

Peso nominal (kg/m)4.915.06

Dimetro (mm)29.328.7

rea transversal (mm2)674.26645

Permetro (mm)92.0590

SECmx (mm)17.120.1

ADCmn (mm)1.81.42

ACmx (mm)3.9410.9

2. Calcule el esfuerzo de cedencia, de tensin y el porcentaje de elongacin de la barra correspondiente. Compare con la norma.

BARRA 1

Fuerza (kgf)deformacin x 10-3

10000

20000

30001

40002

50003

60005

70006

80008

900010

1000012

1100014

1200015

1300017

13800(cedencia)18

20600(fractura)35

Longitud final220 mm

Li = 203.2 mmBARRA 2

Fuerza (kgf)deformacin x 10-3

20001.5

40003.5

60005

80006.5

100008

1200010

1400011.5

1600013

1800014.5

2000016

2200017

2400018.5

2500019

2600020

2700021

2800021.5

2900022

29800Cedencia

48100Fractura

Longitud final223 mm

BARRA 1BARRA 2

kgf/mm2MPakgf/mm2MPa

Esfuerzo de cedencia48.59476.2046.20452.78

Esfuerzo de tensin72.54710.8474.57730.82

% elongacin8.27%9.74%

ComparacionesBARRA 1Valores

Resultados Norma

Esfuerzo de cedencia (MPa)476.2420

Esfuerzo de tensin (MPa)710.84620

% elongacin8.27%9%

BARRA 2Valores

ResultadosNorma

Esfuerzo de cedencia (MPa)452.78420

Esfuerzo de tensin (MPa)730.82620

% elongacin9.74%7%

3. Diga qu tipo de fractura present la barra y dibuje.

Fractura dctil (tambin llamada copa y cono).

4. Grafique los resultados de Esfuerzo versus deformacin. Calcule el Mdulo de elasticidadBARRA 1

Fuerza (kgf)Esfuerzo (kgf/mm2)Esfuerzo (MPa)Deformacin (x 10-3)

10003.52112676134.507042250

20007.04225352169.014084510

300010.56338028103.52112681

400014.08450704138.0281692

500017.6056338172.53521133

600021.12676056207.04225355

700024.64788732241.54929586

800028.16901408276.0563388

900031.69014085310.563380310

1000035.21126761345.070422512

1100038.73239437379.577464814

1200042.25352113414.08450715

1300045.77464789448.591549317

1380048.5915493476.197183118

2060072.53521127710.845070435

BARRA 2

Fuerza (kgf)Esfuerzo (kgf/mm2)Esfuerzo (MPa)Deformacin (x 10-3)

20003.10077519430.38759691.5

40006.20155038860.77519383.5

60009.30232558191.16279075

800012.40310078121.55038766.5

1000015.50387597151.93798458

1200018.60465116182.325581410

1400021.70542636212.713178311.5

1600024.80620155243.100775213

1800027.90697674273.488372114.5

2000031.00775194303.87596916

2200034.10852713334.263565917

2400037.20930233364.651162818.5

2500038.75968992379.844961219

2600040.31007752395.038759720

2700041.86046512410.232558121

2800043.41085271425.426356621.5

2900044.96124031440.62015522

2980046.20155039452.7751938Cedencia

4810074.57364341730.8217054Fractura

Para la barra 1

Para la barra 2

*Aqu faltaron las ltimas deformaciones para la cedencia y la fractura.Mdulo de ElasticidadMdulo de Elasticidad E

Barra 1Barra 2

kg/mm2MPakg/mm2MPa

1956.1815319170.5791860.4651218232.5581

FRMULAS UTILIZADAS:

*El rea Nominal se busca en la tabla, buscando un dimetro que coincida son el dimetro dimensionado. Adems que debe coincidir con la designacin de la barra respectiva ( 6[19] y 9[29]).*Para esfuerzo de cedencia se utiliza la fuerza de cedencia*Para esfuerzo de tensin se utiliza la fuerza donde se fractura.

CONCLUSIN

Podemos concluir que en general en los ensayos se seguir el siguiente procedimiento: Corte, mecanizacin, tratamiento trmico y tratamiento mecnico. Para realizar el ensayo de traccin tomaremos un trozo del perfil, del que extraeremos la probeta, en el cual deber aparecer reseado el lote y la unidad de inspeccin. Se corta y se mecaniza. Colocamos unas marcas para medir el alargamiento de rotura (% A) Si la probeta no es proporcional, a los resultados se le debe aplicar un coeficiente de correccin. Para secciones circulares, la longitud de la probeta ser de 5 veces su dimetro.En ese ensayo obtenemos lo siguiente: Lmite elstico (fY), que es la carga unitaria referida a la seccin inicial de la probeta. Alargamiento de rotura (A %), que es el aumento de la distancia inicial entre los puntos marcados despus de producida la rotura de la probeta y reconstruida sta, expresada en % de la distancia inicial.