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TRABAJO PRÁCTICO N° 4 ENSAYO DE CORTE, CREEP Y CHOQUE Estudiantes: ARAYA, Samira Yael MOYANO, Mainque Nehuen Asignatura: Laboratorio de Ensayos Industriales Profesor: DE GRACIA, Carlos Andrés Curso: 4° 1° CS TÉCNICO ELECTROMECÁNICO Institución: Centro de Educación Técnica N° 9 OCTUBRE 2022 Página 1 Ensayos de corte 1. ¿Por qué se dice que el ensayo de corte tiene poca aplicación práctica? 2. ¿En qué aplicaciones prácticas es importante el esfuerzo de corte? 3. ¿Es un esfuerzo simple? Explicar. 4. ¿Que se pretende determinar con el ensayo? Ensayos de fluencia lenta o creep 1. ¿A qué se llama efecto creep o deformaciones en el tiempo? 2. ¿Qué condiciones se tienen que dar para que haya fluencia lenta? 3. Dibujar la curva de fluencia lenta, describir cada etapa. 4. ¿Que se pretende determinar con el ensayo? 5. ¿Cómo se utilizan las curvas de ensayo? Ensayos de choque 1. Describa el ensayo de impacto Charpy. 2. ¿A qué se llaman efectos fragilizantes? 3. ¿Qué efecto tiene la velocidad de aplicación de la carga sobre los materiales? 4. ¿Qué condiciones se tienen que dar para que haya fragilidad de un material? 5. ¿A qué se llama temperatura de transición? ¿Qué importancia tiene? ¿Cómo se obtiene a partir del ensayo de choque? 6. ¿Cómo afecta el carbono de los aceros a la temperatura de transición? 7. ¿Cómo afectan los tratamientos térmicos de los aceros a la temperatura de transición? 8. ¿Cómo afecta el carbono de los aceros a la temperatura de transición? Página 2 Respuestas Ensayos de Corte 1. Se dice que el ensayo de corte tiene poca aplicación práctica debido a que no permite deducir algunas de las características mecánicas importantes del material a ensayar. 2. Es aplicable cuando las fuerzas exteriores actuantes sobre un cuerpo producen un deslizamiento de la sección transversal considerada con respecto a la inmediata. 3. El esfuerzo de corte no es considerado un esfuerzo simple ya que, generalmente, va acompañado por un esfuerzo de flexión cuyo valor variará según el procedimiento a seguir. Sin embargo, se puede calcular el esfuerzo de corte como si se tratara de un esfuerzo simple debido a que éste predomina tomando valores de tal magnitud que permiten despreciar los efectos secundarios. 4. Al efectuar el ensayo de corte, se pretende determinar la resistencia al corte de la pieza o material a ensayar. Ensayos de Fluencia lenta o Creep 1. Se llama efecto creep o deformaciones en el tiempo al proceso físico de alargamiento lento y progresivo que se produce en los materiales. El mismo puede ser rápido o lento a cualquier temperatura y disminuye con la tensión, Página 3 pudiendo no llegar a la rotura del material, pero si causando inconvenientes en los mecanismos. 2. Para que haya fluencia lenta, las probetas ensayadas deben someterse a cargas constantes y diversas temperaturas ya que, para cada material y cada carga, existe una temperatura límite hasta la cual no se producen roturas. 3. Primera etapa: En esta etapa, el alargamiento inicial es rápido y, a medida que la velocidad de creep aumenta, disminuye. Segunda etapa: En esta etapa, las deformaciones se producen a velocidad constante y su valor estará dado por el producto de la tangente trigonométrica del ángulo que forma con la horizontal y las escalas del dibujo. En este periodo, la sección transversal se mantiene sin alteraciones. Tercera etapa: Se caracteriza por un rápido aumento de la velocidad de deformación hasta la rotura, que se ve facilitada por la disminución de sección que experimenta la probeta. Página 4 4. El ensayo de fluencia lenta o creep pretende determinar, mediante el alargamiento de la probeta, los efectos de cargas de larga duración que están por debajo del límite elástico. 5. Las curvas de ensayo permiten determinar, con la ayuda de un gráfico, la velocidad mínima de deformación. Con este último valor, a su vez, se puede calcular la cantidad de horas para una deformación establecida. Ensayos de choque 1. El objetivo del ensayo de impacto Charpy es el de determinar la fragilidad o capacidad de un material de absorber cargas instantáneas o energía durante la fractura del mismo, donde esta energía absorbida es una medida de resistencia a la fractura. Además, otra aplicación que posee es la de comprobar los distintos grados de revenido que pueden alcanzarse en los aceros, como también verificar el correcto recocido o forjado de los mismos. En conclusión, se puede decir que el ensayo de choque se realiza para comprobar si una máquina o estructura fallará por fragilidad bajo las condiciones que le impone su empleo, muy especialmente cuando las piezas experimentan concentración de tensiones por cambios bruscos de sección, maquinados incorrectos, bajas temperaturas, o bien verificar el correcto tratamiento térmico del material ensayado. Dichos ensayos se realizan generalmente en máquinas denominadas péndulos o martillos pendulares, en las que se verifica el comportamiento de los materiales al ser golpeados por una masa conocida que se deja caer desde una determinada altura. Pero, en el método Charpy, se utilizan probetas entalladas (estado triaxial de tensiones) y velocidades de Página 5 deformación de 4,5 a 7 m/s, siendo el entorno recomendado por las normas el de 5 a 5,5 m/s. Las probetas se colocan simplemente apoyadas sobre la mesa de la máquina y de forma tal que la entalladura se encuentre del lado opuesto al que va a recibir el impacto. 2. Se le llaman efectos fragilizantes a aquellos factores que, actuando juntos, modifican las características mecánicas de los metales. Luego de diversos estudios realizados, se pudo comprobar que los causales más importantes de esas variaciones son los siguientes: • La rapidez en la aplicación de la carga, que produce variaciones en la velocidad de la deformación producida. • El estado complejo de las tensiones, que se generan por el efecto forma. • Las bajas temperaturas, que disminuyen la tenacidad de los metales. 3. La velocidad de aplicación de la carga influye sobre los materiales debido a que, por ejemplo, una variación brusca en la misma, como un golpe, puede demorar el inicio de la deformación plástica y limitarla a valores inferiores a los observados en solicitaciones estáticas. Página 6 4. La fragilidad de un material depende de las características mecánicas del mismo, de la temperatura a la que se encuentre y de la velocidad de carga que se le aplique. 5. Se le llama temperatura de transición a aquella en la cual el material cambia su capacidad de deformación y se transforma, es decir, pasa de ser dúctil a ser frágil. La misma es importante ya que, al averiguarla, se puede observar en qué medida, y a que temperatura, se quiebra un material bajo la influencia de la temperatura. En un ensayo de choque, la temperatura de transición se obtiene mediante la elevación exponencial de la temperatura, en todos sus rangos, sobre distintos materiales. 6. Al producirse un aumento en el porcentaje de carbono de los aceros, se provoca una disminución de la tenacidad del material, manifestándose a su vez con una disminución de la energía de rotura a temperatura ambiente (de aproximadamente 300 a 15 Joule) y un aumento en la temperatura de transición (de aproximadamente -70 a 100°C). Es decir, en conclusión, el carbono de los aceros influye en la temperatura de transición, y en otros factores, al aumentarla. 7. Los tratamientos térmicos originan variaciones en el comportamiento de la temperatura de transición bajo efectos dinámicos de choque. 8. ¿Es igual a la 6?
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