4.4. Ensayo de tracción

Actividad

El ensayo de tracción analiza el comportamiento de un material ante un esfuerzo progresivo de tracción hasta su rotura. Todo el proceso del ensayo está normalizado según las normas UNE 7474.

El ensayo de tracción se realiza mediante una máquina universal de tracción que provoca la deformación de una probeta del material a ensayar al aplicarle una carga progresiva en sentido axial. 

La máquina al realizar el ensayo de tracción, nos va a proporcionar una gráfica donde vamos a relacionar:
  • la fuerza aplicada "F" (eje vertical)
  • el incremento de longitud "Δl" que sufre la probeta (eje horizontal)
En el diagrama Final del ensayo de Tracción o DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACIÓN (ver figura a continuación), vamos a escalar los valores anteriores, por los valores iniciales (S0, l0) y nos relaciona la tensión con la deformación:
  • Eje vertical, la tensión σ = (F/S0)
  • Eje horizontal, la la deformación e = (Δl/l0)
Diagrama esfuerzo-deformación
Imagen elaboración propia

Esta curva esfuerzo-deformación varía de un material a otro, e incluso otros materiales presentan curvas distintas; es el caso del acero. La evaluación del ensayo de tracción se realiza a partir de la curva tensión-deformación. Veremos a continuación los parámetros que podemos obtener de ella: tensiones, módulo elástico, deformación, etc.

El diagrama anterior se puede clasificar en dos zonas: que son las zonas que un material presenta en cuanto a su comportamiento ante un esfuerzo de tracción:

  • Zona elástica
    • Zona de proporcionalidad (OA).
    • Zona no proporcional (AB).
  • Zona plástica.
    • Zona de deformación plástica uniforme o zona de límite de rotura (CD).
    • Zona de rotura o zona de estricción o zona de deformación plástica localizada (DE)

Tensión de tracción (σt)

 

Para cualquier punto de la gráfica anterior, se calcula como el cociente entre la fuerza de tracción soportada por la probeta y su sección transversal inicial. Se expresa en fuerza por unidad de superficie: Pascales (PA en el Sistema Internacional), o en MPa, o en Kp/cm2

Límite elástico (σE)

También se puede definir como la máxima tensión que el material es capaz de soportar sin sufrir deformaciones permanentes.

 

Si miramos la gráfica anterior, σE , es la tensión en el límite superior de esta zona proporcional, es decir en el punto A.

 

Modulo de elasticidad o Módulo de Young (E)

Es la relación entre la tensión realizada y la deformación que provoca en el tramo lineal de la curva tensión-deformación (región elástica, zona proporcional OA).

 


 

Sus unidades son MPa o N/mm2, o bien los Kp/cm2. También podemos expresarlo como:

 

Tensión de tracción a rotura (σR)

Es la tensión de tracción soportada por la probeta en el punto "D", que es en la gráfica anterior es el valor máximo de tensión que soporta la probeta.