Cómo realizar un ensayo de resistencia a la tracción en metales según la norma ASTM E8/E8M
Escrito por Matthew Spiret
Esta guía está diseñada para presentarle los elementos básicos de un ASTM E8/E8M prueba de tracción y proporcionará una visión general de los materiales que se necesitan para probar el equipo, el software y las muestras de tracción. Sin embargo, cualquier persona que planee realizar pruebas ASTM E8/E8M no debe considerar esta guía como un sustituto adecuado para leer el estándar completo.
¿Qué mide?
ASTM E8/E8M mide las propiedades de tracción de materiales metálicos en cualquier forma a una temperatura ambiente entre 10 – 38 grados Celsius (50 – 100 grados Fahrenheit). Aunque ASTM E8/E8M mide muchas propiedades de tracción diferentes, las siguientes son las más comunes:
- Límite elástico : la tracción a la que un material se deforma permanentemente
- Alargamiento del punto de elasticidad : la fase durante la cual un material está pasando del comportamiento elástico al comportamiento plástico.
- Resistencia a la tracción : la fuerza o tensión máxima que un material es capaz de soportar
- Reducción del área : medida de la ductilidad de un material
Sistema de prueba de materiales
Debido a que las pruebas ASTM E8/E8M se realizan en una variedad tan amplia de metales, los requisitos de fuerza del sistema pueden diferir mucho. La serie ® 6800 de Instron ofrece marcos de ensayo adecuados para ensayar desde láminas metálicas (10 kN) hasta chapas de acero (600 kN). El marco de carga de la serie 6800 incluye cojinetes precargados, tornillos de bolas de precisión, un travesaño y una viga base de gran grosor y correas de transmisión de baja tracción. Estas características contribuyen a mejorar el rendimiento, ya que producen resultados más precisos y minimizan la energía almacenada durante un ensayo, lo que resulta especialmente evidente cuando se prueban materiales de alta resistencia, como los compuestos aeroespaciales, las aleaciones metálicas y los polímeros cristalinos.
Especímenes de tracción
ASTM E8/E8M permite muchos tipos de muestras diferentes y define geometrías y dimensiones adecuadas para cada una. Las barras, los tubos, las láminas, las probetas cargadas con pasadores, las probetas redondas y los productos metalúrgicos en polvo son algunas de las muchas opciones para realizar ensayos según esta norma. Sin embargo, el espécimen más común es un rectángulo en forma de hueso de perro con una anchura de 12,5 mm (0,5 pulgadas) y una longitud de calibre de 50 mm (2 pulgadas).
Métodos de prueba
Al igual que con los estándares de prueba de metales más comunes, hay tres tipos de controles de prueba descritos: Control de la tasa de tracción, Control de la velocidad de deformación y Control de desplazamiento de la cruceta. En el caso de la norma ASTM E8/E8M, estos tipos de controles se denominan métodos A, B y C. En el vídeo que figura a continuación se analizan con más detalle las diferencias entre los métodos de control de las pruebas.
de cuña hidráulicas
Aunque hay muchas tecnologías de sujeción diferentes adecuadas para los ensayos E8/E8M (cuña, acción lateral, hidráulica, neumática, etc.), todas ellas pueden clasificarse como proporcionales o no proporcionales según la forma en que ejercen la fuerza de sujeción sobre la muestra.
Con las mordazas proporcionales, la fuerza ejercida sobre la probeta es proporcional a la carga de tracción aplicada. A medida que aumenta la carga de tracción durante una prueba, también lo hace la fuerza de agarre en la muestra. Las mordazas de cuña son una opción popular para el agarre proporcional y vienen en variedades manuales, neumáticas e hidráulicas para adaptarse a una amplia gama de aplicaciones de prueba. La forma de un mordaza en cuña es lo que le permite ejercer una presión proporcional: a medida que se aplica una fuerza de tracción a la probeta, ésta es atraída con más fuerza hacia la zona más estrecha de la cuña, aumentando la presión de agarre.
Con las mordazas no proporcionales, la fuerza de sujeción sobre la probeta permanece constante y es independiente de la carga de tracción que se aplique. Esto es típico de las mordazas de acción lateral y las mordazas de cuña hidráulica con clasificación de fatiga donde la fuerza de sujeción es generada por una fuente de energía que no está directamente asociada con la carga de tensión de la muestra. Esta fuente suele ser un suministro hidráulico de alta presión (210 bar/3000 psi o más). Una de las ventajas de las mordazas no proporcionales es que la fuerza de sujeción suele ser ajustable, lo que ofrece más ventajas potenciales de aplicación.