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NORMA CHILENA OFICIALNACIONAL DE NORMALIZACION

INSTITUTO

m

INN-CHILE

Productos metlicosMetallic products

- Ensayo de traccin

- Tensile test

Primera edici6n : 1972 Reimpresi6n : 1999

Descriptores:CIN

metales, ensayos, ensayo de tensidn

INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION INN COPYRIGHT 9 1982 : ' Prohibida reproduccin y venta : Metlaa CouriClo N* 64. 6* Plso. Santiago, Chile Direccin : 995 Santiago 1 - Chile Casilla : + (56 2) 441 0330 Centro de Documentacibn v Venta de Normas 15. Piso) : + 156 2) 441 0425 Tel4fonoa Tslefax : + 156 2) 441 0427 Centro de Documentacin y Venta de Norma8 (5. Piso) : + 158 21 441 0429 lnternet : inn@entelchiIo.net Miembro de : ISO Ilnternatlonal Organiiation for Standardilalion) COPANT lComiri6n Panamericana de Norma. Tkntcas)

-

lndice

PginaPrembulo1

111

Alcance Referencias Terminologla Terminologfa general. Terminologla de los aparatos o artefactos. Terminologla relativa Terminologla relativa al ensayo. Slmbolos y designaciones Resumen del metodo Significado, interferencias y limitaciones en la determinacin de propiedades. Aparatos Calibracin Extracci6n de muestras Probetas Formas. Probetas proporcionales. Probetas no proporcionales. Confeccin de probetas y seleccin de mordazas. Temperatura de ensayo Preparacin y cilculos preliminares de probeta

11

23

2

3.1

2

3.23.33.4

23

34

4

55.2

6 6

lndice

PginaProcedimiento Velocidad de ensayo Perodo o intervalo elstico. Periodo o intervalo plstico. Grtfico alargamiento1 carga Obtencin y expresi6n de resultados Lmite de fluencia. Informe ANEXO

1111

1111

12

12

1215

21

NORMA CHILENA OFICIAL

Productos metlicos

- Ensayo de traccin

PrembuloEsta norma establece la terminologla relacionada con el ensayo de traccin y el metodo normal de ensayo a la traccin para probetas extraldas de productos metlicos ferrosos y no ferrosos y explica los terminos usados en este ensayo. Esta norma es una revisin y reemplaza a la norma NCh200.0f65, Ensayos de traccin para el acero, declarada norma chilena Oficial de la Repblica por Decreto N0275 del Ministerio de Obras Pblicas, de fecha 5 de Marzo de 1965. Esta norma concuerda con las Recomendaciones siguientes: INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION ISO R 82, Tensile Testing of Steel; ISO R 86, Tensile Testing of Steel Sheet and Strip; ISO R 205, Determination of proof stress and proving test for steel at elevated temperatures; ISO R 282, Tensile Testing of Steel; ISO R 783, Determination of lower vield stress and proof stress and proving test. COMlSlON PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS, COPANT R 2. Ensayo de traccidn para acero. Adems en el estudio de esta norma se han tenido a la vista entre otros documentos los siguientes: AMERICAN SOCIETY FOR TESTING ANO MATERIALS. E 4-64 Verification of Testing Machines; E 7 4 - 6 4 Verification of Calibration Devices for Verifying Testing Machines ; E 83-67 Verification and Classification of Extensometers; E 8-69 Tension Testing of Metallic Materials; A 370-72 Mechanical Testing of Steel Products.

INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS, ICONTEC. Productos metlicos. Ensayo de traccin. C2.2 64. INSTITUTO DE RACIONALIZACION Y NORMALIZACION, UNE Propuesta UNE 7262 Ensayo de traccin de productos de acero a temperatura ambiente. Propuesta UNE 7265, Ensayo de tracci6n de alambres de acero. Propuesta UNE 7277, Ensayo de traccin de chapas, bandas y flejes de acero de espesor inferior a 3 mm. Propuesta UNE 7281, Verificacin de la escala de cargas de las mquinas de ensayo de traccin. AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE, ANSI, G60.1-1969 Mechanical testing of steel products, Methods and definitions. 21 15.1-1 966, Verification of Testing Machines, Methods of. 2 1 15-2-1966, Verification of calibration Devices for Verifying testing machines; 21 68.2-1 969, Verification and classification od Extensometers. El Comitt5 "Aceros. Anlisis qulmico y ensayos flsicos y mecnicosn de la Especialidad "Metalurgia" de INDITECNOR inici el estudio de esta norma en Septiembre de 1971 y le di6 termino en Octubre de 1972. En este Comitk colaboraron, mediante participacin directa o por correspondencia, las entidades y personas siguientes: Asociacin de Industriales Metalrgicos, ASIMET Centro de Servicios Metalrgicos, CESMEC Empresa Nacional del Petrbleo, ENAP lnstituto de lnvestigaciones y Ensayes de Materiales de la Universidad de Chile, IDIEM lnstituto Nacional de lnvestigaciones Tecnol6gicas y Normalizaci6n, INDITECNOR lnstituto Nacional de Capacitaci6n Profesional Kenneth O. Pearson Manufacturas de Cobre, S.A., MADECO Asesor del H, Consejo de INDITECNOR Arturo Ramlrez C. Enrique Mac Millan Humberto Cancino Mauricio Ossa M. Miguel Dyvinetz T. Mario Cerda A. Eduardo Parada K. lsmael Valenzuela P. Carlos HCIerning D.

@

Esta norma estuvo en consulta pblica en Agosto-Octubre de 1972. Esta norma ha sido aceptada por el Director del lnstituto Nacional de lnvestigaciones Tecnol6gicas y Normalizaci6n, INDITECNOR, Ing. Hugo Brangier M., con fecha 7 de Noviembre de 1972 y aprobada en la sesi6n del H, Consejo del Instituto, efectuada el 24 de Abril de 1973, que cont6 con la asistencia de los seflores Consejeros: C6sar Caracci O.; Edmundo Ganter B.; Federico Lastra F.; lven Molina C. Esta norma ha sido declarada norma chilena Oficial de la Repblica, por Resoluci6n NO10 del Ministerio de Economla, Fomento y Reconstrucci6n, de fecha 8 de Febrero de 1974, publicada en el Diario Oficial N028.803 del 16 de Marzo de 1974.

Observaciones.En el texto se citan slo normas NCh. Esta norma es una reedicin sin modificaciones de la norma Oficial NCh200.0f74 Productos metlicos - Ensayo de traccin, vigente por Resolucin N o l o del Ministerio de Economa, Fomento y Reconstruccin, de fecha 8 de Febrero de 1974.

NORMA CHILENA OFICIAL

Productos metlicos - Ensayo de traccin

1 Alcance1.1 Esta norma establece la terminologla relacionada con el ensayo de traccin y el metodo normal de ensayo a la traccin para probetas extraldas de productos metlicos ferrosos y no ferrosos y explica los terminos usados en este ensayo.1.2 Esta norma establece ademas las formas m8s comunes de preparacin de probetas.

1.3 Esta norma se aplica al ensayo a la tracci6n de todo producto met8lico ferroso o no ferroso, para el cual se especifique este ensayo en sus normas particulares, introduci4ndose las variantes necesarias que ella indiquen tales como: velocidad de aplicacin de carga, extraccin, preparacidn y sujeci6n de probetas etc. En tal caso, las especificaciones de las normas particulares, de cada producto primar4n sobre las de esta norma.

1.4 Esta norma no se aplica a los alambres de resistencia a la rotura elevada, en los que n o se puede enderezar las probetas y a los cuales se aplicar8 una norma especial para este ensayo.

2 ReferenciasNCh3 113 Magnitudes y unidades

- Parte 3: Mecanica

3 Terminologia3.1 Terminologa general3.1.1 deformacin unitaria: variacin dimensional unitaria debida a la carga (esfuerzo) aplicada, sea en el tamao o la forma del cuerpo con respecto a su tamao o forma inicial. Se expresa en % o en mm/mrn. El alargamiento es un caso particular de deformacin. 3.1.2 ensayo de traccin: ensayo que consiste en aplicar a la probeta, en direccin axial, un esfuerzo de tracci6n creciente, generalmente hasta la rotura, con el fin de determinar una o ms de las propiedades mecnicas que se mencionan en esta norma. 3.1.3 propiedades mecnicas: propiedades del material asociadas a las reacciones elsticas o inelsticas, cuando se le aplica una carga, y que establecen relaciones tensin- deformacin, (ver figura 1 y 1 0 al 17).

3.1.4 resistencia: tensin mxima que puede soportar u n material a determinada solicitacin mecnica.

3.1.5 tensin: intensidad, en u n punto de un cuerpo, de las fuerzas internas o de sus componentes que actan en un plano dado a traves del punto. Se expresa en unidad fuerza por unidad 'inicial de superficie1'3.1.5.1 tensin de traccin: cuociente entre la carga y el rea transversal de la seccin inicial de la probeta, en cualquier instante del ensayo. Se conoce tambien por carga uniren's. 3.1 -5.2 tensin correspondiente a un alargamiento permanente prescrito: tensin a la cual corresponde, despues de la supresibn de la carga, un alargamiento permanente prescrito expresado en % de la longitud inicial entre marcas. El valor prescrito es frecuentemente igual a 0,1; 0 , 2 ; 0,06%.

i$')l "

3.2 Terrninologla da l o s aparatos o artefactos3.2.1 extensbmetro: artefacto destinado a medir deformaciones lineales. 3.2.2 mequina de ensayo: artefacto mecnico por medio del cual se aplica una carga a la probeta de ensayo. Comnmente la magnitud de la carga y la velocidad de aplicacin de ellas puede ser variada a voluntad del operador. 3.2.3 mordazas: elementos de sujecin de las probetas a los cabezales de la mquina de ensayo, a traves de los cuales se transmite la carga.

')2

Se expresa generalmente en Nlm' ikgflm') o ~ l m m Ikgflmm'), ver ademds nota (xxxl en la tabla 1. '

3.3 Terminologa relativa a las probetas3.3.1 longitud de La zona calibrada de la probeta, Lc: parte de la probeta preparada para marcar la longitud inicial, (ver figuras 3 y 4). 3.3.2 longitud entre marcas: longitud de la parte cilndrica o prismtica de la probeta de ensayo, en cualquier momento antes o durante el ensayo, sobre la cual se mide el alargamiento; se expresa en mm. Se conocen, fundamentalmente: 3.3.2.1 longitud inicial entre marcas Lo: distancia entre las marcas de referencia antes de ser ensayada la probeta. 3.3.2.2 longitud final entre marcas, Lu: distancia final entre las marcas de referencia despues de la rotura de la probeta, cuando las partes de la misma han sido cuidadosamente unidas y alineadas. 3.3.3 probeta: trozo o porcin de material, extraido del producto metlico por ensayar, debidamente preparado segn las especificaciones de esta norma y las variaciones indicadas en la norma particular del producto. Puede ser: longitudinal, transversal, un trozo del producto sin preparacin especial o trabajado segn especificaciones. 3.3.4 probeta no proporcional: probeta en la cual la longitud inicial entre marcas tiene un valor fijo que es independiente de la seccin inicial; entre ellas se usan comnmente 5 0 mm; 50,8 mm; 200 mm; 203,2 mm u otros. 3.3.5 probeta proporcional: probeta para la cual la relacin LoISo guarda un valor determinado, tales como: 4; 5,65; 8,16 y 1 1,3. 3.3.5.1 probeta proporcional normal: probeta para la cual la relacin LoISo tiene valor 5,65. 3.3.6 seccin, S: &ea transversal de la probeta; se expresa en mmz. Se conocen, fundamentalmente: 3.3.6.1 seccin inicial, So: secci6n de la probeta, en la zona calibrada, antes de iniciar el ensayo.

3.3.6.2 seccin final, Su: la menor seccin de la probeta en la zona calibrada, despuesde la rotura.

3.4 Terminologia relativa al ensayo

'

3.4.1 alargamiento permanente porcentual: variacin de longitud entre marcas de la probeta de ensayo sometida previamente a una tensin prescrita y despues descargada; se expresa en % de la longitud inicial entre marcas. El slmbolo de este alargamiento se completa con un lndice que indica la tensin prescrita A, %

NCh2003.4.2 alargamiento porcentual despues de la rotura, A: valor dado por la frmula:

3.4.3 carga: fuerza aplicada en cualquier instante del ensayo. En esta norma se utilizar en relacin con la fuerza de traccin. 3.4.4 carga en el limite de fluencia, Fe: carga para la cual el alargamiento de la probeta aumenta por primera vez sin aumento o con disminucin de la carga.

3.4.5 carga final, Fu: carga que soporta la probeta en el momento de la rotura.3.4.6 carga mcxima. Fm: la mayor carga que soporta la probeta durante el ensayo. 3.4.7 estriccin porcentual, 2: valor dado por la frmula:

3.4.8 limite de fluencia, Re: si durante el ensayo se observa una calda de la carga, la tensibn correspondiente al valor ms alto de dicha carga se denomina: Limite superior de fluencia, ReH, y la tensin correspondiente a la menor carga subsiguiente observada se denomina Limite inferior de bluencia, ReL, (ver figuras 10; 1 1 y 12). 3.4.9 //mte de fluencja convencional (no proporcional/l, Rea, (a = 0,1; 0,2%): es la tensin a cuya carga corresponde un alargamiento proporcional permanente prescrito.

3.4.10 l'mite de fluencia total bajo carga, Rec: es la tensin a cuya carga corresponde un alargamiento total, (un alargamiento elastico ms un alargamiento remanente) igual a un porcentaje e % prefijado, (ver figura 15).

Q') V

3.4.11 I/mle de ffuencia con alafgam/ento remanente, Rec tensi6n a cuya carga corresponde un alargamiento remanente del porcentaje e % prefijado, (ver figura 16).3.4.12 resistencia a la traccidn, Rm: valor dado por la f6rmula, (ver figura 17).

4 Smbolos y designaciones4.1 Los slmbolos y designaciones se resumen en tabla 1 y se ilustran en figuras 1; 2; 3; 4 y 5, (ver pgina 16).

TABLA 1 - Resumen de sfmbolos, designaciones y unidades de medida. SIMBOLO

1 DESIGNACIONES 1 1 Dimetro de la seccibn, cuando la probeta tiene seccin circular. En 1el caso de otras secciones, el dimetro de la mds pequea circunferencia circunscrita a la secci6n ') Espesor de la probeta (plana) Ancho transversal de la zona calibrada de la probeta (plana) Longitud inicial entre marcas Longitud de la zona calibrada de la probeta Longitud total Longitud final entre marcas Secci6n inicial de la zona calibrada de la probeta Secci6n mfnima despues de la rotura de la probeta Carga en el llmite de fluencia Carga mhxirna Carga final o carga en el momento de rotura Alargamiento permanente despues de la rotura Alargamiento porcentual de rotura Resistencia a la traccin Llmite de fluencia Lfmite de fluencia aparente superior Lfmite de fluencia aparente inferior Llmite de fluencia convencional Llmite de fluencia total bajo carga Lfmite de fluencia con alargamiento permanente Estriccin porcentual

UNIDAD

1

Lo") Lc Lt Lu So Su Fe Fm Fu Lu-Lo A Rm") Re*..) ReH ReL Rea Rec Rer

z

mm mm rnm mrn mm mm mma mma N (XXX) N N mm % Nlmma Nlmm2 Nlmma N/mma Nlmma N/mma Nlrnrna %

'1 La mbs pequen8 circunferencia circunscrita es la que encierra la seccin y que pasb por dos venices a lo menos.") Los slrnbolos Lo y Rrn, se pueden reemplazar respectivamente por L y posibilidad de confundirlos.

R

cuando no hubiera

' * o ) En esta norma se considera que los terminos llmites elbsticos, llmites de proporcionalidad y llmite de fluencia corresponden al mismo punto del diagrama carga-alargamientos, se ha usado Llmiie de fluencle por correspondencia con el ingles (yield point)XXX)

De acuerdo con NCh31/3, 1 kgf = 9,806 65

N,

5 Resumen del metodo5.1 Se somete una probeta de las caractersticas indicadas en esta norma a un esfuerzo de traccin creciente, generalmente hasta la rotura, con el fin de determinar una o ms de las propiedades mecnicas del material que se menciona en esta norma.

5.2 Significado, interferencias y limitaciones e n l a determinacin de propiedadesLos resultados obtenidos en la determinacin de propiedades mecnicas en un ensayo de traccin especfico o individual dependen de: a) Los tratamientos trmicos a que se haya sometido el material.b) Las manipulaciones mecnicas que hubiera sufrido.

c) La razn o velocidad de deformacin a la que se efecta el ensayo, la que a su vez depender de la velocidad de aplicacin de las cargas, la geometrla de la probeta, las caracterlsticas de la mquina de ensayo y el sistema de mordaza2'. d) El trabajo en frlo con produccin de acritud sobre la probeta, puede alterar o destruir el fen6meno de fluencia. En estos casos podra medirse el limite de fluencia convencional o bajo carga, considerando que no corresponde exactamente al anterior para determinado material.

6 Aparatos6.1 MBquina para ensayo de traccin, que cumpla las condiciones siguientes: 6.1.1 Estar provista de dispositivos apropiados que aseguren la aplicaci6n axial de la carga a la probeta3', por ejemplo, tener un mecanismo de r6tula. 6.1.2 Permitir la aplicacidn progresiva de la carga, sin choques ni vibraciones. 6.1.3 Permitir cumplir las condiciones relativas a la velocidad del ensayo especificado en esta norma. 6.1.4 Permitir la lectura de la carga con una precisi6n compatible con la especificaci6n del material con que se ensaya.

)

La razbn o velocidad de deformaci6n tiene gran influencia en los llmites de fluencia, convencionaks y aparentes. Tiene menor importancia. en cambio, en la determinacibn de la resistencia a la traccin. el porcentaje de alargamiento de rotura y el porcentaje de estriccibn. Esto es particularmente importante en el ensayo de materiales frdgiles o quebradizos o para determinar correctamente el llmite de fluencia.

)

6

6.2 Extensmetro, de la precisin necesaria a los resultados que se deseen obtener; se preferir aparatos cuya precisin sea del 5%. 6.3 Medidor de alargamiento, el alargamiento se medir con instrumentos que permitan una precisin del 1 % del alargamiento remanente especificado.6.4 Medidor de estriccin, se usar un micrmetro calibrado en 11100 nrn. 6.5 Mordazas, apropiedas para cada producto y tipo de probeta, con sujecin por cuas, tornillos, rebordes, etc.

6.5.1 Se usarn los tipos indicados en figuras 6, 7, 8, 9a) y 9b). Salvo indicacin expresa, en contrario, en la norma particular del producto.

6.5.2 Para materiales sensibles o alambres finos podr utilizarse mordazas con suplementos de material blando con carborundo. Para alambres muy finos se preferir el sistema de anudado en los extremos.6.5.3 Para tubos se usar una pieza insertada en cada extremo de la probeta para asegurar un apriete correcto,(ver figura 9 b).

7 Calibracidn7.1 La mquina de ensayo se calibrar segn lo especificado en la norma chilena correspondiente, (ver anexo A.l b). La calibraci6n ser comprobada por un organismo oficial reconocido, por lo menos una vez al ano.

8 Extraccin de muestras8.1 La porci6n de material para muestras se extraer4 en la cantidad y del lugar que especifiquen las normas particulares del producto.

8.2 Cuando en la norma particular no se especifica el metodo de extraccin de muestras, esto ser materia de convenio entre comprador y productor o vendedor.

9 Probetas9.1 FormasLa seccin transversal de la zona calibrada podre ser circular, cuadrada, poligonal y, en casos especiales, de otras formas.

9.1.1 En probetas rectangulares se preferir usar una relacin ancholespesor inferior a411.

9.1.2 Las cabezas tendrn cualquier forma que se adapte a las mordazas de la mquina de ensayo. 9.1.3 La zona de transicin entre las cabezas de la probeta y la zona calibrada se obtendr por una curva suave y continua. 9.1.4 Las barras y alambres podrn ensayarse en su seccin original. 9.1.5 Se evitar en lo posible enderezar las probetas antes del ensayo. Si ello fuera necesario, se har a mano o con martillo de madera o de plstico, sobre una superficie plana del mismo material. o

9.2 Probetas proporcionales9.2.1 Productos planos de acero 9.2.1.1 Se emplear de preferencia la probeta proporcional normal, (3.3.5.1). 9.2.1.2 Longitud Lc La longitud de la zona calibrada en probetas rectangulares ser Lc = Lo 9.2.1.3 Probetas trabajadas en paquete Las probetas, de seccin rectangular, que sean trabajadas en paquetes (v. gr. cepillado) tendrn una longitud Lc tal que 1,5 &,S Lc S 2,5 & , en que So es la seccin transversal mayor de las probetas del paquete. 9.2.2 Probetas cilfndricas

+ 2 &.

l

En probetas cillndricas torneadas se emplear8 de preferencia la probeta proporcional normal (3.3.5.1 ) o aqudla en que Lo = 5 d.

El dimetro de las probetas cillndricas terminadas ser igual o superior a 4 mm. 9.2.2.3 Longitud Lc LaS Lo

longitud de la zona + d 5 Lc Lo + 2d.

calibrada,

en

probetas

cillndricas

ser

tal

que

9.2.3 Arbitraje En caso de arbitrajes se usar siempre la longitud Lc: Lo tenga suficiente material para confeccionar la probeta.9.2.4 Tolerancias

+ Zd, a

menos que no se

Las tolerancias sobre las dimensiones nominales y las tolerancias de forma en la preparacin de probetas sern las que se indican en tabla 2.TABLA 2 - Tolerancias relativas a las dimensiones de las probetas. TOLERANCIAS SOBRE LAS DIMENSIONES NOMINALES, mm

DESIGNACIONES

DlMENSlON NOMINAL e. mm

TOLERANCIAS DE FORMA * ) mm

Diametro de las probetas cillndricas torneadas, y dimensiones transversales de probetas de secci6n rectangular trabajada por las cuatro caras Dimensiones de probetas de seccin rectangular trabajadas por dos caras opuestas solamente

e s 6 6 < e s 1 0 10 < e 5 18 18 < e 5 3 0

I 0, 0 6

O 075 , I O 09 , I 0,105k

0.03 0.04 0.04 0.05 0.22 0.27 0.33 0,39 mm mm mm mm

3 10 18 30

<