Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación

iEquation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación Autor: Daniel Jesús Garrido Prados Tutores: Fátima Ternero Fernández y Eduardo Sánchez Caballero Dpto. Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2020 iii Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación Autor: Daniel Jesús Garrido Prados Tutores: Fátima Ternero Fernández Eduardo Sánchez Caballero Dpto. Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2020 v Trabajo Fin de Grado: Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación Autor: Daniel Jesús Garrido Prados Tutores: Fátima Ternero Fernández Eduardo Sánchez Caballero El tribunal nombrado para juzgar el TFG arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Fecha: El Secretario del Tribunal vii Agradecimientos A mis padres, por apoyarme siempre en todas mis decisiones y hacerme mucho más liviano este ciclo de mi vida. A mi hermana, por servirme de ejemplo como estudiante. A mi abuela, por transmitirme siempre la mayor positividad. Y a mis amigos, por acompañarme en estos años y ayudarme en todo lo necesario. Daniel Jesús Garrido Prados Sevilla, 2020 ix Resumen En este trabajo se ha llevado a cabo la simulación de las curvas de tracción de cinco aleaciones metálicas (acero C45, aluminio 2011, acero 304, fundición gris y latón, con diferentes tratamientos térmicos) para diferentes condiciones de velocidad de deformación, a partir de información obtenida mediante ajuste por mínimos cuadrados de curvas reales, obtenidas experimentalmente. Este TFG se ha apoyado en ensayos realizados en trabajos previos, en los que se ensayaron versiones más primitivas del modelo. El modelo de sensibilidades, con el que, a partir de una curva de tracción de referencia se pueden determinar las variaciones que introduciría el cambio de la temperatura, es completamente nuevo en este trabajo. El estudio se ha centrado exclusivamente en la influencia de la velocidad de deformación. Se ha realizado un análisis de los resultados obtenidos que, en general, resultan satisfactorios, muy superiores a los obtenidos con los modelos previos. ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1. Comparativa entre la curva de tracción real e ingnieril ................................................................ 3 Figura 1.2. Curva de ensayo a tracción ............................................................................................................ 4 Figura 1.3. Influencia de la temperatura al esfuerzo máximo, límite elástico y alargamiento (A) ............... 5 Figura 1.4. Comparativa de la curva de ensayos entre dos probetas de aluminio 2011 con tratamiento T6, donde la gris ha sido ensayado a mayor velocidad de deformación que la naranja ........................................ 6 Figura 3.1. Universal Testing Machine de 100kN (Instron 5505) ................................................................ 21 Figura 3.2. Hoja de Excel para realizar la simulación de la curva de tracción del Acero C45 recocido ... 24 Figura 3.3. Valores de datos conocidos facilitados al programa de ajuste para facilitar su tarea ............... 23 Figura 3.4. Valores a obtener mediante el programa de ajuste ..................................................................... 23 Figura 3.5. Hoja de Excel para realizar el ajuste ............................................................................................ 24 Figura 4.1. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 recocido (R01). ............................................. 26 Figura 4.2. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 recocido (R02). ............................................. 26 Figura 4.3. Curvas de tracción y simulación del del acero C45 templado (TE01). ..................................... 27 Figura 4.4. Curvas de tracción y simulación del del acero C45 templado (T02) (descartada). .................. 28 Figura 4.5. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 templado con revenido bajo (TB1) .............. 29 Figura 4.6. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 templado con revenido alto (TA01) ............ 30 Figura 4.7. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 con sobrerrevenido (TR01) .......................... 31 Figura 4.8. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 normalizado a velocidad recomendada (N02) ............................................................................................................................................................................ 32 Figura 4.9. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 normalizado a 0,3350 mm/s (N09). ............. 32 Figura 4.10. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 normalizado a 0,1 mm/s (N12) .................. 33 Figura 4.11. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 normalizado a 0,0035 mm/s (N14). ........... 33 Figura 4.12. Comparación de los diferentes ensayos del acero C45 normalizado a velocidades de deformación diferentes ..................................................................................................................................... 35 xvii Figura 4.13. Comparación de las diferentes simulaciones del acero C45 normalizado a velocidades de deformación diferentes ..................................................................................................................................... 35 Figura 4.14. Representación normalizada de la deformación del límite elástico a la izquierda y a la derecha el intervalo de la zona de fluencia frente a la velocidad de deformación normalizada del acero C45. ....... 37 Figura 4.15. Representación normalizada de la deformación máxima a la izquierda y a la derecha la de fractura frente a la velocidad de deformación normalizada del acero C45 ................................................... 37 Figura 4.16. Representación normalizada del límite elástico superior a la izquierda y a la derecha el superior frente a la velocidad de deformación normalizada del acero C45 .................................................. 38 Figura 4.17. Representación normalizada de la resistencia máxima a la izquierda y a la derecha la resistencia a fractura frente a la velocidad de deformación normalizada del acero C45 ............................. 38 Figura 4.18. Representación normalizada del parámetro k normalizado a la izquierda y a la derecha el m normalizado frente a la velocidad de deformación normalizada del acero C45 ........................................... 39 Figura 4.19. Representación normalizada del parámetro n normalizado a la izquierda y a la derecha el ñ normalizado frente a la velocidad de deformación normalizada del acero C45 ........................................... 39 Figura 4.20. Representación normalizada del parámetro p frente a la velocidad de deformación normalizada del acero C45. .............................................................................................................................. 40 Figura 4.21. Comparación entre las tendencias de la deformación promedio a la izquierda y del esfuerzo promedio a la derecha, con la tendencia del modelo teórico de sensibilidades del acero C45. ................... 40 Figura 4.22. Curvas de tracción y simulación del acero 304 en estado de recepción (A-03)..................... 41 Figura 4.23. Curvas de tracción y simulación del acero 304 estabilizada en agua (A-01). ........................ 42 Figura 4.24. Curvas de tracción y simulación del acero 304 estabilizada en salmuera (A-11) .................. 43 Figura 4.25. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 recocido ensayada justo después del tratamiento (O-01). ........................................................................................................................................... 44 Figura 4.26. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 ensayada con un lapso después del tratamiento (O-03). ........................................................................................................................................... 44 Figura 4.27. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con recocido contra acritud (H2-01) ... 45 Figura 4.28. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con solubilización y enfriamiento lento (O1-01). ............................................................................................................................................................. 46 Figura 4.29. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con solubilización y atemperado (SH-03) ............................................................................................................................................................................ 47 Figura 4.30. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con tratamiento T7 (T7-01). ................ 48 Figura 4.31. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con tratamiento T6 a 0,0125 mm/s (T6- 01). ..................................................................................................................................................................... 49 Figura 4.32. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con tratamiento T6 a 0,335 mm/s (T6-03). ............................................................................................................................................................................ 49 Figura 4.33. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con tratamiento T6 a 0,1 mm/s (T6-05). ............................................................................................................................................................................ 50 Figura 4.34. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con tratamiento T6 a 0,0035 mm/s (T6- 07). ..................................................................................................................................................................... 50 Figura 4.35. Comparación de los diferentes ensayos del aluminio 2011 T6 a velocidades de deformación diferentes. ........................................................................................................................................................... 51 Figura 4.36. Comparación de las diferentes simulaciones del Aluminio 2011 T6 a velocidades de deformación diferentes. .................................................................................................................................... 52 Figura 4.37. Representación normalizada de la deformación del límite elástico a la izquierda y a la derecha el intervalo de la zona de fluencia frente a la velocidad de deformación normalizada del aluminio 2011 . 53 Figura 4.38. Representación normalizada de la deformación máxima a la izquierda y a la derecha la de fractura frente a la velocidad de deformación normalizada del aluminio 2011 ............................................ 54 Figura 4.39. Representación normalizada del límite elástico superior a la izquierda y a la derecha el superior frente a la velocidad de deformación normalizada del aluminio 2011 ........................................... 54 Figura 4.40. Representación normalizada de la resistencia máxima a la izquierda y a la derecha la resistencia a fractura frente a la velocidad de deformación normalizada del aluminio 2011....................... 54 Figura 4.41. Representación normalizada del parámetro k normalizado a la izquierda y a la derecha el m normalizado frente a la velocidad de deformación normalizada del aluminio 2011 .................................... 55 Figura 4.42. Representación normalizada del parámetro n normalizado a la izquierda y a la derecha el ñ normalizado frente a la velocidad de deformación normalizada del aluminio 2011 .................................... 55 Figura 4.43. Representación normalizada del parámetro p frente a la velocidad de deformación normalizada del aluminio 2011. ....................................................................................................................... 56 Figura 4.44. Comparación entre las tendencias de la deformacón promedio a la izquierda y del esfuerzo promedio a la derecha, con la tendencia del modelo teórico de sensibilidades del aluminio 2011 ............. 56 Figura 4.45. Curvas de tracción y simulación del latón a 0,0125 mm/s (L-01). .......................................... 57 Figura 4.46. Curvas de tracción y simulación del latón a 0,335 mm/s (L-03). ............................................ 57 Figura 4.47. Curvas de tracción y simulación del latón a 0,1 mm/s (L-05). ................................................ 58 xix Figura 4.48. Curvas de tracción y simulación del latón a 0,0035 mm/s (L-08) .......................................... 58 Figura 4.49. Comparación de los diferentes ensayos del latón a velocidades de deformación diferentes 59 Figura 4.50. Comparación de las diferentes simulaciones del latón a velocidades de deformación diferentes ............................................................................................................................................................................ 60 Figura 4.51. Representación normalizada de la deformación del límite elástico a la izquierda y a la derecha el intervalo de la zona de fluencia frente a la velocidad de deformación normalizada del latón ................ 60 Figura 4.52. Representación normalizada de la deformación máxima a la izquierda y a la derecha la de fractura frente a la velocidad de deformación normalizada del latón............................................................ 61 Figura 4.53. Representación normalizada del límite elástico superior a la izquierda y a la derecha el superior frente a la velocidad de deformación normalizada del latón. .......................................................... 61 Figura 4.54. Representación normalizada de la resistencia máxima a la izquierda y a la derecha la resistencia a fractura frente a la velocidad de deformación normalizada del latón ...................................... 62 Figura 4.55. Representación normalizada del parámetro k a la izquierda y a la derecha el m frente a la velocidad de deformación normalizada del latón ........................................................................................... 62 Figura 4.56. Representación normalizada del parámetro n a la izquierda y a la derecha el ñ frente a la velocidad de deformación normalizada del latón ........................................................................................... 63 Figura 4.57. Representación normalizada del parámetro p frente a la velocidad de deformación normalizada del latón........................................................................................................................................ 63 Figura 4.58. Comparación entre las tendencias de la deformación promedio a la izquierda y del esfuerzo promedio a la derecha, con la tendencia del modelo teórico de sensibilidades del latón. ........................... 64 Figura 4.59. Curvas de tracción y simulación de la fundición gris a 0,0125 mm/s (F-02). ........................ 64 Figura 4.60. Curvas de tracción y simulación de la fundición gris a 0,335 mm/s (F-04). .......................... 65 Figura 4.61. Curvas de tracción y simulación de la fundición gris a 0,1 mm/s (F-05). .............................. 65 Figura 4.62. Curvas de tracción y simulación de la fundición gris a 0,0035 mm/s (F-07). ........................ 66 Figura 4.63. Comparación de los diferentes ensayos de la fundición gris a velocidades de deformación diferentes. .......................................................................................................................................................... 66 Figura 4.64. Comparación de las diferentes simulaciones de la fundición gris a velocidades de deformación diferentes. .......................................................................................................................................................... 68 Figura 4.65. Representación normalizada de la deformación del límite elástico a la izquierda y a la derecha el intervalo de la zona de fluencia frente a la velocidad de deformación normalizada de la fundición gris ............................................................................................................................................................................ 69 Figura 4.66. Representación normalizada de la deformación máxima a la izquierda y a la derecha la de fractura frente a la velocidad de deformación normalizada de la fundición gris. ......................................... 69 Figura 4.67. Representación normalizada del límite elástico superior a la izquierda y a la derecha el superior frente a la velocidad de deformación normalizada de la fundición gris. ........................................ 70 Figura 4.68. Representación normalizada de la resistencia máxima a la izquierda y a la derecha la resistencia a fractura frente a la velocidad de deformación normalizada de la fundición gris ..................... 70 Figura 4.69. Representación normalizada del parámetro k a la izquierda y a la derecha el m frente a la velocidad de deformación normalizada de la fundición gris .......................................................................... 71 Figura 4.70. Representación normalizada del parámetro n a la izquierda y a la derecha el ñ frente a la velocidad de deformación normalizada de la fundición gris .......................................................................... 71 Figura 4.71. Representación normalizada del parámetro p frente a la velocidad de deformación normalizada de la fundición gris. ..................................................................................................................... 71 Figura 4.72. Comparación entre las tendencias de la deformación promedio a la izquierda y del esfuerzo promedio a la derecha, con la tendencia del modelo teórico de sensibilidades de la fundición gris ........... 71 Figura 6.1. Probeta cilíndrica usada para los ensayos a tracción .................................................................. 72 xxi 1 1 INTRODUCCIÓN 1.1 Ensayo a tracción Este trabajo se centra en la obtención del comportamiento mecánico de determinados metales mediante el ensayo de tracción, debido a que es uno de los más importantes para este tipo de materiales. Se hará una breve explicación de este ensayo y las propiedades a obtener. Para ello, nos tendremos que apoyar en los fundamentos teóricos que se han estudiado a lo largo de los años sobre el comportamiento de los materiales frente a una carga de tracción, a diferentes temperaturas y velocidades. En primer lugar, se explicará de manera breve cómo se ha llevado a cabo el ensayo de tracción realizado, consistente en la aplicación de una carga uniaxial sobre una probeta del material elegido, cuyas dimensiones están normalizadas según la norma UNE-EN ISO 6892-1. Esta aplicación de carga se realiza mediante una máquina universal de ensayos, dotada de unas mordazas para la sujeción de la probeta. Solo una de las mordazas es móvil. En esencia, un ensayo de tracción consiste en estirar una probeta de material hasta que rompe. Debido a la aplicación de la carga, la probeta sufrirá unos esfuerzos que provocarán su deformación y su correspondiente aumento de longitud en la dirección de la aplicación de la carga (longitudinalmente), hasta que finalmente se produce su rotura. Al mismo tiempo que se produce este incremento de longitud, la probeta sufrirá una reducción de área, es decir, se acortará transversalmente. En realidad, existen dos modalidades de ensayos de tracción: por control en desplazamiento y por control en carga. En la primera modalidad se establece el ritmo constante al que se irá incrementando la deformación uniaxial de la probeta. En la segunda, lo que se establece es el ritmo con el que se incrementa la carga uniaxial que se aplicará en cada instante. En este trabajo se ha optado por la modalidad de control en desplazamiento, ya que este permite diferenciar las diferentes etapas del comportamiento de nuestro material (incluida la zona de fluencia). Los esfuerzos y deformaciones obtenidas a partir de este ensayo son las conocidas como ingenieriles. Esto es así porque son referidas a las dimensiones originales de la probeta, por lo que serán más realistas cuanta menor sea la deformación de la muestra, por ejemplo, en la zona elástica, donde la deformación suele ser muy pequeña. El valor correspondiente del esfuerzo ingenieril es: 𝑠 =𝐹/𝐴0 ( 1 ) Introducción 2 donde Ao representa el área de la sección inicial de probeta. El esfuerzo real, Ec. (1) y su relación correspondiente al ingenieril, Ec. (3), serán: 𝜎 = 𝐹/𝐴 ( 2 ) 𝜎 =𝑠∙ (1 + 𝑒) ( 3 ) siendo A el área en cada instante de tiempo y e la deformación ingenieril. A su vez, la deformación real, 𝜀, y la ingenieril tendrá su relación: 𝜀 =𝑙𝑛(1+𝑒) ( 4 ) (Estas relaciones, no obstante, no son válidas superado el máximo de la curva). Como se puede observar, cuanto mayor es la deformación, mayor será la diferencia entre estas, sobre todo, en la zona plástica, cuando se produce una gran estricción de la probeta reduciéndose bastante el área, que es algo que las variables ingenieriles no tienen en cuenta. Superado el máximo de la curva, deberíamos plantearnos usar las variables reales con las dimensiones en cada instante de tiempo, sin embargo, la industria, se prefiere trabajar con las ingenieriles, tales como el sector de la metalurgia, siderurgia y de la construcción, para comprobar la calidad de sus materiales o en el sector aeronaútico, para obtener diferentes parámetros necesarios para el uso de los materiales compuestos. Este tipo de ensayo va a permitir obtener unos valores muy importantes, que se usan en el mundo de la industria para determinar la utilización o no de un material dependiendo de los requerimientos mecánicos. Los valores más importantes son el módulo de Young, E, el límite elástico, sLE y su correspondiente deformación eLE, la resistencia máxima a tracción, sM y su correspondiente deformación eM, la resistencia a la fractura sF y su correspondiente deformación eF y la curva esfuerzo (s) frente a deformación (e), que permite visualizar su comportamiento de una manera clara. En primer lugar, nuestro material tendrá un comportamiento elástico lineal hasta llegar a un cierto valor de carga, que es el llamado límite elástico, en esta zona el material tendrá una deformación proporcional a la aplicación de la carga, lo cual se observa gráficamente como una pendiente constante, que es lo que se conoce como módulo de Young, E, mencionado anteriormente y el cual permite relacionar el esfuerzo con la deformación en esta etapa. Es lo que se conoce como Ley de Hooke: E=σ/ε ( 5 ) 3 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. Figura 1.1. Comparativa entre la curva de tracción real e ingnieril. [2] Tras llegar a ese valor, para algunos metales, en el paso al comportamiento elástico al plástico, el material experimenta un estado de transición que se conoce como un estado de fluencia, el cual se caracteriza porque al principio el esfuerzo aumenta considerablemente y seguidamente disminuye hasta un valor donde el material se deforma a un esfuerzo casi constante, con leves oscilaciones, hasta llegar a un valor de deformación que puede ser hasta de 0,05 y que superficialmente se puede apreciar por la aparición de lo que se conoce como Bandas de Lüders, dando lugar a un defecto superficial que se aprecia a 45º de la dirección de carga. Tras acabar esta zona de fluencia, entramos en la etapa plástica del material, donde al retirar la carga, este recuperará la deformación producida en la zona elástica, pero tendrá una deformación residual correspondiente a esta nueva etapa. A medida que el material plastifica, se produce lo que se conoce como endurecimiento por deformación, por lo que, para aumentar la deformación del material, habrá que aumentar la carga aplicada, como se aprecia en la Fig. 1.2. Primero hay un comportamiento plástico uniforme, que llega hasta el valor de resistencia máxima a tracción, el cual, para materiales metálicos como los que se tratan en este trabajo, se puede aproximar mediante la Ecuación de Hollomon: 𝜎 =𝑘∙𝜀𝑛 ( 6 ) siendo k el coeficiente de resistencia y n el exponente de endurecimiento por deformación, cuyos valores dependen del material a tratar. Introducción 10 fusión (sólidus) del material (ºC) y ft máx es el máximo valor que puede tomar el factor ft (mayor o igual que 1). Observe que se cumple que si t = ta, entonces ft = 1 y que si t = ts, entonces ft = ft máx. Por otro lado, en la segunda ecuación de la Tabla 1.1, que define el factor de sensibilidad con el ritmo de deformación, v representa la velocidad con la que se realiza el ensayo, vR es la velocidad de referencia recomendada por la norma y vmáx es la velocidad máxima que permite la norma, y fd máx el máximo valor que puede tomar el factor fd (mayor o igual que 1). Advierta que se cumple que si v = vR, entonces fd = 1 y que si v = vmáx, entonces fd = fd máx. Dado que un material no responde frente al ritmo de deformación del mismo modo a una temperatura que a otra superior, en la expresión de fd, el valor fd máx aparece multiplicado por el factor ft. Con el aumento de la temperatura, el producto fd máx·ft debería aumentar desde su valor 1 a temperatura ambiente, hasta su valor máximo fd máx a temperaturas altas (por ejemplo, a temperaturas superiores a su temperatura de recristalización). Tabla 1.1. Modelo de sensibilidades térmica y de ritmo de deformación. Factor de sensibilidad a la temperatura 𝑓𝑡=1+(𝑓𝑡𝑚á𝑥 −1)⋅(𝑡−𝑡𝑎 𝑡𝑠−𝑡𝑎) Factor de sensibilidad al ritmo de deformación 𝑓𝑑=1+(𝑓𝑑𝑚á𝑥⋅𝑓𝑡−1)⋅( 𝑣−𝑣𝑅 𝑣𝑚á𝑥−𝑣𝑅) Corrección de esfuerzos 𝑒 = 𝑒⋅(𝑓𝑡 𝑓𝑑) Corrección de deformaciones 𝑠 = 𝑠⋅(𝑓𝑑 𝑓𝑡) Una vez conocidos los factores de sensibilidades, ft y fd, los valores de los distintos parámetros característicos de la curva de tracción se calcularán por medio de las expresiones tercera y cuarta de la Tabla 1.1, dependiendo de si se tratan de esfuerzos o deformaciones. 11 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. 1.6 Finalidad y objetivo del TFG Este ensayo es el más utilizado para estudiar las propiedades mecánicas en los metales, ya que proporciona suficientes valores, y muy fiables, para utilizarlos en la mayoría de las aplicaciones que se dan en la industria. Por todo esto, para llevar a cabo el ensayo a tracción se requiere un gasto para el mecanizado de las probetas. Con este trabajo se pretende crear un simulador sencillo de este ensayo de tracción en metales, que permita predecir el comportamiento de los metales elegidos en diferentes circunstancias de temperatura y velocidad de deformación. El problema, como se ha visto en la introducción, es que estos dos factores se afectan entre sí, por lo que no se pueden considerar de forma independiente, sino que hay que tener en cuenta el acoplamiento que se produce entre ellos. Los datos que alimentan al simulador se han extraído mediante ajuste por mínimo cuadrados de curvas de tracción procedentes de ensayos reales, a diferentes condiciones de velocidad de deformación y temperatura. Los resultados conseguidos, se compararán con unos reales de materiales ensayados para ver la fiabilidad del modelo usado y saber si se puede seguir usando o habrá que desecharlo y buscar otro que concuerde mejor con el comportamiento del material. Este trabajo no parte de cero. En realidad, este trabajo se tratará de optimizar un trabajo anterior, similar a este, pero realizado con un modelo más primitivo. Con el nuevo modelo se espera obtener mejores resultados, lo cual se valorará en el apartado de conclusiones. Lamentablemente, debido a la problemática que ha supuesto ensayar materiales a temperaturas superiores debido al deslizamiento que se producía entre el material y las mordazas, únicamente se valorarán muestras a diferentes velocidades de deformación, quedando para futuro trabajo el análisis a diferentes temperaturas. De todas maneras, en este trabajo se considerará la presencia de diferentes temperaturas para mostrar el modelo teórico completo. Este objetivo también será muy útil en el mundo académico, ya que permitirá al alumnado comprobar cómo afectan estos factores a los metales y permitirle de una mayor facilidad de compresión, al no solo leerlo en un libro y de ajustarnos cada vez más a la enseñanza que recomienda el Plan Bolonia. Introducción 12 13 2 ALEACIONES SELECCIONADAS En este trabajo se han analizado cinco aleaciones metálicas (Acero C45, Aluminio 2011, Acero 304, Latón y Fundición gris) que han sido sometidas a diferentes tratamientos térmicos, como normalizado, recocido, temple, que les condieren diferentes propiedades mecánicas. Estos cambios serán apreciados al comparar los diferentes ensayos a tracción, que son realizados a temperatura ambiente con diferentes velocidades y a diferentes temperaturas mayores que la del ambiente. (Aunque en este trabajo, todo se realizará a temperatura ambiente, para diferentes velocidades de ensayo). Según la norma UNE-EN ISO 6892, la velocidad de deformación recomendada con la que tiene que realizarse el ensayo es de 0,00025×L0, y como L0 que es la longitud del extensómetro que se va a utilizar, es de 50 mm, esta velocidad será de 0,0125 mm/s, la cual será la de referencia y con la que se hará los diferentes ensayos a diferentes temperaturas. A continuación, se muestran las diferentes probetas con sus respectivos tratamientos: [1] 2.1 Acero C45 El acero C45 o F114, se trata de un acero al carbono, cuya concentración está entre 0,42-0,5 %. Destaca el uso de manganeso entre 0,5-0,8 %. Suelen estar presentes otros aleantes como el silicio, cromo y níquel con menos de 0,4%, y molibdeno con menos de un 0,1%. Es un acero que destaca por su alta resistencia debido a esa presencia del manganeso, lo cual ha llegado a dificultar en algunas ocasiones el ensayo. Se puede encontrar en piezas como engranajes o ejes. Además, tiene una gran soldabilidad y maquinabilidad. Para este material hay diferentes probetas a las que se les han tratado térmicamente. Estos tratamientos realizados, se explican a continuación de manera detallada: - Recocido: 1. Austenización en vacío (o gas inerte) a 840 ºC durante 45 minutos. 2. Enfriamiento en horno. - Nomalizado: 1. Austenización en vacío (o gas inerte) a 870 ºC durante 45 minutos. 2. Enfriamiento al aire. Aleaciones seleccionadas 14 - Temple: 1. Austenización en vacío (o gas inerte) a 840 ºC durante 45 minutos. 2. Temple en aceite. (Horno a 858ºC) - Temple+Revenido bajo 1. Austenización en vacío (o gas inerte) a 840 ºC durante 45 minutos. 2. Temple en aceite. 3. Revenido a 350 ºC durante 1,5 h. - Temple+Revenido alto 1. Austenización en vacío (o gas inerte) a 840 ºC durante 45 minutos. 2. Temple en aceite. 3. Revenido a 600 durante 1,5 h - Temple+Sobrerrevenido 1. Austenización en vacío (o gas inerte) a 840 ºC durante 45 minutos. 2. Temple en aceite. 3. Revenido a 600 durante 10 h A continuación, se detalla la nomencaltura que se empleará para aludir a las distintas probetas con su tratamiento específico: • N para normalizadas. • R para las que han sido sometidas a un recocido. • T las que han sido sometidas a temple que en este trabajo serán T01, T02, TE01 y TE02. Además de temple, a las probetas T03, T04, TB01 y TB02 se les ha realizado un revenido, a T05, T06, TA01 y TA02 un revenido alto y a T07, T08 y TR01 un sobrerrevenido. Todo esto se sintetiza en las tablas que siguen. En la Tabla 2.1. se muestran las probetas ensayadas a la velocidad de referencia, con los diferentes tratamientos térmicos y a diferentes temperaturas. En la Tabla 2.2 se muestran las probetas ensayadas a diferentes velocidades. 15 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. En algunos ensayos, debido a la alta resistencia del material se presentaron complicaciones, se presentaron complicaciones que obligaron a repetir el ensayo. Esta circunstacia fue indicado con un “*“ en las casillas correspondientes. En estas casillas, las probetas T01, T02, T03, T04, T05, T06, T07, T08 fueron ensayadas con la aparición de grietas longitudinales, mientras que las probetas TE01, TE02, TB01, TB02, TA01, TA02, TR01 si fueron realizadas con una rotura correcta. En este trabajo se estudiarán únicamente las probetas a temperatura ambiente, debido a que no se pudieron realizar los demás ensayos. Estas son R01, R02, N01, N02, T01, T02, TE01, TE02, T03, T04, TB01, TB02, T05, T06, TA01, TA02, T07, T08 y TR01. Tabla 2.1. Nomenclatura del tratamiento para las probetas de Acero C45. A temperatura ambiente Recocido R01, R02 Normalizado N01, N02 Temple T01, T02, TE01, TE02* Temple + Revenido bajo T03, T04, TB01, TB02* Temple + Revenido alto T05, T06, TA01, TA02 (reciclada)* Temple + Sobrerrevenido T07, T08, TR01 (reciclada)* A alta temperatura Normalizado a t+ = 100 ºC N03, N04 Normalizado a t++ = 200 ºC N05, N06 Normalizado a t+++ = 300 ºC N07, N08 Tabla 2.2. Nomenclatura del tratamiento a diferentes velocidades para las probetas de Acero C45. A temperatura ambiente Normalizado a v++ = (0,0067*Lo) mm/s = 0,3350 mm/s N09, N010 Normalizado a v+ = (0,002*Lo) mm/s = 0,1000 mm/s N011, N012 Normalizado a v- = (0,00007*Lo) mm/s = 0,0035 mm/s N013, N014 2.2 Acero 304 El acero 304 es un tipo de acero inoxidable austenítico, con un contenido en carbono de no más del 0,08%, el cual como todos los inoxidables destaca por su alto contenido en cromo 18-20 % y, los de este tipo, con Aleaciones seleccionadas 16 níquel entre un 8-10,5 %, además de otros aleantes como el manganeso y silicio. Esta composición les permite ser muy resistentes a la corrosión y por ello constituyen el acero inoxidable más usado. Su uso destaca en fregaderos, sanitarios y tuberías. Con estas probetas se ha adoptado una nomenclatura de enumeración, que ha permitido una mejor identificación en el ensayo, con una A al principio identificable con el material a tratar, Acero. Esta nomenclatura se muestra en las Tablas 2.3 y 2.4. Tabla 2.3. Nomenclatura del tratamiento para las probetas de Acero 304. A temperatura ambiente Estado de recepción A-03 Estabilizada en agua 1h* A-01, A-02 Estabilizada en salmuera 1h* A-11, A-12 A alta temperatura Estado de recepción t+ = 100 ºC A-15 A-16 Estado de recepción t++ = 200 ºC A-17 A-18 Estado de recepción t+++ = 300 ºC A-19 *Las probetas estabilizadas fueron introducidas en el horno a 1060ºC 1 hora y posteriormente templadas en agua o salmuera (En ambos casos se produjeron precipitados). Tabla 2.4. Nomenclatura del tratamiento a diferentes velocidades para las probetas de Acero 304. A temperatura ambiente Estado de recepción v++ = (0,0067*Lo) mm/s = 0,3350 mm/s A-04, A-05 Estado de recepción v+ = (0,002*Lo) mm/s = 0,1000 mm/s A-06, A-07 Estado de recepción v- = (0,00007*Lo) mm/s = 0,0035 mm/s A-08, A-09 De estas probetas únicamente se ha realizado el ensayo a temperatura ambiente con la velocidad de ensayo recomendada, las cuales son T6-03, T6-04, T6-05, T6-06, T6-07 y T6-08. 2.3 Aluminio 2011 Este aluminio corresponde a la serie 2000, la cual se caracteriza por el uso de cobre, entre un 5-6 % y otros aleantes como el bismuto y el plomo, ambos entornos al 0,6 %. Se caracterizan por ser dentro del grupo de 17 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. los aluminios, de alta resistencia mecánica, siendo excelentes en relación resistencia/peso, aunque no tienen una buena resistencia a la corrosión. Entre sus aplicaciones destacan psitones, arandelas o poleas. Para este material se han realizado un gran número de tratmientos térmicos, los cuales se especifican a continuación, junto con su nomenclatura indicada entre paréntesis y posteriormente en las Tablas 2.5 y 2.6: - Recocido Total (O) 1. Calentamiento en vacío (o gas inerte) a 420 ºC durante 2 h 2. Enfriamiento lento en horno (sacadas cuando llegaron a <250 ºC) - Recocido contra Acritud (H2) 1. Calentamiento en vacío (o gas inerte) a 340ºC durante 2 h 2. Enfriamiento lento en horno (sacadas cuando llegaron a <250 ºC). - Solubilización+enfriamiento lento en horno (O1) 1. Calentamiento en vacío (o gas inerte) a 500 ºC durante 2 h. 2. Enfriamiento lento en horno (sacadas cuando llegaron a <100 ºC). - Solubilización+Atemperación (SH) 1. Calentamiento en vacío (o gas inerte) a 500 ºC durante 2 h. 2. Atemperación en agua. - Solubilización+ Atemperación +Maduración Natural (T4) 1. Calentamiento en vacío (o gas inerte) a 500 ºC durante 2 h. 2. Atemperación en agua. 3. Maduración durante 5 días a temperatura ambiente (aproximadamente a 20 ºC). - Solubilización+ Atemperación +Maduración Artificial (T6) 1. Calentamiento en vacío (o gas inerte) a 500 ºC durante 2 h. 2. Atemperación en agua. 3. Maduración a 165 ºC durante 14 h. - Solubilización+ Atemperación +Sobremaduración (T7) 1. Calentamiento en vacío (o gas inerte) a 500 ºC durante 2 h. 2. Atemperación en agua. Aleaciones seleccionadas 18 3. Maduración a 275 ºC durante 14 h. Tabla 2.5. Nomenclatura del tratamiento para las probetas de Aluminio 2011. A temperatura ambiente Recocido total (O) O-01, O-02, O-03, O-04 Recocido contra acritud (H2) H2-01, H2-02 Solubilización+Enfriamiento lento en horno (O1) O1-01, O1-02 Solubilización+Atemperación (SH) SH-03, SH-04 Solubilización+Atemperación+Maduración Natural (T4) T4-01, T4-02 Solubilización+Atemperación+Maduración Artificial (T6) T6-01, T6-02 Solubilización+Atemperación+Sobremaduración (T7) T7-01, T7-02 A alta temperatura T6 a t+ = 100 ºC T6-09, T6-10 T6 a t++ = 200 ºC T6-11, T6-12 T6 a t+++ = 300 ºC T6-13, T6-14 Tabla 2.6. Nomenclatura del tratamiento a diferentes velocidades para las probetas de Acero 304. A temperatura ambiente T6 a v++ = (0,0067*Lo) mm/s = 0,3350 mm/s T6-03, T6-04 T6 a v+ = (0,002*Lo) mm/s = 0,1000 mm/s T6-05, T6-06 T6 a v- = (0,00007*Lo) mm/s = 0,0035 mm/s T6-07, T6-08 Las probetas O1-01, O1-02 fueron ensayadas días después del tratamiento y las O1-03, O1-04 fueron ensayadas justo después del tratamiento. De las probetas de aluminio se han ensayado las que se realizan a temperatura ambiente, tanto las de tratamientos específicos como las de a distintas velocidades, a excepción de las sometidas a solubilización, atemperación y maduración natural (T4). Estas son O-01, O-02, O-03, O-04, H2-01, H2-02, O1-01, O1- 02, HS-03, HS-04, T6-01, T6-02, T7-01, T7-02, T6-03, T6-04, T6-05, T6-06, T6-07 y T6-08. 19 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. 2.4 Latón A este latón se le ha realizado un ensayo químico para determinar su composición exacta, la cual cuenta como componentes principales un 57,36% de cobre, un 39,14 % de Zn, más una serie de aleantes como son un 2,47% de plomo, 0,34% de hierro, 0,16% de aluminio, 0,02% de cromo, 0,11% de níquel, 0,02% de fósforo, 0,37% de estañoy por último un 0,01% de circonio. Se puede decir que este latón se caracteriza por ser fácil de mecanizar, troquelar y fundir, con buena resistencia a la corrosión y dúctil. Con estas probetas se ha realizado la misma metodología que para el Acero 304 de enumerarlas en lugar de usar nomenclatura específica. Además, se usa una L antes para identificar el material Latón. Esta numeración se puede observar en las Tabla 2.7 y Tabla 2.8. Tabla 2.7. Nomenclatura del tratamiento para las probetas de Latón. A distintas temperaturas Estado de recepción a ta L-01, L-02 Estado de recepción a t+ = 100 ºC L-09, L-10 Estado de recepción a t++= 200 ºC L-11, L-12 Estado de recepción a t+++ = 300 ºC L-13, L-14 Tabla 2.8. Nomenclatura del tratamiento a diferentes velocidades para las probetas de Latón. A temperatura ambiente Estado de recepción a v++ = (0,0067*Lo) mm/s = 0,3350 mm/s L-03, L-04 Estado de recepción a v+ = (0,002*Lo) mm/s = 0,1000 mm/s L-05, L-06 Estado de recepción a v- = (0,00007*Lo) mm/s = 0,0035 mm/s L-07, L-08 De estas probetas se han ensayado las que son a temperatura ambiente, incluyendo las de a diferentes velocidades. Estas son L-01, L-02, L-03, L-04, L-05, L-06, L-07 y L-08. 2.5 Fundición gris A este material falta practicarle un ensayo químico para conocer a profundidad el porcentaje de sus componentes. En ámbitos generales, son fundiciones que se caracterizan por tener un contenido en carbono del 2 al 4 % y de silicio entre 1,5 y 3 %, además de manganeso, azufre y fósforo. Destaca por su facilidad de mecanizado, buena resistencia al desgaste lo que, unido a su bajo costo, le hace la fundición más usada. Análisis de los resultados 26 Figura 4.1. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 recocido (R01). Figura 4.2. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 recocido (R02). En la Tabla 4.1 se muestran los parámetros obtenidos del ajuste de la curva experimental a la curva simulada. Como se comentó en el capítulo 3, los parámetros def, eM, eF, sLEinf, sM, sF se suponen conocidos, y el resto se dejan libres. Los resultados mostrados corresponden a los valores medios de los ajustes de las curvas d ellos dos ensayos. Tabla 4.1. Valores de los parámetros implicados en la simulación del acero C45 recocido. eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] k m n ñ p 0,006 0,01 0,1659 0,2312 376 374 617,9342 535,3721 0,5279 15,313 4,5095 14,6179 3,1061 27 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. B. Acero C45 templado Se va a realizar un pequeño salto respecto al orden tomado en el capítulo 2, donde el normalizado se mostraba antes, debido a que este es el que se ha ensayado a diferentes velocidades de deformación, por lo que se ha preferido mostrar al final junto con estos. En las Figs. 4.3 y 4.4 se muestran las gráficas del acero C45 templado. Como se puede observar, hay una gran diferencia entre una gráfica y otra, lo que se debe a que la probeta T02 sufrió una rotura por una grieta longitudinal, responsable del aspecto serrado, probablemente, y que obliga a descartar estos resultados. Pero también la curva de la Fig. 4.3 muestra un comportamiento aparentemente extraño con una zona plástica creciente y lineal, que no se ajusta al comportamiento esperado. La duda se salva si entendemos que la parte mostrada en la gráfica corresponde exclusivamente a la zona elástica del material. Se apreciaría, entonces, un incremento realmente importante en su resistencia respecto al recocido, debido al efecto del temple, que a su vez provoca que la deformación sea mucho menor, teniendo una única zona elástica lineal. Hay que tener en cuenta que las gráficas no están a la misma escala, ya que, si fuera así, esta se vería mucho más inclinada con un módulo de Young algo mayor. Esto es así para apreciar mejor los resultados obtenidos en cada caso. Como se puede apreciar la curva simulada ajusta perfectamente a la curva experimental, la cual es prácticamente lineal con un módulo de Young constante. Hay un leve desajuste al comienzo, el cual no tiene importancia. Figura 4.3. Curvas de tracción y simulación del del acero C45 templado (TE01). Análisis de los resultados 28 Figura 4.4. Curvas de tracción y simulación del del acero C45 templado (T02) (descartada). Los valores de los parámetros que permiten simular la curva de tracción de este material se recogen en la Tabla 4.2. Tabla 4.2. Valores de los parámetros implicados en la simulación del acero C45 templado. eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] k m n ñ p 0,0268 0 0,0065 0,0065 472,0110 0 1241,828 1240,417 0,3396 156,2824 3,9724 12,3655 2,9865 A partir de aquí, no se mostrarán más gráficas descartadas por errores en el ensayo y el capítulo se centrará en los resultados considerados válidos, para no sobrecargar el trabajo de gráficas y favorecer una lectura más amena. C. Acero C45 templado con revenido bajo Tal como se explicó en la introducción, este tratamiento conlleva una reducción en la fragilidad y un incremento en su ductilidad, que se reflejará en la curva en una mayor elongación. Los ensayos fueron repetidos debido a que aparecieron grietas longitudinales en los dos primeros y el resultado obtenido se muestra en las Fig 4.5, donde ya se alcanzan elongaciones del 8%. Para estas nuevas curvas obtenidas con esta segunda ronda de ensayos, el ajuste que se consigue es muy bueno, además como en el caso anterior, no cuenta con una zona de fluencia, lo que facilita el ajuste. 29 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. Figura 4.5. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 templado con revenido bajo (TB1). Los parámetros resultantes del ajuste y que permiten trazar la curva de tracción se muestran en la Tabla 4.3. Tabla 4.3. Valores de los parámetros implicados en la simulación del acero C45 templado con revenido bajo. eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] k m n ñ p 0,0065 0 0,0319 0,0792 1300 0 1520,015 1162,266 0,8691 18,9811 5,2916 159,4057 1,2953 D. Acero C45 templado con revenido alto Este tratamiento mejora la ductilidad de nuestro material, permitiendo alcanzar elongaciones en torno a 17 %, un importante incremento de hasta el 10%, en decremento de la resistencia. Al igual que en el caso anterior, dos ensayos tuvieren que ser descartados. La Fig. 4.6 muestra un nuevo ensayo satisfactorio. Como se puede apreciar los ajustes para este acero son muy buenos, tanto en la zona elástica como en la plástica, aunque con unos pequeños errores en la zona fluencia. Análisis de los resultados 30 Figura 4.6. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 templado con revenido alto (TA01). Los valores implicados en el ajuste para este material corresponden a los mostrados en la Tabla 4.4. Tabla 4.4. Valores de los parámetros implicados en la simulación del acero C45 templado con revenido alto. eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] k m n ñ p 0,0035 0,012 0,0813 0,1678 733 723 808,9224 564,7249 0,7600 23,0626 2,1950 -6,4290 2,2393 E. Acero C45 con sobrerrevenido Al igual que los anteriores casos, esta condición también tuvo problemas al principio y los dos primeros ensayos fueron descartados. Finalmente, se realizó un ensayo válido, representado en la Fig. 4.7. No se observan grandes diferencias entre este tratamiento y el de revenido alto, aunque teóricamente este debería contar con mayor ductilidad. Se puede ver que la simulación ha sido realizada con una gran similitud al ensayo real, pero al igual que en los anteriores casos, la zona de fluencia está ligeramente desajustada. 31 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. Figura 4.7. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 con sobrerrevenido (TR01). Los valores de los parámetros característicos resultantes del ajuste se muestran en la Tabla 4.5. Tabla 4.5. Valores de los parámetros implicados en la simulación del acero C45 sobrerrevenido. eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] k m n ñ p 0,0035 0,014 0,0917 0,1724 640 636 726,7899 506,2773 0,7993 132,4934 2,8841 6,6359 2,2127 Para concluir, se representan los valores de R2 de cada gráfico en la Tabla 4.6, es decir, la concordancia que ha tenido el ajuste con la realidad, siendo mejor cuanto más a la unidad se aproxime. Se puede observar que se alcanzan unos valores muy aproximados a este valor, que demuestra la gran calidad del simulador en todas estas condiciones. Tabla 4.6. Valores de R2 correspondientes a las probetas de acero C45. Probeta R01 R02 TE01 TB01 TA01 TR01 R2 0,9984 0,9959 0,9999 0,9993 0,9972 0,9985 F. Acero C45 normalizado Tras los ensayos anteriores se muestran los resultados conseguidos con los aceros normalizados, que fueron realizados a diferentes velocidades de deformación para estudiar su sensibilidad ante este cambio. En primer lugar, el ensayo realizado a velocidad de deformación recomendada, de 0,0125 mm/s, correspondiente a la Fig. 4.8. Análisis de los resultados 32 Figura 4.8. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 normalizado a velocidad recomendada (N02). En segundo lugar, el ensayo realizado a una mayor velocidad de deformación, de 0,3350 mm/s, en la Fig. 4.9, donde hay un aumento en el límite elástico respecto al realizado a velocidad recomendada, tal y como se esperaba teóricamente. Figura 4.9. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 normalizado a 0,3350 mm/s (N09). En tercer lugar, el ensayo realizado a 0,1 mm/s, en la Fig. 4.10, que también muestra un ligero incremento en el límite elástico que el de velocidad recomendada, aunque mucho menor que en el caso anterior. 33 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. Figura 4.10. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 normalizado a 0,1 mm/s (N12). Por último, en la Fig 4.11, el ensayo realizado a una menor velocidad que todos los demás, de 0,0035 mm/s, muestra que existen escasas o ninguna diferencia con el de a velocidad recomendada, lo cual es comprensible y por otra parte optimista, ya que reafirma que la velocidad recomendada por la norma en este material es una buena estimación para que no aparezcan efectos dinámicos y que no haría falta disminuirla, lo que supondría un mayor gasto de tiempo. Figura 4.11. Curvas de tracción y simulación del Acero C45 normalizado a 0,0035 mm/s (N14). Análisis de los resultados 34 La bondad de los ajustes de todas estas curvas se puede apreciar en la Tabla 4.7, donde se muestran los valores de R2, todos ellos muy cercanos a la unidad. Tabla 4.7. Valores de R2 correspondientes a las probetas de acero C45 normalizado a diferentes velocidades de ensayo. Probeta N02 N09 N12 N14 R2 0,9987 0,9993 0,9994 0,9990 Uno de los objetivos de este trabajo, era conseguir una mejora en el ajuste respecto al simulador usado un trabajo anterior a este, lo cual gráficamente se ha conseguido de manera muy buena. Por poner un ejemplo, en la mayoría de las gráficas anteriores el ajuste conseguido mostraba un valor de resistencia máxima mayor que el del ensayo real y en un nivel de deformación diferente, cosa que no ocurre con este nuevo simulador. Para visualizar esto, en la Tabla 4.8 se muestra una comparativa de los valores de R2, en la cual se incluyen las probetas anteriormente mencionadas y correspondientes a la Tabla 4.7, además de las probetas que permitían confirmar la repetitividad del ensayo, mostrando así un abanico mayor de resultados. En esta tabla se puede ver que hay una mejora notable en el nuevo modelo (R21) respecto al antiguo (R22). Tabla 4.8. Comparativa de R2 de los modelos de ajuste anterior y actual. Probeta N02 N09 N10 N11 N12 N13 N14 R21 0,9987 0,9993 0,9988 0,9992 0,9994 0,9989 0,9990 R22 0,9789 0,9851 0.9857 0.9864 0.9842 0.9842 0.9842 En el resto de los materiales no se mostrará esta tabla comparativa, ya que se obtienen resultados similares, consiguiendo siempre una mejora del nuevo modelo respecto al antiguo. Todo esto se puede apreciar mejor en la Fig. 4.12, donde se representan los ensayos realizados y en la Fig. 4.13 se representa lo mismo, pero incluyendo las simulaciones. Además, podemos ver cómo nuestro modelo de ajuste se adapta perfectamente en todos los casos, donde por primera vez, aparecen ensayos a diferentes velocidades de deformación. 35 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. Figura 4.12. Comparación de los diferentes ensayos del acero C45 normalizado a velocidades de deformación diferentes. Figura 4.13. Comparación de las diferentes simulaciones del acero C45 normalizado a velocidades de deformación diferentes. Análisis de los resultados 42 La simulación realizada para este material es de una gran calidad, aunque al igual que pasaba en el caso anterior, no se consigue la continuidad suave en la zona de unión de la zona elástica con la plástica de la curva del ensayo. Figura 4.23. Curvas de tracción y simulación del acero 304 estabilizada en agua (A-01). La Tabla 4.12 muestra los valores resultantes del ajuste. Tabla 4.12. Valores de los parámetros implicados en la simulación del acero 304 estabilizada en agua. eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] k m n ñ p 0,0208 0 0,6163 0,6420 367,2350 0 691,2441 684,0121 0,2570 6,9488 2,5989 1,8530 3,2992 C. Acero 304 estabilizado en salmuera (1h) La curva experimental y simulada de este ensayo se pueden ver en la Fig. 4.24. El tratamiento d eeste material provocará que el temple sea de mayor rapidez, permitiendo una mayor transferencia de calor por convección. Sin embargo, no se ven cambios significativos con respecto al temple realizado en agua. El ajuste conseguido es de calidad similar al anterior, con ese problema en la unión de las zonas elástica y plástica. Además, en este caso y el anterior, se han conseguido resultados similares en los dos ensayos realizados por condición, por lo que es indicativo de que se han realizado de manera efectiva. 43 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. Figura 4.24. Curvas de tracción y simulación del acero 304 estabilizada en salmuera (A-11). Los valores característicos de estas gráficas se muestran en la Tabla 4.13. Tabla 4.13. Valores de los parámetros implicados en la simulación del acero 304 estabilizada en salmuera. eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] K m n ñ p 0,0101 0 0,6274 0,6470 326,3317 0 699,1048 696,3581 0,3463 26,1378 2,6297 1,9343 3,3617 Se puede ver la gran efectividad de estos ajustes por los valores conseguidos de la R2 en estos casos, en la Tabla 4.14. Tabla 4.14. Valores de R2 correspondientes a las probetas de acero 304. Probeta A01 A03 A11 R2 0,9984 0,9987 0,9978 4.3 Ajustes del aluminio 2011 Con este material se van a mostrar probetas ensayadas con seis diferentes tratamientos térmicos y en el caso del tratamiento T6, a velocidades de deformación diferentes, pudiendo ver el modelo de las sensibilidades. A. Aluminio 2011 con recocido total (O) En este caso, se han ensayado cuatro probetas, esto se debe a que dos de ellas fueron ensayadas justo a posteriori del tratamiento, la correspondiente a las Fig. 4.25, y las otras dos, días después de este Análisis de los resultados 44 tratamiento, mostrado en la Fig. 4.26. Se puede apreciar que este lapso ha afectado significativamente al material, aumentando en torno a 40 MPa su resistencia máxima de tracción. Esto se debe a que el paso de los días ha permitido un alivio de las tensiones internas muy importante, permitiendo soportar mayores esfuerzos y manteniendo la ductilidad del material. En este caso, aunque se puede apreciar un ruido en nuestra curva real el cual se creé que se debe a alguna vibración en el extensómetro, no afecta a la curva de tracción obtenida y nuestra simulación se ajusta muy bien a esta realidad, además de que este material no cuenta con zona de fluencia, lo que lo facilita. Figura 4.25. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 recocido ensayada justo después del tratamiento (O-01). Figura 4.26. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 ensayada con un lapso después del tratamiento (O-03). 45 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. Los valores característicos de estas gráficas corresponden a los mostrados en la Tabla 4.15. Tabla 4.15. Valores de los parámetros implicados en la simulación del aluminio 2011 ensayada con un lapso después del tratamiento. eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] K m n ñ p 0,0385 0 0,1461 0,2037 139,3095 0 162,7007 134,6877 0,3034 1,3703 2,8018 3,8043 2,4118 B. Aluminio 2011 con recocido contra acritud (H2) En este caso se muestra la gráfica representada en la Fig. 4.27. Con este recocido contra acritud se consiguen efectos similares al recocido total, pero en menor escala, alcanzando una resistencia mecánica y ductilidad menor. Se puede ver que al igual que en casos anteriores, el ajuste no es tan suave en algunos tramos como lo es el ensayo, sobre todo en la transición del estado elástico al plástico. Figura 4.27. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con recocido contra acritud (H2-01). La Tabla 4.16 muestra los valores usados para la realización del ajuste. Tabla 4.16. Valores de los parámetros implicados en la simulación del aluminio 2011 con recocido contra acritud. eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] K m n Ñ p 0,0037 0 0,0731 0,1314 131,3486 0 189,541 149,7209 0,4116 90,6130 4,6198 43,4944 2,1244 Análisis de los resultados 46 C. Aluminio 2011 con solubilización y enfriamiento lento (O1) Como se puede observar en la Fig. 4.28, este tratamiento permite un aumento de la ductilidad y una buena resistencia mecánica, con resultados similares al recocido con lapso. En esta condición se consigue un ajuste realmente bueno, como se puede ver en la Fig. 4.28, aunque con esa presencia de ruido en las curvas del ensayo Figura 4.28. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con solubilización y enfriamiento lento (O1-01). Los valores correspondientes a esta condición se pueden ver en la Tabla 4.17. Tabla 4.17. Valores de los parámetros implicados en la simulación del aluminio 2011 con solubilización y enfriamiento lento. eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] k m n ñ p 0,0121 0 0,1712 0,2218 91,9641 0 202,6665 179,4717 0,2954 -16,9953 3,8081 13,9002 3,3021 D. Aluminio 2011 con solubilización y atemperado (SH) Como se puede observar en la Fig. 4.29, este tratamiento provoca un gran aumento de la resistencia máxima de tracción, de más de 100 MPa. El ajuste logrado de la simulación es muy bueno también, se debe en parte a la suavidad con la que evolucionan las curvas de los ensayos realizados, aunque hay un leve desajuste en la transición del estado elástico al plástico, pero de mucha menor importancia que en casos anteriores. 47 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. Figura 4.29. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con solubilización y atemperado (SH-03). Los valores característicos de este ajuste son los mostrados en la Tabla 4.18. Tabla 4.18. Valores de los parámetros implicados en la simulación del aluminio 2011 con solubilización y atemperado. eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] k m n ñ p 0,0084 0 0,1894 0,2099 153,7507 0 327,6273 320,1903 0,2592 9,4602 3,1188 7,5870 2,1809 E. Aluminio 2011 con solubilización, atemperado y sobremadurado (T7) En vez de seguir el orden establecido en el capítulo 2, al igual que hicimos en el acero C45, se va a variar el orden para dejar al final el tratamiento T6 con sus respectivos ensayos a diferentes velocidades de deformación. Ahora se va a mostrar el ensayo de solubilización más atemperación y una sobremaduración, donde al igual que en el caso anterior se consigue elevar la resistencia máxima de tracción. El ajuste conseguido para esta condición, como se viene repitiendo para este material, es muy fiel a la realidad, mostrados en las Fig. 4.30. Análisis de los resultados 48 Figura 4.30. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con tratamiento T7 (T7-01). La Tabla 4.19 muestra los valores característicos de esta condición. Tabla 4.19. Valores de los parámetros implicados en la simulación del aluminio 2011 con tratamiento T7. eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] k m n ñ p 0,0033 0 0,1008 0,1407 102,2187 0 263,2758 238,8483 0,2470 6,8639 4,2776 22,0961 2,3833 Como conclusión, en la Tabla 4.20 se representan los valores de R2 para todos los ajustes de este material, que como viene repitiéndose, son unos valores muy cercanos a la unidad y por lo tanto de gran calidad. Tabla 4.20. Valores de R2 correspondientes a las probetas de aluminio 2011. Probeta O-01 O-03 H2-01 O1-01 HS-03 T7-01 R2 0,9993 0,9991 0,9945 0,9995 0,9998 0,9999 F. Aluminio 2011 con solubilización, atemperado y maduración artificial (T6) A continuación, se van a tratar las diferentes curvas a diferentes velocidades de deformación, para ello el tratamiento elegido para realizar esto ha sido tratar al aluminio 2011 con una solubilización, más una atemperación y finalmente, una maduración artificial. Como se puede comprobar, con este tratamiento se consiguen las mejores propiedades mecánicas, alcanzado el valor más alto de los que hay de máxima resistencia a tracción. 49 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. En todos los casos el ajuste es bueno, sin embargo, en la transición de la zona elástica a la plástica hay un ligero desajuste, debido a que esa curva es algo más abrupta que en los anteriores casos, donde si se conseguía un buen ajuste en esa zona, provocando que haya un cambio de pendiente discontinuo. Primeramente, se muestra el ensayo a velocidad de deformación recomendada por la norma de 0,0125 mm/s, correspondiente a la Fig. 4.31. Figura 4.31. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con tratamiento T6 a 0,0125 mm/s (T6-01). En segundo lugar, el ensayo a 0,335 mm/s, correspondiente a la Fig. 4.32, el cual no cumple con lo esperado teóricamente y no se produce un aumento en los valores de los esfuerzos. Figura 4.32. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con tratamiento T6 a 0,335 mm/s (T6-03). Análisis de los resultados 50 En tercer lugar, el ensayo a 0,1 mm/s, mostrado en la Fig. 4.33, en el cual, al aumentar la velocidad de deformación se cumple la teoría y se obtienen valores de resistencia mayores. Figura 4.33. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con tratamiento T6 a 0,1 mm/s (T6-05). Por último, el ensayo a 0,0035 mm/s, en la Fig. 4.34, donde los resultados son idénticos al de velocidad recomendada, lo que permite indicar que es una buena referencia de velocidad recomendada por la norma, ya que no se aprecian los efectos dinámicos con esta. Figura 4.34. Curvas de tracción y simulación del aluminio 2011 con tratamiento T6 a 0,0035 mm/s (T6-07). 51 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. Asimismo, se muestran los valores de R2 para los diferentes ajustes a diferentes velocidades del aluminio 2011 con tratamiento T6, en la Tabla 4.21, donde se aprecia que son muy cercanos a la unidad y, por lo tanto, muy coherentes con el obtenido en el ensayo. Tabla 4.21. Valores de R2 correspondientes a las probetas de aluminio 2011 con tratamiento T6 a diferentes velocidades de ensayo. Probeta T6-01 T6-03 T6-05 T6-07 R2 0,9990 0,9991 0,9990 0,9985 Todas estas curvas se recogen en las Fig. 4.35 y Fig. 4.36. La primera representa los ensayos realizados, en la cual se puede ver como no se ajusta a lo que realmente debería salir, ya que tanto en el caso del ensayo realizado a menor velocidad que tiene valores superiores de resistencia que el de la velocidad de referencia, como el de velocidad mayor, que tiene unos valores de resistencia menores que uno hecho a menor velocidad de deformación. Donde si se observa coherencia es en los valores de deformación alcanzados, teniendo un valor mayor cuanto más lento es el ensayo. La segunda muestra las curvas obtenidas mediante los ajustes, en los cuales se puede apreciar que lo obtenido no refleja lo de la realidad, ya que los tres de menores valores de resistencias de tracción obtenidos en los ensayos, se muestran casi superpuestos, no apreciándose diferencia apenas entre estos, solo en la deformación final que si está conseguida al ser un valor que se introduce. Figura 4.35. Comparación de los diferentes ensayos del aluminio 2011 T6 a velocidades de deformación diferentes. Análisis de los resultados 58 Figura 4.47. Curvas de tracción y simulación del latón a 0,1 mm/s (L-05). Por último, el ensayo a 0,0035 mm/s, cuya gráfica es la Fig. 4.48, la cual reduce tanto sus valore de esfuerzos alcanzados como su deformación, teóricamente no esperado. Figura 4.48. Curvas de tracción y simulación del latón a 0,0035 mm/s (L-08). Como conclusión, se representan los valores de R2 de estos ajustes en la Tabla 4.24, que al igual que los anteriores casos, son muy cercanos a la unidad, señal de que el simulador logra una gran similitud con la realidad. 59 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. Tabla 4.24. Valores de R2 correspondientes a las probetas de Latón a diferentes velocidades de ensayo. Probeta L-01 L-03 L-05 L-08 R2 0,9993 0,9985 0,9975 0,9993 Todas estas curvas se encuentran resumidas en las Fig. 4.49 y Fig. 4.50, siendo la Fig. 4.49 la que abarca todas las curvas de los ensayos y la Fig. 4.50, la de las simulaciones realizadas. Los resultados obtenidos no concuerdan con la teoría, incluso se contradice en el caso de la ductilidad, ya que teóricamente al aumentar la velocidad disminuye. Dado todo esto, se deberían repetir los ensayos para tener una conclusión más válida. Por lo tanto, no se le puede achacar el mal resultado de la simulación de las curvas al modelo, ya que al ser un intervalo tan pequeño por el que discurren las curvas de tracción ensayadas, e incluso se cruzan entre sí, la simulación no ha logrado una importante distinción entre ellas, sobre todo a la hora de representar los esfuerzos por los que discurren las curvas realmente. Figura 4.49. Comparación de los diferentes ensayos del latón a velocidades de deformación diferentes. Análisis de los resultados 60 Figura 4.50. Comparación de las diferentes simulaciones del latón a velocidades de deformación diferentes. A continuación, tal y como hemos realizado con los demás materiales, se elaboran unas tablas donde se sitúan la media de los valores de los ensayos, Tabla 4.25, y los valores normalizados en la Tabla 4.26. Tabla 4.25. Valores de la curva de tracción del latón en los ensayos a diferentes velocidades de deformación. vel [mm/s] eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] k m n ñ p 0,0035 0,0069 0,0000 0,1158 0,1445 414,9 414,9 482,0 462,0 0,8214 108,0414 4,2109 37,4824 5,5252 0,0125 0,0069 0,0000 0,0945 0,1263 423,2 423,2 492,1 472,5 0,8252 109,9499 3,9683 34,1988 3,1329 0,100 0,0091 0,0000 0,1064 0,1386 432,8 432,8 492,3 460,9 0,5372 61,5270 3,3657 20,8748 2,6226 0,335 0,0087 0,0000 0,1081 0,1417 425,3 425,3 491,5 454,7 0,6595 76,3619 3,4796 21,8259 2,7188 Tabla 4.26. Valores normalizados de la curva de tracción del latón en los ensayos a diferentes velocidades de deformación. vn eLE def eM eF sLEsup[MPa] sLEinf[MPa] sM[MPa] sF[MPa] k m n ñ p 0,3 1,00 - 1,2253 1,1448 0,9806 0,9806 0,9795 0,9778 0,9954 0,9826 1,0611 1,0960 1,7636 1,0 1,00 - 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 8,0 1,31 - 1,1262 1,0981 1,0227 1,0227 1,0004 0,9754 0,6510 0,5596 0,8481 0,6104 0,8371 26,8 1,25 - 1,1442 1,1220 1,0050 1,0050 0,9987 0,9624 0,7991 0,6945 0,8768 0,6382 0,8678 61 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. Los valores normalizados se representan en las siguientes figuras, donde se ve su tendencia según el incremento de la velocidad del ensayo. Para empezar, como en el caso de aluminio 2011, la fluencia será un gráfico que no se comenta por la ausencia de esta zona en el material, por lo que siempre es 0. El gráfico de la deformación elástica, Fig. 4.51, crece linealmente, al contrario que los demás materiales, lo cual contradice a la teoría, además tenemos una R2 bastante pequeña lo que muestra la arbitrariedad de los datos conseguidos, con los que no se puede garantizar que tengan esa tendencia. Figura 4.51. Representación normalizada de la deformación del límite elástico a la izquierda y a la derecha el intervalo de la zona de fluencia frente a la velocidad de deformación normalizada del latón. Con la deformación máxima y de fractura, representados en la Fig. 4.52 pasa algo parecido a lo anteriormente comentado, con unas R2 mucho más bajas, lo cual no permite hacer un análisis concluyente que se respalde en la teoría. Figura 4.52. Representación normalizada de la deformación máxima a la izquierda y a la derecha la de fractura frente a la velocidad de deformación normalizada del latón. Análisis de los resultados 62 Los valores de los límites elásticos, superior e inferior, mostrados en la Fig. 4.53, parecen que evolucionan de manera ligeramente creciente con la velocidad del ensayo, aunque el superior tiene una bajada en su ensayo a mayor velocidad. Teóricamente se debería dar este crecimiento con el incremento de la velocidad y se puede decir que los resultados son algo más positivos que el en el caso de las deformaciones, pero siguen sin ser adecuados al tener esa R2 tan baja en el caso del superior y un ajuste parabólico en el inferior, que no es algo que se adapte a la realidad, por lo que carece de practicidad. Figura 4.53. Representación normalizada del límite elástico superior a la izquierda y a la derecha el superior frente a la velocidad de deformación normalizada del latón. Siguiendo con el análisis de la evolución de los esfuerzos, pasamos a la Fig. 4.54, donde la resistencia máxima tiene un comportamiento lineal creciente, aunque de pendiente muy pequeña, pero se ajusta a lo que se esperaría teóricamente, aunque con una R2 muy bajo. Por otra parte, la resistencia de fractura disminuye linealmente, lo cual no concuerda con la teoría. Figura 4.54. Representación normalizada de la resistencia máxima a la izquierda y a la derecha la resistencia a fractura frente a la velocidad de deformación normalizada del latón. 63 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. Por último, en las Fig. 4.55, Fig. 4.56 y Fig. 4.57 se observa la evolución de los parámetros de apoyo en el simulador, donde el valor k y n tienen un comportamiento lineal y tanto el m, como el ñ y el p siguen una tendencia parabólica. Salvo el m y el ñ, cuenta con una R2 algo baja, por lo que no son datos muy fiables. Figura 4.55. Representación normalizada del parámetro k a la izquierda y a la derecha el m frente a la velocidad de deformación normalizada del latón. Figura 4.56. Representación normalizada del parámetro n a la izquierda y a la derecha el ñ frente a la velocidad de deformación normalizada del latón. Análisis de los resultados 64 Figura 4.57. Representación normalizada del parámetro p frente a la velocidad de deformación normalizada del latón. Para concluir, se muestra la comparativa de las tendencias de las deformaciones y esfuerzos promedios con el modelo de sensibilidades, observado en la Fig. 4.58, el cual como vemos en el caso de las deformaciones no consigue tener esa mayor tendencia mostrada por los ensayos. En parte, se debe a la gran arbitrariedad que se ha encontrado en los resultados de los ensayos, como se ha comentado anteriormente, lo que no permite una buena adaptabilidad. En cambio, como se ha visto, los esfuerzos tenían una tendencia mejor, y el modelo de sensibilidades ha conseguido lograr tener esa tendencia de manera muy similar. Figura 4.58. Comparación entre las tendencias de la deformación promedio a la izquierda y del esfuerzo promedio a la derecha, con la tendencia del modelo teórico de sensibilidades del latón. 4.5 Ajustes de la fundición gris Finalmente, este es el último material para tratar, el cual al igual que en el caso anterior, se basa en una única condición de fundición gris que se ha ensayado a diferentes velocidades. Para todos ellos, los ajustes conseguidos responden muy bien a la realidad, logrando un ajuste casi perfecto en todos los tramos. En parte se ha logrado tan buen ajuste porque la curva de tracción del ensayo 65 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. evoluciona de manera muy suave, es decir, sin cambios rápidos en la pendiente, permitiendo que se adapte bien a la realidad. Primeramente, el ensayo realizado a velocidad de deformación recomendada por la norma (0,0125 mm/s), mostrado en la Fig. 4.59. Figura 4.59. Curvas de tracción y simulación de la fundición gris a 0,0125 mm/s (F-02). En segundo lugar, el ensayo a la velocidad mayor (0,335 mm/s), representado en la Fig. 4.60, que al igual que pasaba en el material anterior, no responde a lo teóricamente predicho, donde tendría que aumentar la resistencia mecánica y disminuir la ductilidad. Figura 4.60. Curvas de tracción y simulación de la fundición gris a 0,335 mm/s (F-04). Análisis de los resultados 66 Posteriormente, se muestra la velocidad de 0,1 mm/s en la Fig. 4.61, que tampoco cumple lo teórico. Figura 4.61. Curvas de tracción y simulación de la fundición gris a 0,1 mm/s (F-05). En último lugar, el ensayo a velocidad menor, de 0,0035 mm/s, mostrado en 4.62 muy similar al de velocidad recomendada. Figura 4.62. Curvas de tracción y simulación de la fundición gris a 0,0035 mm/s (F-07). Para resumir la efectividad de estos ajustes, la Tabla 4.27 muestra los valores de R2 que se han logrado y como viene repitiéndose son muy cercanos a la unidad, por consiguiente, se puede decir que son de gran calidad. 67 Simulación y validación de la curva de tracción de materiales metálicos bajo diferentes ritmos de deformación. Tabla 4.27. Valores de R2 correspondientes a las probetas de fundición gris a diferentes velocidades de ensayo. Probeta F-02 F-04 F-05 F-07 R2 0,9999 0,9999 0,9997 0,9998 A continuación, se muestran los gráficos donde aparecen el conjunto de las curvas a diferentes velocidades de deformación, las de los ensayos realizados y las del modelo de sensibilidades, Fig. 4.63 y Fig. 4.64 respectivamente, y en el que se puede apreciar mejor sus diferencias. Las curvas obtenidas no responden a la teoría, por una explicación parecida al caso del latón. El comportamiento obtenido por el ensayo de material es distinto al predicho teóricamente, únicamente tiene sentido la elongación conseguida en las diferentes situaciones (de menor a mayor velocidad). Figura 4.63. Comparación de los diferentes ensayos de la fundición gris a velocidades de deformación diferentes. Conclusión 74 con una variación de velocidad, que será la situación más crítica. También sería interesante lograr una mayor población de ensayos, ya que como se ha podido observar durante el capítulo 4, no se lograban en algunas ocasiones la tendencia clara de algunos parámetros y en casos donde la R2 que se obtenía era cercana a la unidad, no se puede asegurar que esa tendencia fuera correcta. Se ha podido ver a lo largo de este trabajo que lo esperado teóricamente, explicado en la introducción, no siempre se ajusta a la realidad, ya que hay muchas variables difíciles de controlar, como pueden ser el apriete correcto de las mordazas en el material y que no se produzca ningún deslizamiento, la buena calibración de los equipos, modificaciones en el material no previstas que influyen en su comportamiento o cualquier otro error de tipo humano. Para el futuro se debería intentar cuidar aún más estos problemas y así evitar posibles errores en la obtención de los resultados finales. Por supuesto, si es posible en el futuro continuar esta línea de trabajo, lo más interesante será aplicar el modelo final y posiblemente mejorado, a todos los materiales posibles para lograr una biblioteca cada vez más amplia y que en el futuro permita poder consultarse cualquier material sin problemas, logrando una herramienta didáctica y de consulta de gran potencia que facilitaría algunas labores de la ingeniería. 75 6 PLANOS A continuación, se muestra la geometría utilizada en cada material para realizar la probeta metálica destinada al ensayo de tracción. Figura 6.1. Probeta cilíndrica usada para los ensayos a tracción. 76 77 7 BIBLIOGRAFÍA [1] Norma UNE-EN ISO 6892. Materiales Metálicos. Ensayo de Tracción. Vol. 1: Método de ensayo a temperatura ambiente. AENOR: España; 2010. [2] Montes J.M., Cuevas F.G., Cintas J. Ciencia e Ingeniería de los Materiales; S.A. Ediciones Paraninfo; España; 2014. [3] ASM Handbooks. ASM International, Ohio (2017). [4] H. J. Frost and M. F. Ashby. Deformation-mechanism maps: the plasticity and creep of metals and ceramics. Pergamon Press; Reino Unido; 1982; Disponible en: http://engineering.dartmouth.edu/defmech/. [5] ASTM Standards. ASTM International, West Conshohocken. [6] Standard Test Methods for Metal Powders and Powder Metallurgy Products. MPIF, Metal Powder Industries Federation, Princeton [7] Principles of heat treatment of steel. G. Krauss. ASM International, Ohio (1980). [8] Steel Heat Treatment Handbook. G.E. Totten (editor). CRC Press, Boca Raton (2007). [9] Light Alloys (4ª ed.). I.J. Polmear. Butterworth Heinemann, Oxford (2006) [10] Powder Metallurgy: Science, Technology, and Materials. A. Upadhyaya, G.S. Upadhyaya. Universities Press, Hyderabad (2011). [11] Tratamientos térmicos de los aceros (10ª ed.). J. Apraiz Barreiro. Editorial Dossat, Madrid (2002).