El punto de fluencia es el nivel exacto de tensión donde el aluminio se deforma permanentemente en lugar de recuperar su forma original. Para determinar este punto se requiere una prueba de tracción y un análisis minucioso de la curva de tensión-deformación, ya que el aluminio no presenta un punto de fluencia evidente como el acero.
Corte la muestra de aluminio en forma de hueso de perro estándar, con dimensiones precisas según las especificaciones ASTM E8. La sección central estrecha (denominada longitud de referencia) debe tener aproximadamente 2 cm de largo y ser perfectamente lisa.
Limpie bien la muestra con alcohol para eliminar cualquier resto de aceite o residuo. Incluso las pequeñas imperfecciones de la superficie pueden afectar los resultados.
Marque la longitud del calibre original con un punzón o un punzón. Necesitará estas marcas para medir cuánto se estira la muestra durante la prueba.
Coloque la muestra de aluminio verticalmente en las mordazas de la máquina, asegurándose de que esté perfectamente alineada. Una mala alineación provoca una tensión desigual y genera resultados incorrectos.
Conecte un extensómetro para medir con precisión la elongación de la muestra. Este dispositivo se fija a las marcas de calibración que realizó previamente y registra pequeños cambios en la longitud.
Ponga a cero todos los dispositivos de medición y ajuste la velocidad de carga a 0.005 pulgadas por minuto. Esta velocidad lenta y constante garantiza una recopilación precisa de datos.
Encienda la máquina y observe cómo separa lentamente la muestra de aluminio. La computadora registra la fuerza aplicada y cuánto se estira la muestra.
Continúe la prueba hasta que la muestra se rompa por completo. Esto le dará la curva de tensión-deformación completa, que analizará para determinar el límite elástico.
Guarde todos los datos inmediatamente después de finalizar la prueba. Necesitará las mediciones completas de fuerza y elongación para el siguiente paso.
Convierte tus datos brutos en tensión (fuerza dividida por el área original) y deformación (variación de longitud dividida por la longitud original). La mayoría de los programas de prueba lo hacen automáticamente.
Grafique la tensión en el eje vertical y la deformación en el eje horizontal. La curva resultante muestra cómo responde el aluminio al aumento de la carga.
Busque la parte recta inicial de la curva. Esta región lineal representa la deformación elástica donde el aluminio recupera su forma original al liberar la carga.
Dibuje una línea paralela a la sección elástica recta de la curva, pero desplazándola un 0.2 % hacia la derecha. Este es el método estándar para el aluminio, ya que no tiene un límite elástico definido.
Encuentre dónde esta línea de desplazamiento interseca su curva de tensión-deformación real. Este punto de intersección es su valor de límite elástico.
Lea el valor de la tensión en este punto de intersección directamente de su gráfica. Este número es el límite elástico de su aluminio muestra, normalmente medida en libras por pulgada cuadrada (psi) o megapascales (MPa).
Compruebe que su límite elástico se encuentre dentro del rango esperado para su aleación de aluminio. El aluminio puro tiene un límite elástico de entre 7,000 y 11 000 psi, mientras que las aleaciones pueden variar entre 4,000 y 70 000 psi.
Repita la prueba con al menos dos muestras más del mismo lote. Si la técnica es correcta, los resultados deberían variar menos del 5 %.
Calcule el promedio de sus tres pruebas. Este promedio le proporcionará el valor de límite elástico más confiable para su material de aluminio.
La temperatura afecta significativamente el límite elástico del aluminio. Una muestra analizada a 200 °F podría presentar un 20 % menos de tensión que una analizada a temperatura ambiente.
Las distintas aleaciones de aluminio tienen puntos de fluencia muy diferentes. Asegúrese siempre de probar la aleación correcta y de comparar los resultados con las especificaciones correctas.
El límite elástico es donde comienza la deformación permanente, mientras que la resistencia máxima a la tracción es la tensión máxima que el material puede soportar antes de romperse. La resistencia máxima siempre es mayor que el límite elástico.
El aluminio pasa gradualmente de la deformación elástica a la plástica, a diferencia del acero, que muestra una marcada disminución en la curva de tensión-deformación. La desviación del 0.2 % crea una forma estandarizada de definir la fluencia.
No, se necesita el equipo adecuado para obtener resultados precisos. Las pruebas de dureza permiten estimar el límite elástico, pero son mucho menos fiables que las pruebas de tracción reales.
El tratamiento térmico puede duplicar o triplicar el límite elástico del aluminio. El tratamiento térmico en solución, seguido de envejecimiento, crea precipitados que bloquean el movimiento de dislocación, aumentando significativamente el límite elástico.
Calibre su máquina como mínimo una vez al año o después de analizar 500 muestras. Una calibración más frecuente garantiza la precisión de las mediciones del límite elástico.
