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Informe Tcnico del
Acero AISI 2304
Lema Umaginga Christian Oswaldo
Vankov Rynat
19 de Mayo del 2010
NIE: X6998466-A
NIE: X7631932-A
Objetivo
Analizar algunas de las propiedades del Acero AISI 2304, para esto utilizaremos un
ensayo de traccin ya realizado
Resultados:
Lmite elstico: 342,75
Lmite elstico convencional al 0.2% de deformacin: 347, 74
Mdulo de Young: 8,33 x 10^4
Tensin mxima: 1498,002
Ductilidad: 4,83 %
Estriccin: 18,34 %
Mdulo de resiliencia: 725,43
Mdulo de tenacidad: 82707,34
Introduccin
Disponemos de unos datos facilitados por la el departamento de materiales. Los
datos corresponden a un ensayo de traccin, con estos datos realizaremos un
estudio de las propiedades que se nos ha encomendado. A partir de dos graficas
base, que son el diagrama de mquinas y el diagrama convencional obtendremos
todos los datos deseados. Una vez obtengamos los resultados podremos decidir
cul ser el mejor uso que podemos darle a nuestro acero.
Material i mtodo
El material medido es una probeta de 25.8 de seccin i 62 mm de largo.
El mtodo de ensayo ha sido escogido por la el departamento de materiales y
podemos observarlo el anexo 5.
Resultados
A partir de los datos que se nos ha facilitado podemos obtener el diagrama de
mquinas.
Para obtener el diagrama convencional hemos utilizado las siguientes frmulas,
para posteriormente representar los datos en la siguiente grfica.
Sin embargo, podemos observar que en el inicio de la mquina existen
puntos que se pueden omitir de nuestros calculos ya que son considerados
puntos de adaptacion de la mquina. Por esta razon a partir de ahora
trabajermos con la siguiente grfica.
Con este diagrama podremos obtener la mayoria de los datos deseados.
Haciendo una ampliacin del grfico ( Anexo 1) se puede observar donde se
encuentra el ltimo punto que mantiene una pendiente constante. Este punto
correspondra al limite eslstico del material y aproximadamente es:
Sabemos que este valor no ser preciso y por lo tanto buscaremos el limite elstico
convencional al 0.2% de deformacin. Este valor lo podemos encontrar a partir de
una recta paralela a la recta de lmite elstico y que parta de 0,02. Sin embargo
nosotros hemos decidido encontrar este valor a partir de una serie de frmulas que
podemos encontrar en libro Ciencia e Ingeniera de los Materiales del autor
Callister, obteniendo valores ms precisos. Por otro lado tenemos que tener en
cuenta que hemos eliminado los datos iniciales y esto afectara a la hora de calcular
una recta paralela y a nuestra recta de lmite elstico, esta sera otra justificacin
para utilizar las frmulas.
Para encontrar el mdulo de Young (E) hemos trazado una lnea de tendencia en
por los puntos que previamente han sido considerados dentro de la zona elstica
(Anexo 2).
La pendiente de esta lnea de tendencia nos dar el resultado buscado:
El Mdulo de Resiliencia (MR) se encuentra calculando el rea entre la zona elstica
y el eje de coordenadas (Anexo 3).
Nota: Hemos tenido divisin de opiniones al momento de calcular el MR, ya que
como hemos comentado anteriormente, nosotros hemos eliminado varios de los
puntos iniciales por motivos ya justificados. Al final una vez comentado con uno de
los profesores de la asignatura de materiales, se ha decidido que el rea sea la
representada en el Anexo 3.
Una vez tengamos todos los datos necesarios, podremos calcular el lmite elstico
convencional:
El Mdulo de Tenacidad (MT) es el rea comprendida por debajo de la recta
representada en el diagrama convencional (anexo 4).
La estriccin es la variacin de la seccin la calcularemos en porcentaje a partir de
la siguiente frmula:
Los datos que nos faltan podemos obtenerlo directamente de la grfica del
diagrama convencional.
La tensin mxima que el acero soportara durante todo este proceso ser de
1498,002 .
La ductilidad del material es del 4.83 %, por lo tanto el acero de deformar un
4.83% de su elongacin inicial antes de romperse.
Por ltimo es crea el diagrama de tensin/deformacin real. Se trata del diagrama
donde la tensin en cada punto es calculada con el rea modificada segn la
tensin del punto anterior. Crearemos una nueva tabla utilizando:
El diagrama resultante es:
Discusin
Debido a un coeficiente de ductilidad de un 4,83% el material no ser muy
dctil, ni tenaz.
Nuestro mdulo de Young es de 8,33 x 10^4 , cuando el mdulo de
Young del acero es de 20,7 x 10^4 Mpa. Con esto confirmamos que nuestro
Acero esta tratado. Se asemeja ms al Mdulo de Young del Latn.
Conclusiones
Podemos concluir diciendo que al ser el mdulo de Young de nuestro material muy
bajo, significara que no tendr gran rigidez. Es decir se romper con facilidad,
alcanzara su lmite elstico con rapidez. Por lo tanto puede ser claramente
considerado un material frgil.
Haciendo una pequea investigacin hemos encontrado que el Acero AISI 2304
puede ser claramente reemplazar a los aceros del tipo 304L y 316L, utilizados en la
industria de la alimentacin reduciendo la contaminacin del proceso productivo. Al
ser similares estos aceros podemos hacer la hiptesis de que contienen
aproximadamente un 0,08 % de C y que podra encontrarse entre los aceros
inoxidables austnicos.
ANEXOS
Anexo 1
Anexo 2
Anexo 3
[13/05/2010 23:52 "/Graph1" (2455329)]
Integration of Data1_B from zero:
i = 1 --> 40
x = 0,00271 --> 0,00647
Area Peak at Width Height
------------------------------------------------------------
0,72543 0,00647 0,00213 342,75074
Anexo 4
[18/05/2010 12:52 "/Graph1" (2455334)]
Integration of Data1_B from zero:
i = 1 --> 311
x = 0,00271 --> 0,07518
Area Peak at Width Height
------------------------------------------------------------
82,70734 0,05745 0,05948 1498,00233
Anexo 5
Acero AISI 2304
So= 25.8
Sf=21.8
Lo=62 mm
Lf=65 mm
D(L)
F(N)
0
0
0,0006616
99,53976
0,005734
342,2141
0,0121892
582,4089
0,0242472
603,5686
0,0286102
594,6517
0,0670195
610,435
0,1021802
629,3893
0,1375139
725,615
0,1677334
843,0481
0,1723409
1093,054
0,1822948
1340,711
0,1888037
1450,133
0,1918376
1586,986
0,1959443
1847,339
0,2037942
2092,338
0,210768
2343,154
0,2179325
2591,705
0,2242088
2835,894
0,2311587
2835,548
0,2305329
3082,478
0,2358317
3339,434
0,243026
3590,715
0,2504945
3835,273
0,2583981
4099,095
0,2618969
4146,409
0,2636731
4347,944
0,2688646
4595,041
0,2767026
4845,25
0,2828538
5087,912
0,2907097
5336,523
0,2984226
5352,139
0,2977848
5586,147
0,3042758
5847,621
0,3130794
6086,469
0,3191888
6343,198
0,3271937
6470,883
0,3306329
6587,255
0,3345072
6844,795
0,3428757
7089,198
0,3516913
7334,137
0,3596902
7535,04
0,3652692
7588,458
0,3674507
7840,431
0,3763616
8097,589
0,3837287
8348,31
0,3926218
8495,522
0,3981471
8586,86
0,4012466
8842,969
0,4100621
9080,744
0,4204512
9345,019
0,4288316
9431,66
0,4324853
9594,476
0,4382372
9838,7
0,4462838
10096,84
0,4553855
10324,05
0,4663646
10349,05
0,4661203
10593,95
0,4749537
10842,3
0,4854202
11089,4
0,494957
11176,97
0,4991889
11342,51
0,5050421
11589,96
0,5148411
11839,71
0,5273104
11955,27
0,5310297
12090,99
0,5374909
12339,27
0,5500019
12580,41
0,5617976
12680,42
0,5666852
12831,7
0,5736649
13092,7
0,5852044
13340,26
0,5973637
13339,65
0,5985677
13590
0,6117582
13844,84
0,6261885
13960
0,632596
14091,28
0,6385028
14344,64
0,6547868
14528,61
0,6658256
14594,85
0,6679058
14837,38
0,6849885
15053
0,6980777
15091,4
0,700134
15344,79
0,7139385
15580,42
0,7323921
15590,19
0,7323802
15835,34
0,7484794
16091,06
0,7643044
16095,2
0,7642925
16337,23
0,7817686
16592,49
0,7967413
16608,02
0,7989049
16840,92
0,8142412
17093,96
0,830096
17104,23
0,8318842
17342,23
0,8465767
17585,41
0,8632422
17587,2
0,8663356
17841,22
0,8825779
18055,11
0,8986473
18088,76
0,9007812
18332,3
0,9195984
18516,78
0,9310961
18584,49
0,9379745
18847,8
0,9558559
18959,05
0,9642601
19083,24
0,9736955
19334,33
0,9939432
19406,01
0,9980202
19595,13
1,012099
19834,52
1,031286
19837,62
1,032811
20087,18
1,050818
20265,85
1,065362
20336,46
1,071322
20582,89
1,090443
20684,18
1,098108
20841,55
1,110429
21089,01
1,131582
21093,33
1,133376
21343,51
1,152235
21516,53
1,163638
21589,24
1,171738
21835,29
1,194769
21883,8
1,198322
22091,75
1,215148
22264,35
1,230729
22337,87
1,23781
22587,56
1,259446
22643,52
1,26425
22838,93
1,280445
23017,66
1,296341
23083,98
1,303941
23334,62
1,32792
23377,57
1,330328
23592,79
1,349241
23745,39
1,364476
23833,75
1,371306
24082,06
1,396728
24098,61
1,397967
24343,19
1,420915
24450,23
1,431042
24589,66
1,44223
24807,1
1,464587
24845,91
1,466042
25088,11
1,491946
25153,91
1,498723
25334,35
1,514184
25513,09
1,532096
25579,29
1,536876
25842,23
1,562482
25844,94
1,564229
26095,16
1,585925
26187,21
1,597303
26339,28
1,610911
26551,62
1,631337
26584,68
1,634276
26843,29
1,659268
26873,53
1,662922
27094,92
1,685035
27224,79
1,697284
27343,71
1,708519
27563,26
1,731253
27588,19
1,73353
27840,46
1,757437
27875,24
1,761931
28094,96
1,780772
28228,86
1,795882
28333,78
1,808602
28568,95
1,830965
28582,64
1,831269
28834,5
1,857346
28882,58
1,86463
29086,47
1,882583
29224,69
1,896042
29337,8
1,90962
29543,21
1,930726
29591,45
1,934725
29835,59
1,962972
29848,58
1,963204
30081,27
1,985341
30201,42
1,997542
30345
2,009976
30512,06
2,030259
30592,02
2,039683
30817,57
2,063024
30837,06
2,066016
31089,77
2,091825
31128,56
2,09868
31336,14
2,120435
31436,91
2,129853
31587,24
2,149832
31729,17
2,164161
31837,69
2,174962
32036,17
2,197325
32087,87
2,201641
32338,15
2,229553
32340,72
2,231902
32584,8
2,259713
32626,57
2,263844
32840,23
2,290398
32895,4
2,296793
33079,58
2,317494
33180,32
2,330428
33336,31
2,348489
33462,7
2,363497
33585,62
2,379966
33734,05
2,395958
33840,88
2,408665
34008,85
2,430379
34093,07
2,441657
34279,56
2,4625
34340,06
2,471256
34517,11
2,498114
34588,94
2,506399
34745,88
2,52983
34840,82
2,537793
35025,54
2,564919
35086,41
2,575845
35268,2
2,597541
35335,46
2,609092
35499,38
2,631098
35586,66
2,643877
35719,67
2,663577
35837,23
2,685511
35931,65
2,69801
36091,01
2,722865
36146,72
2,731204
36333
2,761012
36358,36
2,763772
36547,84
2,797514
36589,4
2,805561
36725,96
2,828771
36829,42
2,847672
36916,85
2,863187
37084,66
2,897739
37083,64
2,897549
37239,5
2,931607
37334,72
2,950895
37390,12
2,964968
37543,64
2,996969
37584,67
3,008783
37668,59
3,03002
37809,23
3,064889
37834,73
3,075028
37919,65
3,097105
38040,51
3,131998
38087,39
3,147984
38127,24
3,162766
38227,73
3,195548
38288,01
3,228259
38329,63
3,247011
38379,97
3,262758
38448,74
3,296375
38460,71
3,330344
38526,17
3,362924
38561,99
3,396398
38585,2
3,412116
38594,83
3,429174
38614,71
3,461039
38634,99
3,49586
38630,45
3,528512
38636,09
3,561616
38648,46
3,595752
38635,29
3,629088
38615,6
3,662276
38611,79
3,695571
38595,84
3,726721
38575,61
3,763682
38541,39
3,797191
38522,4
3,830457
38462,47
3,862965
38431,5
3,895909
38417,63
3,929561
38364,4
3,961784
38345,61
3,975242
38320,53
3,993934
38275,03
4,027849
38221,55
4,060465
38164,83
4,095197
38101,88
4,120869
38093,21
4,127455
38020,11
4,164141
37910,54
4,195958
37848,15
4,216492
37736,38
4,22675
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