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Determinación del valor r según ISO 10113

Determinación de la anisotropía vertical (r-Wert)

El valor r, o más específicamente, la anisotropía vertical es uno de los parámetros típicos en el ensayo de tracción, junto al límite elástico, la resistencia a la tracción, la deformación plástica, la deformación a rotura y el exponente de acritud (valor n). Todos estos valores característicos sirven para caracterizar los metales y se determinan en el ámbito de I+D, así como en los ensayos de aceptación.

¿Qué es el valor r?

El valor r, en una probeta de metal sometida a un ensayo de tracción (uniaxial), es la «relación entre la deformación plástica real del ancho y la deformación plástica real del espesor». (Definición de la norma DIN EN ISO 10113).

Para calcular el valor r, se requeriría entonces la medición de la deformación plástica real del ancho y del espesor durante el alargamiento uniforme. Sin embargo, como resulta mucho más fácil medir la extensión longitudinal en lugar de la variación de espesor, la norma se basa en el modelo del volumen constante en el rango hasta alcanzar la fuerza máxima, Ag (alargamiento uniforme). Si asumimos que el volumen hasta el alargamiento plástico del extensómetro es constante bajo la fuerza máxima Ag, se puede reemplazar la variación de espesor por la extensión longitudinal para determinar el valor r.

Significado del valor r

Si el valor r es igual a 1, nos encontramos ante un material isotrópico, cuya deformación varía por igual en ancho y espesor. Si el valor es superior a 1, tenemos una deformación mayor en anchura. Si el valor es inferior a 1, tenemos una deformación menor en espesor.

Procedimientos y métodos según la norma ISO 10113

La norma también define tres procedimientos y dos métodos para la determinación del valor r.

Tres procedimientos: En el procedimiento automático, tanto la extensión longitudinal como la transversal se miden con un extensómetro. Además, existe el procedimiento semiautomático, donde solo se mide la extensión longitudinal con un extensómetro, y el procedimiento manual donde tanto la extensión transversal como la longitudinal se miden manualmente.

Para el procedimiento manual y semiautomático, el valor r se determina según el método de punto único. En este caso, el valor r se determina con un cierto grado de estiramiento plástico (por ejemplo, mediante la determinación del valor al 2% y al 5% de deformación plástica).

El procedimiento automático, en cambio, ofrece además la opción del método de regresión, que muestra una evolución, es decir, un rango de deformación completo. Los datos obtenidos de la deformación longitudinal plástica real y la deformación transversal plástica real en un rango de deformación especificado se utilizan para determinar la pendiente.

Se recomienda el método de regresión ya que proporciona valores r más fiables, porque se calcula el promedio sobre un rango completo y no se produce solo una «instantánea», como es el caso con el método de un solo punto (que se determina generalmente a un 2 o 5% de deformación plástica).

Modificaciones de la norma ISO 10113: Evaluación de la longitud de medición total

Hasta 2020, la determinación del valor r conforme a la norma ISO 10113 se basaba únicamente en el supuesto de que un material metálico no mostraba ningún estrechamiento dentro de la longitud paralela en el rango hasta la extensión plástica Ag. Sobre esta base, se determina parcialmente el ancho en el centro de la probeta y se asume que el valor se aplica a la longitud total de medición. Sin embargo, en realidad, el estrechamiento ya se produce durante la extensión plástica, en mayor o menor medida dependiendo del material. En el caso de los materiales con un valor r mayor que 1, el comportamiento se puede medir claramente. Hecho que ha sido confirmado por diferentes estudios.

Esto significa que para lograr valores de medición más realistas, el valor r debe determinarse en toda la longitud medición, ya que así incluye el estrechamiento del material.

Por esta razón, se ha implementado una enmienda a la norma ISO 10113 desde agosto de 2020.

Enmienda de la norma ISO 10113 (2020-08) para una mayor reproducibilidad de valores r

Desde la edición de 2020, la norma ISO 10113 (2020-08) recomienda «para la medición de la reducción actual de la anchura, el uso de extensómetros, que puedan medir el estrechamiento en varios puntos distribuidos idealmente de manera uniforme por toda la longitud de medición».

Con esta modificación del estándar, se pretende obtener resultados realistas del ensayo y, además, aumentar la comparabilidad de los mismos. Además, el método es más fácil de entender, ya que se tiene en cuenta el mismo volumen de probetas tanto para la extensión transversal como para la extensión longitudinal.

ZwickRoell ofrece el videoXtens T-160 HP específicamente para esta recomendación del estándar. Mide más de 10 ejes de medición, distribuidos equitativamente por todo el rango de medición. No solo proporciona valores r realistas según la ISO 10113, sino también de máxima precisión, ya que ha sido diseñado especialmente para este tipo de ensayos.

Ejemplos de valores r en distintos materiales

Acero Valor rm

∆Valor r

Acero de embutición profunda DC04 1,85 0,70
Acero IF DC06 2,15 0,55
Acero isotrópico H250G1 1,05 0,00
Acero TRIP TRIP700 0,85 -0,02
Acero de doble fase H300X 0,95 -0,10
Acero inoxidable X5CrNi18-10 1,00 -0,30
Aluminio AlMg5Mn (blando) 0,66 -0,21
Aluminio AlSi1,2Mg0,4 (T4) 0,64 0,20
Cobre Cu 0,80 - 0,95
Bronce CuSn 1,00
Latón CuZn37 blando 0,91 -0,03

 

 

 

Determinación del valor r con el videoXtens T-160 HP

Determinación del valor con el videoXtens T-160 HP

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