Tradicionalmente, el límite elástico y la resistencia a la tracción máxima se han probado utilizando una gran máquina de ensayo de tracción que requiere una enorme fuerza para separar las muestras de ensayo. Es costoso y lleva mucho tiempo mecanizar adecuadamente muchas muestras de ensayo para un material en el que cada muestra solo se puede probar una vez. Los pequeños defectos en la muestra crean una variación notable en los resultados de las pruebas. Las diferentes configuraciones y alineaciones de los ensayos de tracción disponibles en el mercado a menudo dan lugar a variaciones sustanciales en la mecánica y los resultados de las pruebas.

Objetivo de medición

En esta aplicación, Nanovea Comprobador mecánico mide el límite elástico y la resistencia a la tracción máxima de muestras de aleación metálica de acero inoxidable SS304 y aluminio Al6061. Las muestras se seleccionaron por sus valores de límite elástico y resistencia a la tracción máxima comúnmente reconocidos, lo que demuestra la fiabilidad de los métodos de indentación de Nanovea.

Procedimiento de ensayo y procedimientos

Las pruebas de límite elástico y resistencia a la tracción máxima se realizaron en el ensayador mecánico Nanovea en el Microindentación modo. Para esta aplicación se utilizó una punta de diamante cilíndrica plana de 200 μm de diámetro. Se seleccionaron las aleaciones SS304 y Al6061 por su amplia aplicación industrial y sus valores de límite elástico y resistencia a la tracción máximos comúnmente reconocidos, con el fin de demostrar el gran potencial y la fiabilidad del método de indentación. Las muestras se pulieron mecánicamente hasta obtener un acabado espejo antes de la prueba para evitar que la rugosidad de la superficie o los defectos influyeran en los resultados. Las condiciones de ensayo se enumeran en la tabla 1. Se realizaron más de diez ensayos con cada muestra para garantizar la repetibilidad de los valores de ensayo.

Resultados y debate

Las curvas de carga-desplazamiento de las muestras de aleación SS304 y Al6061 se muestran en la Figura 3 con las marcas del penetrador plano en las muestras de ensayo insertadas. El análisis de la curva de carga en forma de “S” mediante algoritmos especiales desarrollados por Nanovea calcula el límite elástico y la resistencia a la tracción máxima. Los valores se calculan automáticamente mediante el software, tal y como se resume en la tabla 1. Se incluyen los valores del límite elástico y la resistencia a la tracción máxima obtenidos mediante ensayos de tracción convencionales a efectos comparativos.

Conclusión

En este estudio, mostramos la capacidad del Nanovea Mechanical Tester para evaluar el límite elástico y la resistencia a la tracción máxima de muestras de láminas de acero inoxidable y aleación de aluminio. La sencilla configuración experimental reduce significativamente el tiempo y el costo de preparación de las muestras necesarios para los ensayos de tracción.  El pequeño tamaño de la indentación permite realizar múltiples mediciones en una sola muestra. Este método permite realizar mediciones de YS/UTS en muestras pequeñas y áreas localizadas, lo que proporciona una solución para el mapeo de YS/UTS y la detección de defectos locales en tuberías o estructuras automotrices.

Los módulos Nano, Micro o Macro del Nanovea Mechanical Tester incluyen modos de ensayo de indentación, rayado y desgaste que cumplen con las normas ISO y ASTM, lo que proporciona la gama de ensayos más amplia y fácil de usar disponible en un solo sistema. La inigualable gama de Nanovea es la solución ideal para determinar todas las propiedades mecánicas de recubrimientos, películas y sustratos finos o gruesos, blandos o duros, incluyendo la dureza, el módulo de Young, la resistencia a la fractura, la adhesión, la resistencia al desgaste y muchas otras.  Además, hay disponibles un perfilador 3D sin contacto y un módulo AFM opcionales para obtener imágenes 3D de alta resolución de la indentación, el rayado y el desgaste, además de otras mediciones de la superficie, como la rugosidad.