El ensayo de tracción se realiza mediante una máquina universal de tracción que provoca la deformación de una probeta del material a ensayar al aplicarle una carga progresiva en sentido axial.

Imagen 9. Wikimedia. Creative Commons.

La probeta se sujeta por sus extremos en la máquina por medio de mordazas que a su vez someten la muestra a tensión progresiva. Esta carga provoca que la probeta se vaya alargando en longitud y adelgazando en sección (estricción) de un modo progresivo hasta alcanzar la fractura de la pieza. Es, por tanto, un ensayo destructivo y, para que sea válido, la rotura debe producirse en la zona central de la probeta.

Imagen 10. Wikimedia. Creative Commons.	Imagen 11. Wikimedia. Creative Commons.

La máquina, simultáneamente, mide la carga aplicada instantáneamente y la deformación resultante,y en un papel milimetrado se relacionan los datos de la fuerza (carga) aplicada a la probeta ensayada, y la deformación que va sufriendo.

Los datos de la fuerza aplicada se pueden convertir en tensión y así construir la gráfica esfuerzo-deformación, similar a la que representada en la figura.

Imagen 12. Elaboración propia.

Un material presenta varias zonas en cuanto a su comportamiento ante un esfuerzo de tracción. Estas zonas están representadas en el diagrama esfuerzo deformación anterior y vamos a verlas una a una.

Imagen 13. Elaboración propia.

Zona elástica (OB)
Se caracteriza porque al cesar las tensiones aplicadas, los materiales recuperan su longitud inicial.

Zona plástica (BE)

En esta zona se ha rebasado la tensión del límite elástico y, aunque dejemos de aplicar tensiones de tracción, el material ya no recupera su longitud original y la longitud final será mayor que lo.

En la zona elástica (OB) hay, a su vez, dos zonas:

Imagen 14. Elaboración propia.

Zona de proporcionalidad (OA)

En la gráfica es una línea recta, es decir, el alargamiento unitario (ε) es proporcional a la tensión ejercida (σ). En las aplicaciones industriales siempre se trabaja en esta zona, ya que no se producen deformaciones permanentes y además se puede aplicar la ley de Hooke.

Zona no proporcional (AB)

El material se comporta de forma elástica, pero no existe una relación proporcional entre tensión y deformación.

En la zona plástica (BE) también se pueden distinguir dos zonas:

Imagen 15. Elaboración propia.

Zona de deformación plástica uniforme o zona de límite de rotura (CD)

Se consiguen grandes alargamientos con un pequeño incremento de la tensión. En el punto D encontramos el límite de rotura y la tensión en ese punto se llama tensión de rotura (σr). A partir de este punto, la probeta se considera rota, aunque físicamente no lo esté.

Zona de rotura o zona de estricción o zona de deformación plástica localizada (DE)

Las deformaciones son localizadas y, aunque disminuya la tensión, el material se deforma hasta la rotura. En el punto D, la probeta se ha fracturado. La sección de la probeta se reduce drásticamente.

Esta curva esfuerzo-deformación varía de un material a otro, e incluso otros materiales presentan curvas distintas; es el caso del acero.

Cuando la curva se desvía de la recta inicial, el material alcanza el punto de fluencia, y desde ese momento el material comienza a adquirir una deformación permanente.

A partir de este punto, si se retira la carga, la probeta mantendría una cierta deformación permanente, ya que habrá entrado en la zona plástica, dejando de cumplirse la ley de Hooke.

El valor límite entre la zona elástica y la zona plástica es el punto de fluencia, punto que en ocasiones no es sencillo de determinar observando la gráfica.

Después de la fluencia continúa una zona inestable, que depende de cada acero, para llegar a un máximo en que la probeta, en lugar de alargarse de forma permanente y repartida a lo largo de toda su longitud, lo hace concentrando la deformación en una zona en la cual se produce un estrangulamiento.

En probetas cilíndricas sometidas a tracción, la gráfica que hemos visto es creciente sólo durante una primera fase del ensayo en que la carga es creciente.

A partir del máximo de la carga, se desarrolla un cuello de estricción en el que se localizan las deformaciones de la probeta y que hace disminuir la carga resistida.

En esta parte del ensayo, el material fuera de la zona del estrangulamiento se descarga elásticamente, mientras que en el cuello continúa la carga plástica hasta llegar a la rotura.

En los siguientes videos tienes la parte final de un ensayo de tracción.

En el primero vemos su parte final ,y se observa perfectamente como se forma la estricción en la probeta y la rotura casi instantánea.

En el segundo vemos además cómo se traza la curva esfuerzo-deformación al mismo tiempo que se desarrolla el ensayo de tracción.