Estricción en el ensayo de tracción (prueba de tensión): qué es, cuándo empieza, coeficiente Z y fractura copa-cono

La estricción es la reducción localizada de la sección transversal de la probeta que comienza en la fuerza máxima del ensayo de tracción (prueba de tensión), cuando el endurecimiento por deformación del material deja de compensar la pérdida de área. La deformación, que hasta ese momento se repartía por toda la longitud útil, pasa a concentrarse en una región corta, que se adelgaza formando un cuello, y es ahí donde la probeta se rompe. El fenómeno también se conoce como formación de cuello o encuellamiento, traducciones del inglés necking. La estricción se mide después de la rotura con el coeficiente de estricción, Z = (S₀ − S_u) / S₀ × 100, donde S₀ es el área inicial de la sección y S_u la menor área en el cuello, según la ISO 6892-1 (ABNT NBR ISO 6892-1:2024 en Brasil).

Resumen rápido:

• Cuándo comienza: en la fuerza máxima F_m, que define la resistencia a la tracción R_m = F_m / S₀.
• Por qué comienza: por el criterio de Considère, cuando la tasa de endurecimiento por deformación baja hasta el valor del propio esfuerzo verdadero.
• Qué mide: ductilidad local, no resistencia.
• Orden de magnitud: alrededor de 50 % a 70 % en acero de bajo carbono, según la condición, y cerca de 2 % en el hierro fundido gris.

Qué es la estricción en el ensayo de tracción

En el ensayo de tracción, la probeta se adelgaza desde el primer instante. En el tramo elástico, esa contracción lateral es pequeña, uniforme y reversible, y se describe con el coeficiente de Poisson, ν = 0.3 en el acero. Después de la fluencia, la deformación plástica también reduce la sección de manera uniforme, porque el volumen del metal prácticamente no cambia: si la longitud aumenta, el área disminuye en la misma proporción, en toda la longitud útil. Ninguna de esas dos reducciones es estricción.

En la foto, una probeta de acero todavía en las mordazas, con el cuello ya formado en el centro de la longitud útil: la sección se estrecha en un punto, y es ahí donde se va a romper.

La estricción es la etapa siguiente, en la que la reducción de sección deja de ser uniforme. A partir de la fuerza máxima, una región corta empieza a adelgazarse mucho más que el resto de la probeta, y el alargamiento adicional ocurre casi solo ahí. Por eso es plástica y localizada. La ISO 6892-1:2019 define la medida asociada, la reducción porcentual de área Z, como la mayor variación del área de la sección ocurrida durante el ensayo, expresada en porcentaje de S₀. En español, la misma palabra nombra el fenómeno y la medida: se habla de estricción, coeficiente de estricción, estricción de rotura o reducción de área. En inglés, la medida es la reduction of area (RA o %RA).

El término "estiramiento" aparece como sinónimo de formación de cuello en algunos textos. En los polímeros adquiere un sentido propio, el estirado en frío, en el que el cuello se estabiliza y recorre la probeta en lugar de llevar a la rotura; el tema tiene una sección propia más adelante.

Una precaución de interpretación: la estricción no es una propiedad intrínseca del material, sino una característica de su comportamiento en el ensayo, porque depende de la geometría de la sección y del estado de esfuerzos en el cuello. Aun así, el valor de Z se especifica como requisito en normas de producto, como las de barras de acero inoxidable de la ASTM, y es comparable entre ensayos hechos con la misma geometría.

Cuándo comienza la estricción

El cuello no aparece en un punto cualquiera de la curva. Surge en el instante en que dos efectos opuestos, que compiten en el ensayo desde la fluencia, se igualan. Entender ese empate explica por qué algunos metales se alargan mucho antes de formar cuello y otros casi nada.

Endurecimiento por deformación contra pérdida de área

La fuerza que soporta la probeta es el producto del esfuerzo verdadero σ_v, calculado con el área del instante y no con la inicial, por esa área instantánea: F = σ_v·S. Durante la deformación plástica, dos efectos actúan sobre esa fuerza al mismo tiempo. El área S disminuye, lo que tiende a reducir F. Y el endurecimiento por deformación (acritud), el endurecimiento del metal por la propia deformación plástica, aumenta σ_v, lo que tiende a aumentar F.

Al inicio de la deformación plástica, el endurecimiento por deformación es intenso y gana. Si una región cualquiera de la probeta se adelgaza un poco más que las vecinas, también se endurece más, se vuelve más resistente, y la deformación pasa a otra región. El resultado es una deformación uniforme a lo largo de toda la longitud útil. Pero la tasa de endurecimiento disminuye a medida que crece la deformación. Llega un punto en que la ganancia de resistencia ya no compensa la pérdida de área: la región que se adelgace primero no queda lo bastante resistente para transferir la deformación, sigue adelgazándose y concentra todo el alargamiento. Ese punto es la fuerza máxima, y ahí nace el cuello.

Criterio de Considère

El ingeniero francés Armand Considère formalizó ese empate en 1885, en un estudio sobre el uso del hierro y del acero en construcciones. La condición de inestabilidad es que la fuerza deje de crecer, dF = 0. Con F = σ_v·S, la derivada da:

1. dF = S·dσ_v + σ_v·dS = 0, por lo tanto dσ_v / σ_v = −dS / S.
2. Como el volumen se conserva (S·L = constante), −dS / S = dL / L, que es el incremento de deformación verdadera, dε_v.
3. Juntando: dσ_v / dε_v = σ_v.

En palabras: la estricción comienza cuando la pendiente de la curva de esfuerzo verdadero contra deformación verdadera baja hasta igualar el propio esfuerzo verdadero. Antes de eso, la pendiente es mayor que el esfuerzo y la deformación es estable. Escrita con la deformación de ingeniería ε, la misma condición queda dσ_v / dε = σ_v / (1 + ε). Gráficamente, es el punto en que una recta trazada desde ε = −1 es tangente a la curva de esfuerzo verdadero contra ε, la llamada construcción de Considère.

Exponente de endurecimiento n y alargamiento uniforme

Muchos metales siguen, en el tramo plástico, la ley de Hollomon: σ_v = K·ε_vⁿ, donde K es el coeficiente de resistencia, en MPa, y n es el exponente de endurecimiento por deformación, adimensional. La derivada es dσ_v / dε_v = n·K·ε_vⁿ⁻¹. Al igualarla a K·ε_vⁿ, como pide el criterio de Considère, queda un resultado simple: la estricción comienza en la deformación verdadera ε_v = n.

Esa deformación al inicio del cuello corresponde, en ingeniería, al alargamiento uniforme, que la ISO 6892-1 llama A_g: la extensión plástica en la fuerza máxima, en porcentaje. Despreciando la pequeña parte elástica, A_g ≈ (eⁿ − 1) × 100, con e = 2.718. Un metal con n alto se endurece más, retrasa la estricción y distribuye mejor la deformación, y por eso n es el número que más se observa en una lámina para estampado (vea el ensayo de embutición). El valor de n se mide con la ASTM E646-16(2024) o con la ISO 10275:2020.

La gráfica siguiente aplica el criterio a la ley de Hollomon del acero de bajo carbono recocido del Callister (Tabla 6.4: n = 0.21 y K = 600 MPa). A la izquierda, la tasa de endurecimiento, que empieza muy alta y baja, cruza la curva de esfuerzo verdadero en ε_v = 0.21, con 432 MPa. A la derecha, el mismo instante en la curva de ingeniería es el punto más alto: R_m de 350 MPa con A_g de 23.4 %. El ejercicio 3 rehace esos cálculos.

El criterio tiene límites. Supone tracción uniaxial, deformación uniforme hasta la fuerza máxima y un material poco sensible a la velocidad de deformación; los polímeros y las aleaciones superplásticas se salen de ese modelo. Y la igualdad ε_v = n solo vale si el tramo plástico sigue de verdad la ley de Hollomon, lo que no todo acero hace en todo el intervalo de deformación. Los metales de alta resistencia con poco endurecimiento por deformación pueden volverse inestables casi inmediatamente después de la fluencia, con A_g muy pequeño.

Dónde está la estricción en la curva esfuerzo-deformación

En el diagrama esfuerzo-deformación de un metal dúctil, la estricción es el tramo que va del punto de fuerza máxima hasta la rotura, los puntos C y D de ese artículo. En ese tramo la curva de ingeniería desciende: la fuerza cae porque el área del cuello disminuye más rápido de lo que el material se endurece, y el cálculo sigue dividiendo la fuerza entre el área inicial S₀. La curva verdadera, calculada con el área instantánea, sigue subiendo hasta la rotura, porque el material del cuello sigue endureciéndose. La gráfica fuerza contra desplazamiento que registra la máquina tiene la misma forma que la curva de ingeniería: el pico es F_m y el tramo descendente es la estricción.

El punto de fuerza máxima es la resistencia a la tracción, no el de rotura: en un material dúctil, la rotura ocurre después, con un esfuerzo de ingeniería menor. Hay una excepción prevista en la ISO 6892-1: en un material con fluencia discontinua y sin endurecimiento por deformación, la norma no define la fuerza máxima. En cambio, el límite de fluencia queda mucho antes, al inicio de la deformación plástica, y no tiene relación directa con el cuello.

La norma da nombres diferentes a cada alargamiento a lo largo de ese recorrido:

• A_g: extensión plástica en la fuerza máxima, el alargamiento uniforme.
• A_gt: extensión total en la fuerza máxima, con la parte elástica. Para el acero, A_gt ≈ A_g + R_m / E, con E = 200 GPa.
• A_t: extensión total en el instante de la rotura.
• A: alargamiento después de la rotura, medido con las dos partes juntas y sin la parte elástica, que se recupera cuando la probeta se rompe.

La diferencia A − A_g es, a grandes rasgos, el alargamiento que se concentró en el cuello. A_g y A_gt requieren un extensómetro en la probeta durante el ensayo; A y Z se miden después, en las piezas rotas.

Coeficiente de estricción Z: fórmula y medición

El coeficiente de estricción compara la menor sección después de la rotura con la sección inicial. Se calcula a partir de dos áreas, y la forma de obtenerlas depende de la geometría de la probeta.

Fórmula para sección redonda y rectangular

La definición general es Z = (S₀ − S_u) / S₀ × 100, con las dos áreas en mm² y Z en porcentaje. En una probeta redonda, el área es proporcional al cuadrado del diámetro, y la fórmula se simplifica a Z = [1 − (d_u / d₀)²] × 100, donde d₀ es el diámetro inicial y d_u el menor diámetro en el cuello. Por ese cuadrado, la reducción de diámetro siempre es menor que la de área: un diámetro que baja de 10 mm a 6 mm disminuyó 40 %, pero el área disminuyó 64 %. En una probeta plana, obtenida de lámina, el área es el producto del espesor a por el ancho b, y Z = (a₀·b₀ − a_u·b_u) / (a₀·b₀) × 100, con a_u y b_u medidos en la zona estrangulada.

La tabla reúne las tres formas y la magnitud derivada que se usa en la curva verdadera, explicada más adelante:

Magnitud	Fórmula	Observación
Coeficiente de estricción Z	(S0 − Su) / S0 × 100	definición de la ISO 6892-1
Z en sección redonda	[1 − (du / d0)²] × 100	du: promedio de dos lecturas a 90°
Z en sección rectangular	(a0·b0 − au·bu) / (a0·b0) × 100	a: espesor; b: ancho
Deformación verdadera en la fractura	εv,f = ln[1 / (1 − Z)]	Z en fracción

Cómo medir S_u según la ISO 6892-1

Z no sale de la señal de la máquina: se mide en la probeta rota, con calibrador vernier, micrómetro de puntas o proyector de perfiles. La ISO 6892-1 pide:

1. Juntar con cuidado las dos partes, con los ejes alineados, sin desplazar las superficies de fractura durante la lectura.
2. En una probeta redonda, medir el menor diámetro en dos planos a 90° y usar el promedio para calcular S_u.
3. Medir S_u con una exactitud recomendada de ±2 %. La propia norma advierte que, en diámetros pequeños o geometrías no redondas, esto puede no ser posible.
4. Reportar Z redondeado al 1 % más cercano.

La secuencia completa del ensayo, con la medición de S₀ y del alargamiento, está en el artículo sobre ductilidad.

Deformación verdadera en la fractura

Como el volumen se conserva, la deformación verdadera en el cuello puede obtenerse de las áreas: ε_v,f = ln(S₀ / S_u) = ln[1 / (1 − Z)], con Z en fracción. En sección redonda, equivale a 2·ln(d₀ / d_u). Un acero con Z = 64 % llegó a ε_v,f = ln(1 / 0.36) = 1.02 en el cuello, muy por encima de la deformación que se lee entre las marcas de la longitud de referencia. Es este número el que alimenta el último punto de la curva verdadera, y la razón por la que Z se usa más que A en simulación y en modelos de fractura.

Coeficiente de estricción Z y alargamiento A

Las dos medidas de ductilidad del ensayo de tracción responden a preguntas distintas. El alargamiento después de la rotura A suma la deformación uniforme, que es proporcional a la longitud de referencia L₀, con la deformación del cuello, que se concentra en un tramo corto y casi no depende de L₀. Por eso el mismo material da valores de A diferentes con L₀ = 5.65√S₀, con 50 mm o con 10 diámetros, y la ISO 6892-1 solo permite comparar alargamientos medidos con la misma longitud de referencia o el mismo coeficiente de proporcionalidad (5.65 es el preferido).

Z se mide en una sola sección, la menor, y depende mucho menos de la longitud de referencia. Describe la ductilidad local, la que el material muestra donde efectivamente se rompe. En la práctica, los dos aparecen juntos en los certificados; el artículo sobre ductilidad compara A y Z e incluye los factores de conversión de alargamiento entre longitudes de referencia.

Valores típicos del coeficiente de estricción por material

El valor de Z cambia bastante según la condición de suministro del mismo acero. En el 1020, el recocido y el normalizado, que eliminan la acritud y refinan la microestructura, dan Z de alrededor de 66 % a 68 %. El estirado en frío eleva la resistencia a cerca de 420 MPa y la fluencia a cerca de 350 MPa, pero consume parte de la ductilidad antes del ensayo: el alargamiento baja a cerca de 15 % y Z a cerca de 41 %. Los valores mínimos de norma, como los de ASTM A276 para barras de acero inoxidable, son requisitos de aceptación y quedan por debajo de los típicos. Las dos últimas filas corresponden a una sola probeta, en problemas de libro, y sirven como ejemplo, no como valor típico.

Material y condición	Rm (MPa)	Z (%)	Fuente
Acero 1020 laminado en caliente, barra de 19 a 32 mm	380	50	ASM; MatWeb
Acero 1020 estirado en frío	420	41	ASM (típico)
Acero 1020 recocido a 870 °C	395	66	AZoM (2012)
Acero 1020 normalizado a 870 °C	441	68	ASM
Inoxidable 304, barra recocida de 25.4 mm	585	70	datos ASM (típico)
Inoxidable 304, acabado en caliente y recocido (mínimo)	≥ 515	≥ 50	ASTM A276
Inoxidable 304 recocido, recipientes a presión (mínimo)	≥ 515	≥ 40	ASTM A479
Aluminio 6061-T6, una probeta	n/d	56.5	Dowling (problema de libro)
Hierro fundido gris, una probeta	n/d	1.9	Dowling (problema de libro)

Los tratamientos que elevan Z en el 1020 se explican en recocido y normalizado.

Fractura copa y cono y fractura frágil

La estricción termina en una fractura de forma característica en los metales dúctiles, la copa y cono. Comienza en el centro del cuello, y no en la superficie, porque el adelgazamiento crea ahí un estado triaxial de esfuerzos: además de la tracción axial, aparecen tracciones radiales y circunferenciales, y la componente hidrostática de tracción es máxima en el eje de la probeta. Esa triaxialidad facilita la apertura de huecos. La secuencia, descrita por Callister y analizada numéricamente por Tvergaard y Needleman (1984), tiene cinco etapas:

1. Se forma el cuello y concentra la deformación.
2. Se nuclean microhuecos en el centro del cuello, en general en inclusiones y partículas de segunda fase.
3. Los huecos crecen y se unen en una grieta central, plana y perpendicular al eje.
4. La grieta avanza rápidamente hacia la superficie.
5. El anillo exterior se rompe por corte a cerca de 45° del eje, que es el plano de esfuerzo cortante máximo. Una de las partes queda con el borde levantado, la copa, y la otra con el centro saliente, el cono.

El esquema siguiente muestra esas cinco etapas en un corte longitudinal de la probeta y, en el último cuadro, la fractura de un material frágil, que se rompe con superficie plana y sin cuello.

En el material frágil la grieta se propaga antes de que haya deformación plástica apreciable, y la fractura es plana, perpendicular a la carga. El hierro fundido gris es el ejemplo clásico: en un problema de Dowling, el diámetro pasa de 8.57 mm a 8.49 mm, lo que da un Z de apenas 1.9 %. El aspecto de la fractura es, por lo tanto, una lectura rápida del comportamiento: copa y cono opaca y fibrosa indica rotura dúctil, con estricción; superficie plana y brillante indica rotura frágil. La energía absorbida hasta la fractura se trata en tenacidad, y la transición de dúctil a frágil con la temperatura, en el ensayo de impacto.

Esfuerzo en el cuello y corrección de Bridgman

Después de la fuerza máxima, las conversiones σ_v = σ·(1 + ε) y ε_v = ln(1 + ε), con σ y ε de ingeniería, que suponen deformación uniforme, dejan de ser válidas. El esfuerzo real medio en el cuello pasa a ser la fuerza dividida entre el área mínima medida, σ_v = F / S. En la fractura, σ_v,f = F_f / S_u, como en el ejercicio 2.

Incluso ese promedio sobrestima el esfuerzo que el material realmente necesita para fluir, debido a la triaxialidad descrita en la sección anterior: parte del esfuerzo axial queda equilibrado por los esfuerzos radiales y circunferenciales. P. W. Bridgman propuso en 1952 un factor de corrección para probeta redonda:

σ = σ_media / [(1 + 2R/a)·ln(1 + a/(2R))]

donde a es el radio mínimo del cuello y R el radio de curvatura del perfil del cuello. Como ilustración, con a/R = 0.5 el denominador vale 5 × ln 1.25 = 1.116, y el esfuerzo medio de 658 MPa del ejercicio 2 bajaría a cerca de 590 MPa, una corrección de cerca de 10 %. La corrección tiene límites prácticos: medir R durante el ensayo es difícil, y la fórmula pierde exactitud en grandes deformaciones. Tsuchida y coautores (2011) observaron que, en la mayoría de los metales estudiados, solo empieza a pesar cuando la deformación llega a cerca del doble del alargamiento uniforme. La curva real corregida es la que se usa en simulación por elementos finitos cuando el análisis necesita ir más allá de la fuerza máxima.

Estirado en frío en polímeros

En muchos termoplásticos semicristalinos, como polietileno, polipropileno, PET y nailon, el cuello no lleva a la rotura inmediata. Después de un pico de fluencia, el cuello se forma, la fuerza cae y luego se estabiliza, y el cuello pasa a propagarse a lo largo de la probeta con fuerza aproximadamente constante, hasta ocupar casi toda la longitud útil. Este régimen es el estirado en frío (cold drawing). Solo después de que el cuello recorrió la probeta la fuerza vuelve a subir, hasta la rotura.

El mecanismo es distinto del metálico. Dentro del cuello, las lamelas cristalinas se fragmentan y las cadenas se alinean en la dirección de la carga, formando microfibrillas orientadas. Ese alineamiento endurece fuertemente el material estirado, y la región ya estirada queda más resistente que la vecina aún no estirada, que pasa a ser la siguiente en ceder. La razón entre la longitud estirada y la original dentro del cuello estable es la razón natural de estirado; en polietileno lineal estirado a 60 °C y 100 °C, por ejemplo, fue de 10 (Textile Research Journal, 1971). El valor depende del grado del polímero y de la temperatura.

La construcción de Considère también explica este comportamiento, trazada con el esfuerzo real contra la razón de estirado λ y la tangente trazada desde λ = 0. Si hay dos tangencias, el material forma cuello y luego se estira en frío de manera estable; con una sola, forma cuello y se rompe; sin ninguna, se deforma de manera uniforme hasta romperse. El mismo principio se usa en la industria para orientar fibras y películas. Los ensayos siguen ASTM D638-22 e ISO 527-1:2019, y el gran alargamiento exige extensómetro y carrera de máquina compatibles.

Ejercicios resueltos

Los cinco ejercicios siguen el orden del artículo: cálculo de Z, esfuerzo real en la fractura, inicio de la estricción, comparación de condiciones del mismo acero y el contraste entre dúctil, frágil y lámina.

Ejercicio 1: coeficiente de estricción y deformación real en la fractura

Una probeta cilíndrica de acero al carbono con d₀ = 10.00 mm se rompe con fractura copa y cono. Unidas las partes, el menor diámetro medido en dos planos a 90° es 6.05 mm y 5.95 mm. Calcule Z y ε_v,f.

1. Diámetro final: d_u = (6.05 + 5.95) / 2 = 6.00 mm.
2. Áreas: S₀ = π × 10.00² / 4 = 78.54 mm²; S_u = π × 6.00² / 4 = 28.27 mm².
3. Z = (78.54 − 28.27) / 78.54 × 100 = 64.0 %. Por el atajo: 1 − (6 / 10)² = 0.64. Redondeado al 1 %: Z = 64 %.
4. ε_v,f = ln(1 / 0.36) = 1.02.

El resultado queda cerca del 1020 recocido o normalizado de la tabla (66 % a 68 %). Si el acero tuviera una R_m de 395 MPa, como el 1020 recocido, la fuerza máxima sería 395 × 78.54 = 31.0 kN.

Ejercicio 2: esfuerzo real en la fractura (Callister, ejemplo 6.4)

Un acero con d₀ = 12.8 mm tiene una resistencia de ingeniería en la fractura de 460 MPa y un diámetro en la fractura de 10.7 mm. Calcule Z y el esfuerzo real en la fractura.

1. S₀ = π × 6.4² = 128.7 mm²; S_u = π × 5.35² = 89.9 mm².
2. Z = (128.7 − 89.9) / 128.7 × 100 = 30 %.
3. Fuerza en la fractura: F_f = 460 × 128.7 = 59,200 N.
4. σ_v,f = 59,200 / 89.9 = 658 MPa, cerca de 660 MPa, muy por encima de los 460 MPa de ingeniería.

Ejercicio 3: inicio de la estricción por el criterio de Considère

El acero de bajo carbono recocido sigue σ_v = K·ε_vⁿ, con K = 600 MPa y n = 0.21 (Callister, Tabla 6.4). Estime la deformación al inicio de la estricción, A_g, A_gt y R_m.

1. Considère con Hollomon: ε_v = n = 0.21.
2. Deformación de ingeniería: ε = e^0.21 − 1 = 0.234, con e = 2.718, es decir, A_g ≈ 23.4 %.
3. Esfuerzo real al inicio del cuello: σ_v = 600 × 0.21^0.21 = 600 × 0.7206 = 432 MPa.
4. R_m = σ_v / (1 + ε) = 432 / 1.234 = 350 MPa.
5. A_gt ≈ 23.4 % + 350 / 200,000 × 100 = 23.4 % + 0.2 % = 23.6 %.

Los valores son estimaciones del modelo, no mediciones. En la práctica, n se mide según ASTM E646 o ISO 10275, y A_g con extensómetro.

Ejercicio 4: el mismo acero en dos condiciones

El acero 1020 laminado en caliente tiene Z = 50 % y el estirado en frío, Z = 41 % (tabla anterior). ¿Cuál soporta más deformación local antes de romperse, y cuánto?

1. Laminado: ε_v,f = ln[1 / (1 − 0.50)] = ln 2.000 = 0.693.
2. Estirado: ε_v,f = ln[1 / (1 − 0.41)] = ln 1.695 = 0.528.
3. Razón: 0.693 / 0.528 = 1.31.

El laminado soporta cerca de 31 % más deformación real local. El estirado ya consumió parte de la ductilidad en el endurecimiento por deformación del estirado, lo que es coherente con su R_m mayor (420 contra 380 MPa).

Ejercicio 5: dúctil, frágil y sección rectangular

Tres casos rápidos. Los dos primeros usan datos de problemas de Dowling; el tercero es una lámina hipotética.

1. Aluminio 6061-T6, de 9.48 mm a 6.25 mm: Z = 1 − (6.25 / 9.48)² = 1 − 0.4347 = 56.5 %.
2. Hierro fundido gris, de 8.57 mm a 8.49 mm: Z = 1 − (8.49 / 8.57)² = 1 − 0.9814 = 1.9 %, con fractura plana y sin cuello visible.
3. Lámina con a₀ = 2.00 mm y b₀ = 12.5 mm, y a_u = 1.40 mm y b_u = 10.0 mm en el estrangulamiento: S₀ = 25.0 mm², S_u = 14.0 mm² y Z = 11.0 / 25.0 = 44 %.

Errores comunes sobre la estricción

Seis confusiones aparecen con frecuencia en textos e informes sobre el tema:

1. Llamar estricción a cualquier reducción de sección. La contracción elástica de Poisson y la reducción plástica uniforme ocurren antes; la estricción es la reducción localizada que comienza en la fuerza máxima.
2. Medir la estricción por el alargamiento. El alargamiento A mide la longitud; la estricción se mide por el área, con Z.
3. Tratar la estricción como indicador de resistencia. Indica ductilidad local. La resistencia es la R_m y el límite de fluencia.
4. Decir que, en el cuello, el material ya no soporta más esfuerzo. La fuerza cae, pero el esfuerzo real en el cuello sigue subiendo hasta la rotura. En los polímeros, el cuello puede incluso propagarse de forma estable a lo largo de grandes deformaciones.
5. Usar la reducción de diámetro en lugar de la reducción de área. Un diámetro 40 % menor corresponde a un Z de 64 %, y la norma usa el área.
6. Llamar a la estricción deformación elástica. El cuello es deformación plástica, permanente; la pieza rota conserva el adelgazamiento.

Normas del coeficiente de estricción

La definición de Z y el procedimiento de medición provienen de las normas de tracción de metales; el exponente n, que predice el inicio de la estricción, y la tracción de plásticos tienen normas propias. La tabla reúne las citadas en este artículo:

Norma	Qué trata	Edición
ABNT NBR ISO 6892-1	adopción brasileña de ISO 6892-1: tracción de metales a temperatura ambiente; definición y medición de Z, Ag, Agt y A	2024
ISO 6892-1	tracción de metales a temperatura ambiente	2019
ASTM E8/E8M	tracción de metales, incluida la reducción de área	E8/E8M-25
ASTM A370	ensayos mecánicos de productos de acero	A370-26
ASTM E646	exponente de endurecimiento por deformación n de láminas metálicas	E646-16(2024)
ISO 10275	exponente de endurecimiento por deformación n de láminas y flejes	2020
ASTM A276 y ASTM A479	barras de acero inoxidable, con Z mínimo como requisito	no indicada
ASTM D638	tracción de plásticos	D638-22
ISO 527-1	tracción de plásticos, principios generales	2019

Máquina para el ensayo que mide la estricción

Para medir la estricción, la máquina debe traccionar la probeta hasta la rotura con velocidad controlada, registrar la fuerza máxima, que marca el inicio del cuello, y, con extensómetro, medir A_g y A_gt en ese punto. Z se mide después, en las partes unidas. La máquina universal Biopdi de la línea M2 es electromecánica, con modelos de columna simple, de 200 N a 10 kN, y de columna doble, de 5 kN a 1,000 kN, extensómetros y el software BioLab. El panel de abajo muestra la máquina, la función de cada parte en este ensayo y las mordazas utilizadas.

La capacidad depende del material. Para barras de acero como la del ejercicio 1, con fuerza máxima de unos 31 kN, el rango es el de la máquina de columna doble de 5 a 50 kN (MBIOII-50-M2); varillas corrugadas, perfiles y cables requieren la de 100 a 200 kN (MBIOII-200-M2). Para polímeros con estirado en frío, en los que el cuello recorre toda la probeta, la columna simple extendida ofrece la carrera necesaria. El reporte del software BioLab reúne la curva y los resultados del ensayo. Las demás capacidades están en la página de la máquina universal de ensayos.