library(ggplot2)
library(readxl)

1 Introducción

El presente informe corresponde al análisis de los datos obtenidos durante el ensayo de tensión realizado sobre probetas de acero AISI/SAE 1045, bajo dos condiciones experimentales:

Temperatura ambiente (Grupos 1 y 3)
Condición criogénica mediante nitrógeno líquido (Grupos 2 y 4)

Para cada grupo se presentan las curvas de esfuerzo-deformación ingenieril y real, así como la identificación gráfica de las principales propiedades mecánicas del material.

2 Grupo 1 — Temperatura Ambiente

2.1 Carga de datos

datos_g1 <- read_excel(
  "C:\\Users\\Sebastián Herrera\\Downloads\\Datos ensayo de tension.xlsx",
  skip  = 2,
  sheet = "G1"
)

colnames(datos_g1)[5] <- "Deformacion"
colnames(datos_g1)[4] <- "Esfuerzo"

2.2 Curva Esfuerzo-Deformación Ingenieril

ggplot(datos_g1, aes(x = Deformacion, y = Esfuerzo)) + 
  geom_line(color = "darkblue", size = 1) +
  coord_cartesian(ylim = c(0, 1000)) +
  labs(
    title    = "Curva Esfuerzo-Deformación (Ingenieril): Acero AISI/SAE 1045",
    subtitle = "Ensayo de Tracción - Temperatura Ambiente (Grupo 1)",
    x = "Deformación Unitaria, \u03b5 (mm/mm)",
    y = "Esfuerzo, \u03c3 (MPa)"
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    plot.title    = element_text(face = "bold", size = 14, hjust = 0.5),
    plot.subtitle = element_text(size = 11, hjust = 0.5),
    axis.title    = element_text(face = "bold", size = 11)
  )

2.3 Curva Esfuerzo-Deformación Real

ggplot(datos_g1, aes(x = log(1 + Deformacion), y = Esfuerzo * (1 + Deformacion))) + 
  geom_line(color = "cyan", size = 1) +
  coord_cartesian(ylim = c(0, 1000)) +
  labs(
    title    = "Curva Esfuerzo-Deformación (Real): Acero AISI/SAE 1045",
    subtitle = "Ensayo de Tracción - Temperatura Ambiente (Grupo 1)",
    x = "Deformación Unitaria Real, \u03b5_true (mm/mm)",
    y = "Esfuerzo Real, \u03c3_true (MPa)"
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    plot.title    = element_text(face = "bold", size = 14, hjust = 0.5),
    plot.subtitle = element_text(size = 11, hjust = 0.5),
    axis.title    = element_text(face = "bold", size = 11)
  )

2.4 Propiedades Mecánicas

ggplot(datos_g1, aes(x = Deformacion, y = Esfuerzo)) + 
  geom_line(color = "darkblue", size = 1) +
  
  # Módulo de Young
  geom_abline(slope = 26396.54, intercept = -77.91,
              color = "magenta", linetype = "twodash", size = 1) +
  
  # Recta offset 0.2%
  geom_abline(slope = 26396.54, intercept = -130.703,
              color = "gold3", linetype = "dotted", size = 1) +
  
  # Límite Elástico
  geom_point(aes(x = Deformacion[which(Esfuerzo > 670)[1]],
                 y = Esfuerzo[which(Esfuerzo > 670)[1]]),
             color = "green", size = 4) +
  
  # Esfuerzo de Fluencia
  geom_point(aes(x = Deformacion[which(Esfuerzo >= 749.03)[1]],
                 y = 749.03),
             color = "gold3", size = 4) +
  
  # Esfuerzo Máximo (UTS)
  geom_point(aes(x = Deformacion[which.max(Esfuerzo)],
                 y = max(Esfuerzo)),
             color = "cyan", size = 4) +
  
  # Punto de Ruptura
  geom_point(aes(x = tail(Deformacion, 1),
                 y = tail(Esfuerzo, 1)),
             color = "red", size = 5, shape = 18) +
  
  # Etiquetas
  annotate("label", x = 0.035, y = 320,
           label = "Modulo de Young:\nm = 26396.54 MPa\n\nIntersecto:\nb = -77.91 MPa",
           fill = "#e600e6", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.002, y = 710,
           label = "Limite Elastico:\nEsf: 677.08 MPa\nDef: 0.0288",
           fill = "#4caf50", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.042, y = 749,
           label = "Esfuerzo de Fluencia:\n(749.03 MPa)",
           fill = "gold3", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.060, y = 880,
           label = "Esfuerzo Máximo:\n(923.58 MPa)",
           fill = "cyan", color = "black", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.082, y = 750,
           label = "Esfuerzo de Ruptura:\n750.57 MPa\nDef: 0.1226",
           fill = "#ff4d4d", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  
  coord_cartesian(ylim = c(0, 1000)) +
  labs(
    title    = "Curva Esfuerzo-Deformación (Ingenieril): Acero AISI/SAE 1045",
    subtitle = "Ensayo de Tracción - Temperatura Ambiente (Grupo 1)",
    x = "Deformación Unitaria, \u03b5 (mm/mm)",
    y = "Esfuerzo, \u03c3 (MPa)"
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    plot.title    = element_text(face = "bold", size = 14, hjust = 0.5),
    plot.subtitle = element_text(size = 11, hjust = 0.5),
    axis.title    = element_text(face = "bold", size = 11)
  )

3 Grupo 2 — Condición Criogénica (Nitrógeno Líquido)

3.1 Carga de datos

datos_g2 <- read_excel(
  "C:\\Users\\Sebastián Herrera\\Downloads\\Datos ensayo de tension.xlsx",
  skip  = 2,
  sheet = "G2"
)

colnames(datos_g2)[5] <- "Deformacion"
colnames(datos_g2)[4] <- "Esfuerzo"

3.2 Curva Esfuerzo-Deformación Ingenieril

ggplot(datos_g2, aes(x = Deformacion, y = Esfuerzo)) + 
  geom_line(color = "darkblue", size = 1) +
  coord_cartesian(ylim = c(0, 1000)) +
  labs(
    title    = "Curva Esfuerzo-Deformación (Ingenieril): Acero AISI/SAE 1045",
    subtitle = "Condición Criogénica (Nitrógeno Líquido - Grupo 2)",
    x = "Deformación Unitaria, \u03b5 (mm/mm)",
    y = "Esfuerzo, \u03c3 (MPa)"
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    plot.title    = element_text(face = "bold", size = 14, hjust = 0.5),
    plot.subtitle = element_text(size = 11, hjust = 0.5),
    axis.title    = element_text(face = "bold", size = 11)
  )

3.3 Curva Esfuerzo-Deformación Real

ggplot(datos_g2, aes(x = log(1 + Deformacion), y = Esfuerzo * (1 + Deformacion))) + 
  geom_line(color = "cyan", size = 1) +
  coord_cartesian(ylim = c(0, 1000)) +
  labs(
    title    = "Curva Esfuerzo-Deformación (Real): Acero AISI/SAE 1045",
    subtitle = "Condición Criogénica (Nitrógeno Líquido - Grupo 2)",
    x = "Deformación Unitaria Real, \u03b5_true (mm/mm)",
    y = "Esfuerzo Real, \u03c3_true (MPa)"
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    plot.title    = element_text(face = "bold", size = 14, hjust = 0.5),
    plot.subtitle = element_text(size = 11, hjust = 0.5),
    axis.title    = element_text(face = "bold", size = 11)
  )

3.4 Propiedades Mecánicas

ggplot(datos_g2, aes(x = Deformacion, y = Esfuerzo)) + 
  geom_line(color = "darkblue", size = 1) +
  
  geom_abline(slope = 24132.37, intercept = -64.89,
              color = "magenta", linetype = "twodash", size = 1) +
  geom_abline(slope = 24132.37, intercept = -113.155,
              color = "gold3", linetype = "dotted", size = 1) +
  
  geom_point(aes(x = Deformacion[which(Esfuerzo > 620)[1]],
                 y = Esfuerzo[which(Esfuerzo > 620)[1]]),
             color = "#4caf50", size = 4) +
  geom_point(aes(x = Deformacion[which(Esfuerzo >= 829.94)[1]],
                 y = 829.94),
             color = "gold3", size = 4) +
  geom_point(aes(x = Deformacion[which.max(Esfuerzo)],
                 y = max(Esfuerzo)),
             color = "cyan", size = 4) +
  geom_point(aes(x = tail(Deformacion, 1),
                 y = tail(Esfuerzo, 1)),
             color = "#ff4d4d", size = 5, shape = 18) +
  
  annotate("label", x = 0.032, y = 300,
           label = "Modulo de Young:\nm = 24132.37 MPa\n\nIntersecto:\nb = -64.89 MPa",
           fill = "#e600e6", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.002, y = 660,
           label = "Limite Elastico:\nEsf: 627.56 MPa\nDef: 0.0274",
           fill = "#4caf50", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.010, y = 830,
           label = "Esfuerzo de Fluencia:\n(829.94 MPa)",
           fill = "gold3", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.052, y = 920,
           label = "Esfuerzo Máximo:\n(878.88 MPa)",
           fill = "cyan", color = "black", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.048, y = 550,
           label = "Esfuerzo de Ruptura:\n640.06 MPa\nDef: 0.0776",
           fill = "#ff4d4d", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  
  coord_cartesian(ylim = c(0, 1000)) +
  labs(
    title    = "Curva Esfuerzo-Deformación (Ingenieril): Acero AISI/SAE 1045",
    subtitle = "Ensayo de Tracción - Condición Criogénica (Nitrógeno Líquido - Grupo 2)",
    x = "Deformación Unitaria, \u03b5 (mm/mm)",
    y = "Esfuerzo, \u03c3 (MPa)"
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    plot.title    = element_text(face = "bold", size = 14, hjust = 0.5),
    plot.subtitle = element_text(size = 11, hjust = 0.5),
    axis.title    = element_text(face = "bold", size = 11)
  )

4 Grupo 3 — Temperatura Ambiente

4.1 Carga de datos

datos_g3 <- read_excel(
  "C:\\Users\\Sebastián Herrera\\Downloads\\Datos ensayo de tension.xlsx",
  skip  = 2,
  sheet = "G3"
)

colnames(datos_g3)[6] <- "Deformacion"
colnames(datos_g3)[5] <- "Esfuerzo"

4.2 Curva Esfuerzo-Deformación Ingenieril

ggplot(datos_g3, aes(x = Deformacion, y = Esfuerzo)) + 
  geom_line(color = "darkblue", size = 1) +
  coord_cartesian(ylim = c(0, 1000)) +
  labs(
    title    = "Curva Esfuerzo-Deformación (Ingenieril): Acero AISI/SAE 1045",
    subtitle = "Ensayo de Tracción - Temperatura Ambiente (Grupo 3)",
    x = "Deformación Unitaria, \u03b5 (mm/mm)",
    y = "Esfuerzo, \u03c3 (MPa)"
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    plot.title    = element_text(face = "bold", size = 14, hjust = 0.5),
    plot.subtitle = element_text(size = 11, hjust = 0.5),
    axis.title    = element_text(face = "bold", size = 11)
  )

4.3 Curva Esfuerzo-Deformación Real

ggplot(datos_g3, aes(x = log(1 + Deformacion), y = Esfuerzo * (1 + Deformacion))) + 
  geom_line(color = "cyan", size = 1) +
  coord_cartesian(ylim = c(0, 1000)) +
  labs(
    title    = "Curva Esfuerzo-Deformación (Real): Acero AISI/SAE 1045",
    subtitle = "Ensayo de Tracción - Temperatura Ambiente (Grupo 3)",
    x = "Deformación Unitaria Real, \u03b5_true (mm/mm)",
    y = "Esfuerzo Real, \u03c3_true (MPa)"
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    plot.title    = element_text(face = "bold", size = 14, hjust = 0.5),
    plot.subtitle = element_text(size = 11, hjust = 0.5),
    axis.title    = element_text(face = "bold", size = 11)
  )

4.4 Propiedades Mecánicas

ggplot(datos_g3, aes(x = Deformacion, y = Esfuerzo)) + 
  geom_line(color = "darkblue", size = 1) +
  
  geom_abline(slope = 26273.34, intercept = -70.86,
              color = "magenta", linetype = "twodash", size = 1) +
  geom_abline(slope = 26273.34, intercept = -123.407,
              color = "gold3", linetype = "dotted", size = 1) +
  
  geom_point(aes(x = Deformacion[which(Esfuerzo > 670)[1]],
                 y = Esfuerzo[which(Esfuerzo > 670)[1]]),
             color = "#4caf50", size = 4) +
  geom_point(aes(x = Deformacion[which(Esfuerzo >= 775.11)[1]],
                 y = 775.11),
             color = "gold3", size = 4) +
  geom_point(aes(x = Deformacion[which.max(Esfuerzo)],
                 y = max(Esfuerzo)),
             color = "cyan", size = 4) +
  geom_point(aes(x = tail(Deformacion, 1),
                 y = tail(Esfuerzo, 1)),
             color = "#ff4d4d", size = 5, shape = 18) +
  
  annotate("label", x = 0.035, y = 300,
           label = "Modulo de Young:\nm = 26273.34 MPa\n\nIntersecto:\nb = -70.86 MPa",
           fill = "#e600e6", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.002, y = 710,
           label = "Limite Elastico:\nEsf: 678.74 MPa\nDef: 0.0282",
           fill = "#4caf50", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.042, y = 775,
           label = "Esfuerzo de Fluencia:\n(775.11 MPa)",
           fill = "gold3", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.060, y = 920,
           label = "Esfuerzo Máximo:\n(891.31 MPa)",
           fill = "cyan", color = "black", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.075, y = 650,
           label = "Esfuerzo de Ruptura:\n722.22 MPa\nDef: 0.1135",
           fill = "#ff4d4d", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  
  coord_cartesian(ylim = c(0, 1000)) +
  labs(
    title    = "Curva Esfuerzo-Deformación (Ingenieril): Acero AISI/SAE 1045",
    subtitle = "Ensayo de Tracción - Temperatura Ambiente (Grupo 3)",
    x = "Deformación Unitaria, \u03b5 (mm/mm)",
    y = "Esfuerzo, \u03c3 (MPa)"
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    plot.title    = element_text(face = "bold", size = 14, hjust = 0.5),
    plot.subtitle = element_text(size = 11, hjust = 0.5),
    axis.title    = element_text(face = "bold", size = 11)
  )

5 Grupo 4 — Condición Criogénica (Nitrógeno Líquido)

5.1 Carga de datos

datos_g4 <- read_excel(
  "C:\\Users\\Sebastián Herrera\\Downloads\\Datos ensayo de tension.xlsx",
  skip  = 2,
  sheet = "G4"
)

colnames(datos_g4)[6] <- "Deformacion"
colnames(datos_g4)[5] <- "Esfuerzo"

5.2 Curva Esfuerzo-Deformación Ingenieril

ggplot(datos_g4, aes(x = Deformacion, y = Esfuerzo)) + 
  geom_line(color = "darkblue", size = 1) +
  coord_cartesian(ylim = c(0, 1000)) +
  labs(
    title    = "Curva Esfuerzo-Deformación (Ingenieril): Acero AISI/SAE 1045",
    subtitle = "Condición Criogénica (Nitrógeno Líquido - Grupo 4)",
    x = "Deformación Unitaria, \u03b5 (mm/mm)",
    y = "Esfuerzo, \u03c3 (MPa)"
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    plot.title    = element_text(face = "bold", size = 14, hjust = 0.5),
    plot.subtitle = element_text(size = 11, hjust = 0.5),
    axis.title    = element_text(face = "bold", size = 11)
  )

5.3 Curva Esfuerzo-Deformación Real

ggplot(datos_g4, aes(x = log(1 + Deformacion), y = Esfuerzo * (1 + Deformacion))) + 
  geom_line(color = "cyan", size = 1) +
  coord_cartesian(ylim = c(0, 1000)) +
  labs(
    title    = "Curva Esfuerzo-Deformación (Real): Acero AISI/SAE 1045",
    subtitle = "Condición Criogénica (Nitrógeno Líquido - Grupo 4)",
    x = "Deformación Unitaria Real, \u03b5_true (mm/mm)",
    y = "Esfuerzo Real, \u03c3_true (MPa)"
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    plot.title    = element_text(face = "bold", size = 14, hjust = 0.5),
    plot.subtitle = element_text(size = 11, hjust = 0.5),
    axis.title    = element_text(face = "bold", size = 11)
  )

5.4 Propiedades Mecánicas

ggplot(datos_g4, aes(x = Deformacion, y = Esfuerzo)) + 
  geom_line(color = "darkblue", size = 1) +
  
  geom_abline(slope = 23238.37, intercept = -64.84,
              color = "magenta", linetype = "twodash", size = 1) +
  geom_abline(slope = 23238.37, intercept = -111.317,
              color = "gold3", linetype = "dotted", size = 1) +
  
  geom_point(aes(x = Deformacion[which(Esfuerzo > 590)[1]],
                 y = Esfuerzo[which(Esfuerzo > 590)[1]]),
             color = "#4caf50", size = 4) +
  geom_point(aes(x = Deformacion[which(Esfuerzo >= 709.34)[1]],
                 y = 709.34),
             color = "gold3", size = 4) +
  geom_point(aes(x = Deformacion[which.max(Esfuerzo)],
                 y = max(Esfuerzo)),
             color = "cyan", size = 4) +
  geom_point(aes(x = tail(Deformacion, 1),
                 y = tail(Esfuerzo, 1)),
             color = "#ff4d4d", size = 5, shape = 18) +
  
  annotate("label", x = 0.035, y = 300,
           label = "Modulo de Young:\nm = 23238.37 MPa\n\nIntersecto:\nb = -64.84 MPa",
           fill = "#e600e6", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.002, y = 630,
           label = "Limite Elastico:\nEsf: 601.46 MPa\nDef: 0.0281",
           fill = "#4caf50", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.040, y = 710,
           label = "Esfuerzo de Fluencia:\n(709.34 MPa)",
           fill = "gold3", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.060, y = 900,
           label = "Esfuerzo Máximo:\n(816.24 MPa)",
           fill = "cyan", color = "black", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  annotate("label", x = 0.075, y = 580,
           label = "Esfuerzo de Ruptura:\n619.47 MPa\nDef: 0.1097",
           fill = "#ff4d4d", color = "white", fontface = "bold", size = 3, hjust = 0) +
  
  coord_cartesian(ylim = c(0, 1000)) +
  labs(
    title    = "Curva Esfuerzo-Deformación (Ingenieril): Acero AISI/SAE 1045",
    subtitle = "Condición Criogénica (Nitrógeno Líquido - Grupo 4)",
    x = "Deformación Unitaria, \u03b5 (mm/mm)",
    y = "Esfuerzo, \u03c3 (MPa)"
  ) +
  theme_minimal() +
  theme(
    plot.title    = element_text(face = "bold", size = 14, hjust = 0.5),
    plot.subtitle = element_text(size = 11, hjust = 0.5),
    axis.title    = element_text(face = "bold", size = 11)
  )

6 Resumen de Propiedades Mecánicas

Resumen de propiedades mecánicas por grupo
Grupo	E (MPa)	σ_e (MPa)	σ_y (MPa)	σ_u (MPa)	σ_r (MPa)	ε_r
G1 - Amb.	26396.54	677.08	749.03	923.58	750.57	0.1226
G2 - Crió.	24132.37	627.56	829.94	878.88	640.06	0.0776
G3 - Amb.	26273.34	678.74	775.11	891.31	722.22	0.1135
G4 - Crió.	23238.37	601.46	709.34	816.24	619.47	0.1097

Referencias: E = Módulo de Young · σ_e = Límite Elástico · σ_y = Esfuerzo de Fluencia · σ_u = Esfuerzo Máximo (UTS) · σ_r = Esfuerzo de Ruptura · ε_r = Deformación de Ruptura

7 Conclusiones

Los grupos ensayados a temperatura ambiente (G1 y G3) presentan mayor ductilidad, evidenciada por valores de deformación de ruptura más altos (~0.11–0.12 mm/mm) frente a los grupos criogénicos (~0.08–0.11 mm/mm).
La condición criogénica (G2 y G4) incrementa el esfuerzo de fluencia pero reduce la deformación máxima, comportamiento típico del endurecimiento por baja temperatura.
El Módulo de Young es consistente entre grupos del mismo tipo de condición, lo que valida la calidad de los ensayos realizados.

Informe de Laboratorio: Ensayo de Tensión

Acero AISI/SAE 1045 — Condición Ambiente vs. Criogénica

Laboratorio de Materiales

24 de mayo de 2026