Ensayo De Charpy

. Ensayo de impacto

El modo de fallo del ensayo de tracción no nos permite extrapolar los resultados a

otras situaciones diferentes para predecir el comportamiento a la fractura, por ejemplo en

algunos materiales normalmente dúctiles se fracturaban frágilmente sin tener apenas

deformación plástica. El tipo de fallo está condicionado por las condiciones de contorno del

material.

Para ensayar los materiales en las peores condiciones posibles con respecto a la

fractura se crearon los ensayos de impacto. Estas condiciones son:

1. Deformación a temperaturas relativamente bajas.

2. Velocidad de deformación elevada.

3. Estado traxial de tensiones (mediante la presencia entalla mecánica)

Existen dos ensayos de impacto, estos son el ensayo Charpy y el de Izod. Estos dos

ensayos han sido normalizados y diseñados para determinar la energía de impacto o

tenacidad a la entalla, que se define como la energía absorbida por la superficie entallada

cuando se rompe. En ambos ensayos se romperá una superficie entallada de un golpe dado

con una masa-péndulo, la diferencia radica en la posición de la probeta entallada, como se

muestra en la figura 1.1. La velocidad que adquiere la masa al golpear la probeta queda

determinada por la altura del péndulo. Tras la rotura, la masa continúa su camino hasta

llegar a una cierta altura, a partir de la cual se determina la energía absorbida. Así se

medirá la energía absorbida por ese golpe.

2

Figura 1.1: Montaje de la probeta en los ensayos Charpy e Izod.

Figura 1.2: Esquema del ensayo de Charpy

La energía absorbida por la probeta (en [J]), se puede medir calculando la diferencia

de energía del péndulo antes y después del impacto, mediante la altura a la que llega el

péndulo después de romper la probeta (ecuación 1.1). El problema de este método es que

3

resulta muy inexacto medir la altura a la que llega la masa, entonces como se sabe el ángulo

inicial del péndulo (a) y la máquina registra el ángulo final (b), mediante relaciones

trigonométricas se llega a relacionar la energía absorbida en función de los ángulos y el

largo del brazo en la ecuación 1.2.

Eabs = m× g × (h - h¢) (1.1)

(cos cos ) abs E = m× g × b - a (1.2)

Algo importante de estos ensayos es que se puede determinar la temperatura de

transición frágil-dúctil (su principal ventaja sobre otros ensayos). Esto se consigue

realizando el ensayo en iguales condiciones normalizadas, pero a distintas temperaturas. Lo

que se hace es calentar o enfriar la probeta antes de realizar el ensayo (la distribución de

temperaturas debe ser homogénea en toda la probeta). Se obtienen una serie de curvas

características de cada material como las que se muestran en la figura 1.3.

Figura 1.3: Curvas de transición frágil-dúctil para aceros

en función de su porcentaje en peso de C.

Se observa que existe una dependencia de la energía absorbida con la temperatura.

A altas temperaturas se absorbe gran cantidad de energía, lo que está relacionado con la

4

fractura dúctil. A bajas temperaturas tenemos una menor absorción de energía, lo que está

relacionado con la fractura frágil.

Hay una influencia importante de la estructura del material en el tipo de fractura. En

la mayoría de los casos habrá una transición brusca del comportamiento del material a alta

temperatura y a baja temperatura. Existe lo que se denomina intervalo de transición dúctilfrágil

(típico en materiales de estructura BCC).

Cuando no hay transición pronunciada, referimos la temperatura de transición

...