Ensayo De Impacto De Materiales

INTRODUCCIÓN

A través del siguiente informe daremos a conocer más acerca de la prueba de impacto charpy, el funcionamiento y el uso de la máquina para la medición de diversos factores, con lo cual podremos hallar el valor de la energía absorbida (Eabs) por las probetas puestas a prueba, y cual material absorbe más energía por unidad de área, analizando las fracturas de cada probeta y determinando las características de cada una.

El nombre de este ensayo se debe a su creador, el francés Augustin Georges Albert Charpy (1865-1945). A través del mismo se puede conocer el comportamiento que tienen los materiales al impacto, y consiste en golpear mediante una masa una probeta que se sitúa en el soporte S (ver Fig. 1). La masa M, la cual se encuentra acoplada al extremo del péndulo de longitud L, se deja caer desde una altura H, mediante la cual se controla la velocidad de aplicación de la carga en el momento del impacto.

Los objetivos de la experiencia realizada fueron logrados con todo éxito, como objetivo general logramos aprender medir a determinar de un material para absorber energía antes de fracturarse bajo la acción de una carga de impacto y como objetivos específicos conocimos el funcionamiento y manejo de la máquina para los ensayos de impacto, determinar cómo influye el %C en la tenacidad de los materiales ferrosos, determinar cómo influye la temperatura en la tenacidad de los materiales, conocer la influencia de concentradores de esfuerzo, diferenciar la fractura de los materiales frágiles y dúctiles y conocer las diferentes pruebas de impacto.

A continuación mostraremos un breve análisis de las investigaciones que realizamos sobre éste instrumento, como también los resultados obtenidos al efectuar la práctica y algunas conclusiones al respecto.

El ENSAYO DE IMPACTO, es un método para determinar el comportamiento del material sometido a una carga de choque en flexión, tracción o torsión. La cantidad que suele medirse es la energía absorbida al romperse la probeta en un solo golpe, como en el ensayo de impacto Charpy, el ensayo de impacto Izod y el ensayo de tensión por impacto. Los ensayos de impacto también se realizan sometiendo las probetas a varios golpes de intensidad creciente, como en el ensayo de impacto con caída de bola y el ensayo de impacto con golpe repetido. La resistencia al impacto y la dureza con rebote de proyectil se determinan en ensayos de impacto no destructivos.

ENSAYOS DINÁMICOS DE IMPACTO

Una carga de impacto que produzca esfuerzo, depende de la cantidad de energía utilizada en causar deformación; al tratar los problemas que involucran las cargas de impacto, la manera predominante en que la carga haya de resistirse obviamente determina el tipo de información que se necesita. La meta es proveer margen para la absorción de tanta energía como sea posible a través de acción elástica y luego confiar en alguna clase de contención para disiparla. En la mayoría de los ensayos para determinar las características de absorción energética de los materiales bajo cargas de impacto, el objeto es utilizar la energía del golpeo para causar la ruptura de la probeta.

La propiedad de un material en relación con el trabajo requerido para causar la ruptura ha sido designada como tenacidad; esta depende fundamentalmente de la resistencia y la ductilidad y parece ser independiente del tipo de carga. No todos los materiales responden de la misma manera a las variaciones de velocidad de la aplicación de la carga; algunos materiales muestran lo que se denomina "sensitividad a la velocidad" en un grado mucho más alto que otros. Ejemplos notorios son el del vidrio ordinario, el cual es perforado con un agujero muy limpio por una bala de alta velocidad, pero se estrella bajo carga concentrada y lenta.

Además del efecto de la velocidad, la forma de una pieza puede mostrar un marcado efecto sobre su capacidad para resistir las cargas de impacto; a temperaturas ordinarias una barra simple de metal dúctil no se fracturará bajo una carga de impacto en flexión. Para poder inducir la ocurrencia de la fractura con un solo golpe, las probetas de un material dúctil se ranuran.

El ensayo de impacto ideal sería uno en el cual toda la energía de un golpe se transmitiera a la probeta. En realidad este ideal nunca se alcanza; siempre se pierde alguna energía por fricción, por deformación de los apoyos y la masa de golpeo, y por vibración de varias partes de la máquina de ensaye. Al realizar un ensayo de impacto, la carga puede aplicarse en flexión, tensión, comprensión o torsión, siendo la carga flexionante la más común.

Quizás los ensayos de impacto más comúnmente usados para los aceros sean los de Charpy e Izod, ambos de los cuales emplean el principio del péndulo. Ordinariamente estos ensayos se hacen sobre pequeñas probetas ranuradas quebradas en flexión; en el ensayo de Charpy, la probeta es apoyada como una viga simple, y en el de Izod se le apoya como un voladizo; los procedimientos para estos ensayos han sido normalizados, y la especificación formal de los límites de la resistencia al impacto ha sido hecha en el caso de los materiales para un número de productos tales como partes de motores de avión, engranes de transmisión, partes para orugas de tractores, aletas para turbinas, Muchos tipos de forjados y tubo y placa de acero para servicio a baja temperatura.

ASPECTOS GENERALES DE LAS MÁQUINAS DE IMPACTO

El efecto de un golpe depende tanto de la masa de las partes que reciben el golpe como de la energía y masa del cuerpo golpeante. Los objetos que requieren normalización son la base, el yunque, los apoyos para probetas, la probeta, la masa percutiente y su velocidad.

Los aspectos principales de una máquina de impacto, pendular y de un solo impacto, son:

* Una masa móvil cuya energía cinética es suficiente para causar la ruptura de la probeta colocada en su camino.

* Un yunque y un apoyo sobre el cual se coloca la probeta para recibir el impacto,

* Un medio para medir la energía residual de la masa móvil después de que la probeta ha sido rota.

* La energía cinética es determinada y controlada por la masa del péndulo y la altura de la caída libre.

PRUEBA DE IMPACTO: ENSAYO CHARPY

La primera opinión que tenemos al observar el péndulo de Charpy, es que se trata de una máquina de ensayo muy simple desde el punto de vista mecánico. Sin embargo, a pesar de esa sencillez mecánica,

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