Ensayo de Charpy PDF

# Ensayo de Charpy ## Introducción El **ensayo de impacto en materiales metálicos** pretende caracterizar la energía dinámica que un material es capaz de absorber, por interactuación de defectos en su red cristalina, antes de romperse. Esta es una propiedad fuertemente influenciada por la composic...

# Ensayo de Charpy ## Introducción El **ensayo de impacto en materiales metálicos** pretende caracterizar la energía dinámica que un material es capaz de absorber, por interactuación de defectos en su red cristalina, antes de romperse. Esta es una propiedad fuertemente influenciada por la composición química del material, la microestructura, y la temperatura. - El **ensayo en péndulo Charpy**, creado por George Charpy en la década de 1920, consiste en someter una probeta normalizada a un potente impacto controlado y determinar así, con precisión, la energía necesaria para romperla. - La probeta es mecanizada con una precisión de hasta 0,020 mm y con una forma determinada que garantice la rotura controlada. - Asimismo la temperatura de la probeta se modula y controla con exactitud en el rango habitual de ensayo (20ºC, -80ºC). ## Aplicaciones - Se usa más comúnmente en metales, también se usa en polímeros, cerámicas y compuestos. - La prueba de Charpy se usa más comúnmente para evaluar la tenacidad relativa o la resistencia al impacto de los materiales y, como tal, a menudo se usa en aplicaciones de control de calidad donde es una prueba rápida y económica. - Se usa más como una prueba comparativa que como una prueba definitiva. ## Procedimiento La prueba de Charpy implica golpear una pieza de prueba adecuada con un golpeador, montado al final de un péndulo. La pieza de prueba se fija en su lugar en ambos extremos y el golpeador impacta la pieza de prueba inmediatamente detrás de una muesca mecanizada. ## Determinación de la energía de impacto Charpy En el punto de impacto, el delantero tiene una cantidad conocida de energía cinética. La energía de impacto se calcula en función de la altura a la que se habría elevado el **delantero**, si no hubiera una muestra de prueba, y esto se compara con la altura a la que el delantero realmente se eleva. Los materiales resistentes absorben mucha energía, mientras que los materiales frágiles tienden a absorber muy poca energía antes de la fractura. ## Factores que afectan la energía de impacto Charpy Los factores que afectan la energía de impacto Charpy de una muestra incluirán: - Límite elástico y ductilidad - Muescas - Temperatura y velocidad de deformación - Mecanismo de fractura ## Fuerza de rendimiento y ductilidad Para un material dado, se verá que la energía de impacto disminuye si aumenta el límite elástico, es decir, si el material se somete a algún proceso que lo hace más frágil y menos capaz de sufrir deformación plástica. Dichos procesos pueden incluir trabajo en frío o endurecimiento por precipitación ## Muescas La muesca sirve como zona de concentración de tensión y algunos materiales son más sensibles a las muescas que otros. La profundidad de la muesca y el radio de la punta son, por lo tanto, muy importantes. ## Temperatura y tasa de deformación La mayor parte de la energía de impacto se absorbe por medio de la deformación plástica durante la producción del espécimen. Por lo tanto, los factores que afectan el comportamiento del rendimiento y, por lo tanto, la ductilidad del material, como la temperatura y la tasa de deformación, afectarán la energía del impacto. Este tipo de comportamiento es más prominente en materiales con una estructura cúbica centrada en el cuerpo, donde bajar la temperatura reduce la ductilidad de manera marcada que los materiales cúbicos centrados en la cara. ## Mecanismo de fractura Los metales tienden a fallar por uno de dos mecanismos, **coalescencia o escisión microvoide**. La división puede ocurrir **en materiales cúbicos centrados en el cuerpo**, donde la división tiene lugar a lo largo del plano de cristal (001). La coalescencia microvoide es el mecanismo de fractura más común en el que se forman huecos a medida que aumenta la tensión, y estos huecos finalmente se unen y se produce un fallo. De los dos mecanismos de fractura, la escisión implicaba mucha menos deformación plástica y, por lo tanto, absorbe mucha menos energía de fractura. ## Transición dúctil a frágil Algunos materiales como los aceros al carbono se someten a lo que se conoce como una "transición dúctil a frágil". Este comportamiento es obvio cuando la energía de impacto se representa en función de la temperatura. La curva resultante mostrará una caída rápida de la energía de impacto a medida que disminuye la temperatura. Si la energía de impacto cae muy bruscamente, se puede determinar una temperatura de transición. Esto es a menudo un buen indicador de la temperatura mínima de servicio recomendada para un material. ## Probeta La probeta Charpy tiene las siguientes dimensiones: - Longitud: 55 mm - Ancho: 10 mm - Espesor: 10 mm La muesca en V tiene las siguientes dimensiones: - Profundidad: 2 mm - Ángulo: 45° - Radio de la raíz: 0,25 mm ## Diagrama del ensayo Charpy <start_of_image> え The image shows a diagram of the Charpy impact test. The diagram depicts a pendulum with a hammer at one end. The hammer is swung up and released, striking a test piece of material. The height to which the pendulum swings back up after the impact is measured, and this information is used to calculate the energy absorbed by the test piece. - **Test Piece**: The test piece is placed on the anvil and held in place with supports. - **Pendulum**: The pendulum is swung up and released to strike the test piece. - **Hammer**: The hammer is the part of the pendulum that strikes the test piece. - **Anvil**: The anvil is the surface on which the test piece rests. - **Scale**: The scale measures the angle to which the pendulum swings back up after the impact. The Charpy impact test is a standard test used to measure the impact toughness of materials. This test is performed using a Charpy impact testing machine.