Ensayo de Impacto

Los ensayos de impacto se utilizan para la determinación del comportamiento de un material a velocidades de deformación más altas. Los Péndulos clásicos determinan la energía absorbida en el impacto por una probeta estandarizada, midiendo la altura de elevación del martillo del Péndulo tras el impacto. Generalmente se pueden aplicar varios métodos de ensayo:

Charpy  (ISO 179-1, ASTM D 6110) Izod (ISO 180, ASTM D 256, ASTM D 4508) y 'unnotched cantilever beam

impact' (ASTM D 4812) Ensayo tracción por impacto (ISO 8256 und ASTM D 1822) Dynstat ensayo flexión por impacto (DIN 53435)

Prueba de Charpy

En la prueba Charpy consiste en una muestra de acero 1020 que se va a ensayar, en forma de una barra cuadrada, la cual puede contener o no una muesca en forma de V, ya que éstas miden de mejor manera la resistencia del material a la propagación de la fractura. Tal muestra se golpea con un péndulo oscilante, calibrado y así, se obtiene la energía absorbida.

Dentro de la norma ISO 10350-1 para valores característicos de punto único, el método de ensayo preferido es Charpy acorde a ISO 179-1, Para ello, el ensayo se realiza en probetas no entalladas con impacto en el canto (1eU). Si la probeta no se rompe en esta configuración, el ensayo se realizará con probetas entalladas, aunque en este caso, los resultados no son directamete comparables. De no producirse la rotura de la probeta, se empleará el método de tracción por impacto.

El procedimiento Charpy tiene una amplia gama de aplicación y es el más adecuado para el ensayo de materiales que presentan rotura por cizallamiento interlaminar o efectos de superficie. Además, el método Charpy ofrece ventajas en los ensayos con temperaturas bajas, ya que los asientos de la probeta se encuentran más alejados de la entalladura, evitando así una rápida transmisión de calor a las partes críticas de la probeta.

Prueba de Izod

El ensayo de Izod es un tipo de ensayo destructivo dinámico de resistencia al choque que utiliza el Péndulo de Charpy como herramienta. Este procedimiento se lleva a cabo para averiguar la tenacidad de un material, ya que al realizarlo obtenemos su resiliencia.

El ensayo consiste en romper una probeta de sección cuadrangular de 10x10 mm a través de tres entalladuras que tiene situadas en distintas caras. El procedimiento se repite para cada entalladura. La resiliencia se obtiene de la media de los datos obtenidos en los tres pasos. El ensayo Izod difiere del ensayo Charpy en la configuración de la probeta de entallada.

Dentro de las normas ASTM, el método Izod acorde a ASTM D 256 es el más corriente. En él se emplean siempre probetas entalladas. Un método de aplicación menos común es el "unnotched cantilever beam impact" descrito en la norma ASTM D 4812. Este método es parecido al procedimiento Izod, pero con probetas no entalladas. En el caso de que sólo se pueden producir probetas pequeñas, se puede proceder por el método "Chip-impact" acorde a ASTM D 4508. 

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Mordaza para probetas tipo Izod

Para el ensayo de impacto tipo Izod, las mordazas deben sujetar la probeta por uno de sus extremos, dejándola en voladizo, para que el golpe suceda a 22mm de la muesca según la norma ASTM E-23.

Martillo para pruebas tipo Izod

El martillo para este tipo de prueba de impacto, también requiere que cumpla con ciertas normas, en donde se especifican los ángulos y dimensiones en contacto con la probeta. Es necesario tener en cuenta que como la probeta está en posición horizontal, el martillo debe ser colocado un giro de 90⁰ respecto al eje del péndulo.

Pruebas de impacto para verificar el desgaste en agregados gruesos

DESGASTE Y EROSION El desgaste y la erosión retiran material de un componente por ataque mecánico de sólidos o líquidos. La corrosión y la falla mecánica también contribuyen a este tipo de ataque.

DESGASTE ADHESIVO El desgaste adhesivo, también conocido como rayado, ludimiento o amarrado, se presenta cuando dos superficies solidas se deslizan a presión una sobre otra. Las proyecciones superficiales, es decir las asperezas, se deforman plásticamente y finalmente se sueldan una con la otra a causa de las elevadas presiones localizadas. Conforme continua el deslizamiento, estas uniones se rompen, produciendo cavidades en una de las superficies y proyecciones en la otra y, con frecuencia, también pequeñas partículas abrasivas, todo lo cual contribuye a un desgaste adicional de las superficies.

Deben considerarse muchos factores cuando se intenta mejorar la resistencia al desgaste de los materiales. Se pueden evitar el desgaste por adhesión que causa la

pérdida de material diseñando los componentes de forma que las cargas sean pequeñas y las superficies sean lisas y exista, de ser posible, una lubricación continúa. También son importantes las propiedades y la microestructura del material. Normalmente, si ambas superficies tienen elevada dureza, la rapidez de desgaste es reducida. Una elevada resistencia que ayude a soportar las cargas aplicadas puede ser benéfica, así como una buena tenacidad y ductilidad que evite el desgarrar material de la superficie. Los materiales cerámicos, con su dureza excepcional, proporcionan una buena resistencia al desgaste adhesivo.

La resistencia al desgaste de los polímeros puede mejorarse si se reduce el coeficiente de fricción mediante la adición de politetrafluoroetileno (Teflón) o si el polímero se endurece mediante la introducción de fibras de refuerzo, como vidrio, carbono o aramidas.

DESGASTE ABRASIVO Cuando se elimina material de una superficie a causa del contorno con partículas duras, ocurre el desgaste abrasivo. Las partículas pueden estar presentes en la superficie de un segundo material o pueden existir como partículas sueltas entra ambas superficies.

Este tipo de desgaste es común en máquinas como disco de arados, cuchillas de trascabos, trituradoras y molinos utilizados para manejar materiales abrasivos; este tipo de desgaste también puede presentarse cuando se introducen de manera no intencional partículas duras entra las partes móviles de las maquinaria. El desgaste abrasivo también se utiliza en operaciones de rectificado para eliminar material de manera intencional. En muchas aplicaciones automotrices (por ejemplo amortiguadores, engranes, pistones y cilindros), el comportamiento del desgaste abrasivo significa una preocupación importante.

Los materiales de alta dureza, buena tenacidad y elevada resistencia al calor son las más resistentes al desgaste abrasivo. Las aplicaciones comunes para el desgaste abrasivo incluyen materiales como aceros templados y revenidos: aceros cementados o endurecidos superficialmente.

Aleaciones de cobalto como la “estelita”; materiales compuestos, incluidos los cermets de carburo de tungsteno; los hierros fundidos blancos y las superficies duras producidas por soldadura. La mayoría de los materiales cerámicos también resisten eficientemente el desgaste en razón de su elevada dureza; sin embargo, a veces su fragilidad puede limitar su utilidad en condiciones de desgaste abrasivos.

EROSION LIQUIDA La integridad de un material puede destruirse por erosión causada por altas presiones asociadas con un líquido en movimiento. El líquido causa endurecimiento por deformación en la superficie metálica, lo que conduce a una deformación localizada, agrietamiento y pérdida de material. Merecen mencionarse dos tipos de erosión liquida.

LA CAVITACIONOcurre cuando un líquido que contiene un gas disuelto entra en una región de baja presión. Las burbujas de gas que se precipitan y crecen en el líquido en el ambiente de baja presión, se colapsan cuando subsecuentemente la presión aumenta. El choque de alta presión localizado, producido por el colapso puede ejercer una presión de miles de atmosferas contra el material circundante. La cavitación ocurre con frecuencia en hélices de embarcaciones, en presas y vertederos, así como bombas hidráulicas.

EL IMPACTO LÍQUIDOSe presenta cuando gotitas de líquido transportadas en un gas en rápido movimiento golpean una superficie metálica. Se desarrollan elevadas presiones localizadas, a causa del impacto inicial y del movimiento lateral rápido de las pequeñas gotitas desde el punto de impacto a lo largo de la superficie del metal. Las gotitas de agua transportadas por el vapor pueden erosionar aspas de turbina de los generadores de vapor y de las plantas de energía nuclear.

La erosión liquida se puede minimizar mediante la selección y el diseño adecuado de los materiales. También ayuda a reducir la erosión la reducción de la velocidad del líquido, el asegurase del que el líquido no tiene aire, así como la selección de materiales duros y tenaces que absorban el impacto de las gotitas y, finalmente, el recubrimiento del material con un elastómero absorbente de energía.

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

RESISTENCIA DE MATERIALES 2

LABORATORIO No. ___1___

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Nombre: Joshua Roberto Matus Colocho

Carné: 201020429

Profesor(a): Ing. Luis Mariano Álvarez Murano

Fecha: 18 de febrero del 2013