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Ingeniera de Materiales Metlicos

Practica N 5:

Alumnos:

Amado Santiago Leonardo

Blanco Chaires Guillermo

Cuellar Brcenas Sergio Alejandro

Fernndez del ngel Armando

Profesor:

Ing. Zavala Hernndez Rafael

Grupo: 2514C

Fecha realizada: 15 de Abril de 2015 Ing. Mecnica

Fecha de entrega: 22 de Abril de 2015 2 Semestre

Instituto Tecnolgico De Ciudad Madero.

Metal Mecnica

Laboratorio de Ingeniera Mecnica

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INDICE

Objetivo ................................................................................................... 3

Consideraciones tericas ...................................................................... 3

Desarrollo ................................................................................................. 7

Clculos y Resultados ............................................................................ 8

Observaciones ......................................................................................... 14

Conclusiones ........................................................................................... 14

Recomendaciones ................................................................................... 15

Bibliografa ............................................................................................... 15

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a) Objetivo

Que el alumno aprenda a determinar la capacidad de resistencia de los materiales metlicos a las cargas de impacto y su tendencia a la

destruccin frgil.

b) Consideraciones tericas

- Investigar sobre: Qu es tenacidad?, Qu es resiliencia?, dibujar las

mquinas de impacto, en que consiste la prueba de impacto y dibujar

las probetas bajo la norma ASTM E23.

-Qu es tenacidad?

En ciencia de materiales, la tenacidad es la energa total que absorbe un material

antes de alcanzar la rotura en condiciones de impacto, por acumulacin de

dislocaciones. Se debe principalmente al grado de cohesin entre molculas. En

mineraloga la tenacidad es la resistencia que opone un mineral u otro material a

ser roto, molido, doblado, desgarrado o suprimido.

-Qu es resiliencia?

En ingeniera, se llama resiliencia de un material a la energa de deformacin que

puede ser recuperada de un cuerpo deformado cuando cesa el esfuerzo que

causa la deformacin. La resiliencia es igual al trabajo externo realizado para

deformar un material hasta su lmite elstico. Es la capacidad de memoria de un

material para recuperarse de una deformacin, producto de un esfuerzo externo.

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Dibujar las mquinas de impacto:

Partes de la mquina de impacto:

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Propiedades de la mquina de impacto

Fabricado en: Instituto Tecnolgico Regional de Chihuahua

Capacidad: 15.373 kgm (energa)

Uso de maquina: Prueba al impacto o al choque

Propiedades mecnicas a medir:

Tenacidad

Resiliencia

Fragilidad

Observaciones:

No tiene freno el pndulo

No se encuentra anclada al suelo

Peso del pndulo: 9 kg. Angulo de cada: 165 Longitud del pndulo: .185 metros

Dibujo de las probetas

Pieza 1: Pieza 2:

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-En qu consiste una prueba de impacto:

Las pruebas de impacto se utilizan para conocer cunta energa puede absorber

un material al ser impactado.

Los ensayos dinmicos son realizados para valorar la capacidad de resistencia de

los materiales metlicos a las cargas de impacto (tenacidad) y determinar su

tendencia a la destruccin frgil.

Esta prueba consiste en impactar una probeta estndar mediante un pndulo que

se deja caer desde cierta altura.

El estndar ms comnmente utilizado para medir esta prueba en metales es

ASTM E-23.

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C) Desarrollo

- Material y/o equipo.

Mquina para prueba de resistencia al impacto, marca Instituto Tecnolgico

de Chihuahua.

Probetas estandarizas para la prueba de impacto Charpy.

- Procedimiento.

Hacer dibujos de las probetas antes del ensayo.

Familiarizarse con la mquina de impacto.

Colocar y centrar la probeta en los apoyos del yunque.

Elevar el pndulo hasta los topes de apoyo.

Ajustar las agujas indicadoras a 0.

Quitar el seguro y soltar el pndulo.

Tomar las lecturas de la energa absorbida y el ngulo despus de

romper la probeta.

Retirar la probeta de los apoyos y dibujarla.

Realizar los tres pasos para obtener los ngulos 1, 2, 3.

Paso 1:

Sin colocar una probeta sobre el yunque y con el indicador colocado en 0, librese

el pndulo de la manera normal, registrar 1.

Paso 2:

Sin reajustar el indicador librese nuevamente el pndulo de la manera normal.

Reptase esta operacin hasta que el indicador no sea movido por el pndulo,

regstrese 2.

Paso 3:

Con el indicador en el ngulo 2, librese nuevamente el pndulo de la manera

normal y permtasele 10 bajadas (5 hacia adelante y 5 hacia atrs) y regrsese el

indicador en el undcimo balanceo del pndulo. Regstrese 3.

Calcular:

Es/p, Ec/p, Eprct. y prct. (Se lee en la caratula de la mquina), Repract., Res/p,

Rec/p.

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d) Clculos y resultados

Para obtener resultados exactos puede resultar necesaria una correccin por:

1.- La prdida al arrastre de aire.

2.- La energa absorbida por la friccin en el rodamiento de la mquina y por el

brazo indicador, as como el arrastre del indicador (aguja).

3.- Por la energa usada al mover la pieza rota.

Clculo de energa sin prdidas:

/ = (cos cos )

Donde:

E= Energa absorbida

Es/p= Energa absorbida sin perdidas

W= Peso del pndulo = 9kg

R= Distancia del centro de gravedad del pndulo al eje de rotacin= 0.785m

= Angulo de cada en grados = 165 = Angulo de elevacin en grados

Clculo de energa con prdidas:

/ = ( )

= Es el ngulo de elevacin corregido y se calcula como sigue:

= + {(2 1) + (2

2+3) (

23

10)}(

2)

Clculo de la resilencia:

=

(

2)

/ =/

(

2)

/ =/

(

2)

Donde:

A = Es el rea de la seccin transversal de la probeta en el lugar de la ranura

antes del ensayo (en cm)

9

= = ( ) =

= ( ) =

=

=

0

H

h w

w

10

Clculos de la pieza 1:

Datos:

W = 9kg = 71

R = 0.785 m 1 = 156

A = 0.63 cm 2 = 157.5

= 165 3 = 142

Epractica = 10.1kgm

Clculo de la energa sin prdidas:

/ = (cos cos )

= 9 0.785(cos 71 cos 165 )

= 7.065(0.325 (0.965))

= 7.065(0.325 + 0.965)

= 7.065(1.291)

/ = 9.1240

Clculo de :

= + {(2 1) + (2

2+3) (

23

10)}(

2)

= 71 + {(157.5 156) + (157.5

157.5 + 142) (

157.5 142

10)}(

71

157.5)

= 71 + {(1.5) + (157.5

299.5) (

15.5

10)} (0.450)

= 71 + {(1.5) + (0.525)(1.55)}(0.450)

= 71 + {(1.5) + (0.81375)}(0.450)

= 71 + {2.311375}(0.450)

= 71 + 1.0411875

= 72.0411875

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Clculo de la energa con prdidas:

/ = (cos cos )

= 9 0.785 m(72.0411875 165)

= 7.065(0.308 (0.965))

= 7.065(0.308 + 0.965)

= 7.065(1.274)

= 9.0026

Clculo de la resiliencia prctica, con prdidas y sin prdidas:

=

(

)

=10.1

0.632

= 16.031

2

/ =/

(

)

=9.1240

0.632

/ = 14.4825

2

/ =/

(

)

=9.0026

0.632

/ = 14.2898

2

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Clculos de la pieza 2:

Datos:

W = 9kg = 54

R = 0.785 m 1 = 154

A = 0.75 cm 2 = 157

= 165 3 = 142

Epractica = 12kgm Tipo de fractura al realizar la prueba: Dctil

Clculo de la energa sin prdidas:

/ = (cos cos )

= 9 0.785(54 cos 165 )

= 7.065(0.587 (0.965))

= 7.065(0.587 + 0.965)

= 7.065(1.553)

/ = 10.9769

Clculo de :

= + {(2 1) + (2

2+3) (

23

10)}(

2)

= 54 + {(157 154) + (157

157 + 142) (

157 142

10)}(

54

157)

= 54 + {(3) + (157

299) (

15

10)} (0.343)

= 54 + {(3) + (0.525)(1.5)}(0.343)

= 54 + {(3) + (0.78762)}(0.343)

= 54 + {3.78762}(0.343)

= 54 + 1.3027

= 53.3027

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Clculo de la energa con prdidas:

/ = (cos cos )

= 9 0.785 m(53.3027 165)

= 7.065(0.597 (0.965))

= 7.065(0.597 + 0.965)

= 7.065(1.563)

= 11.0462

Clculo de la resiliencia prctica, con prdidas y sin prdidas:

=

(

)

=12

0.752

= 16

2

/ =/

(

)

=10.9769

0.752

/ = 14.6358

2

/ =/

(

)

=11.0462

0.752

/ = 14.7282

2

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e) Observaciones.

La prueba de impacto se realiz de manera correcta.

La mquina de impacto no cuenta con el freno de pndulo.

La mquina de impacto no se encuentra anclada al suelo.

Se concluy que la probeta despus de la prueba de impacto presentaba

propiedades dctiles.

f) Conclusiones

La tenacidad es la medida de la cantidad de energa que un material puede

absorber ante una fractura.

La temperatura tambin juega un papel muy importante en cuanto a los ensayos

de impacto, ya que: A mayor temperatura es mayor la energa para romper el

material, y con poca temperatura, el material, se fractura con poca energa

absorbida. A temperaturas elevadas el material se comporta de manera dctil con

gran deformacin y estiramiento antes de romperse. A temperaturas reducidas el

material es frgil y se observa poca deformacin en el punto de fractura. La

temperatura de transicin es aquella a la cual el material cambia de presentar una

fractura dctil a una frgil.

Al aumentar el porcentaje de carbono los aceros mas frgiles y absorbe mas

energa de impacto determine la fractura.

La lectura habla sobre las especificaciones del experimento; seguridad,

configuracin y etc. En el marco terico habla de algunas especificaciones de la

prueba.

Aplicaciones de las pruebas de impacto tiene diferentes aplicaciones para los

pistones reciben impacto altas velocidades, en las herramientas y prensas en una

para el proceso de forjado.

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g) Recomendaciones

En esta prueba se puede ver que su realizacin es muy sencilla, pero al ser

aplicada hay que tener algunas consideraciones al momento de su

realizacin, por ejemplo: al soltar el pndulo verificar que no se encuentren

objetos o persona que se atraviesen en su recorrido ya que la fuerza de

este mismo puede causar hasta fracturas, tener cuidado al momento de que

se rompa la probeta ya que al impacto con el martillo del pndulo esta

misma es impulsada con fuerza con direccin del mismo pndulo y puede

golpear ya se a una persona ubicada detrs de la mquina de impacto.

h) Bibliografa.

http://es.wikipedia.org/wiki/Tenacidad

http://www.significados.com/resiliencia/

http://www.utp.edu.co/~gcalle/Contenidos/Impacto.htm

http://www.cyti.com.mx/impacto.asp