Practica Nº 6

Ensayo Charpy

1.-OBJETIVOS:

- Determinar experimentalmente mediante ensayo charpy los valores dados tales como la energía y el el ángulo.

- Realizar un ensayo de impacto a materiales diferentes con el fin de calcular la energía absorbida por medio del ensayo charpy.

2.-MARCO TEÓRICO:

Para poder seleccionar un material que resista un choque o golpe intenso y repentino, debe medirse su resistencia a la ruptura mediante una prueba de impacto. Se han diseñado procedimientos de ensayo, incluyendo, el ensayo Charpy. El cual consiste en una muestra del material 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.

En el ensayo, el péndulo, parte de una altura ho, gira describiendo un arco, golpea y rompe la muestra del material, alcanzando una elevación final hf. Conociendo la elevación inicial y final del péndulo, se puede obtener la diferencia de energía potencial. Esta diferencia es la energía de impacto absorbido por la muestra durante la ruptura. La energía se expresa generalmente en pielibras (pie.lbf) o joules (J), donde 1 pie.lbf =1.356J, esta energía corresponde al área bajo la curva de la gráfica esfuerzo - deformación. La capacidad de un material para resistir el impacto suele denominarse tenacidad del material.

La temperatura también juega un papel muy importante en cuanto al ensayo Charpy, ya que: A mayor temperatura es mayor la energía para romper el material, y con poca temperatura, el material, se fractura con poca energía absorbida. A temperaturas elevadas el material se comporta de manara dúctil con gran deformación y estiramiento antes de romperse. A temperaturas reducidas el material es frágil y se observa poca deformación en el punto de fractura. La temperatura de transición es aquella a la cual el material cambia de presentar una fractura dúctil a una frágil..

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. La energía absorbida E a por la probeta, para

producir su fractura, se determina a través de la diferencia de potencial energía del péndulo antes y después del impacto.

Fig. 1. Péndulo de Charpy a) antes del impacto y b) después del impacto.

Las probetas utilizadas son diferentes dependiendo del tipo de ensayo, y en cualquier caso están normalizadas.En el Charpy la probeta es de sección cuadrada, de dimensiones 55x10x10 mm. Tiene una entalla en una de sus caras de 2 mm de profundidad. El espesor de material para rotura es de 8 mm .

fig. 2

Observaciones:

- la maquina de charpy registra energía en unidades de kilopondio metro- también registra ángulo - usa un martillo tipo 30- todas la probetas son de el mismo tipo y con las mismas medidas

Medidas de la probeta utilizada para el ensayo

55mm 10mm 10mm 1.5mm fig.3

3.-Datos:

Numero de ensayo

Probeta

Energía Kilopondio. metro

Energía Conversión joules

Angulo

Tipo de falla

1

Acero común

14.2±0.1

139.25

91º±1

Fractura dúctil

2

Acero común 13.8±0.1

135.33

93º±1

Fractura

dúctil

3Acero común

Tomado de otra varilla

16±0.1

156.9

85º±1

Fractura dúctil

4

Acero común 16.6±0.1

162.79

82º±1

Fractura dúctil

5

Acero común 15±0.1

147.1

88º±1

Fractura dúctil

4.-ANÁLISIS DE RESULTADOS :

- Con el análisis del gráfico anterior, podemos afirmar que las probetas tienes las mismas dimensiones para cada numero de ensayo, el resultado de los ensayos estuvieron dentro de un régimen aceptable.

- Podemos observar también que en general para este acero común el tipo de fractura es dúctil.

- con esta maquina se puede llegar a hacer el ensayo de charpy casi con todo tipo de materia.

5.-CONCLUSIONES:

Los experimentos que se pueden realizar con el p´endulo de Charpy pueden ser muchos, tantos como nos permita nuestra imaginación. Es por ello que los que han sido expuestos en este estudio, solamente representan un numero muy pequeño, de todos los que se podrían diseñar para establecer una relación entre la estructura interna de los materiales y su comportamiento

a la fractura, como podría ser: el tama˜no del grano,la composición de la aleación y la presencia de precipitados,entre otros- el ensayo charpy es no de los mas solicitados para pruebas de resiliencia

- Es fácil el reconocimiento de resultados erróneos, porque varía mucho la lectura entre un ensayo y otro. - Por la rapidez y sencillez de los ensayos se pueden efectuar numerosos en muy poco tiempo y así verificar la autenticidad de los resultados

6.-RECOMENDACIONES:

- Por la rapidez y sencillez de los ensayos se pueden efectuar numerosos ensayos en muy poco tiempo y así verificar la autenticidad de los resultados- se debe de trabajar con extremo cuidado ya q esta maquinaria es muy peligrosa si no se toman las medidas de seguridad.- se debe elegir varios tipos de probetas para poder hacer el ensayo obteniendo mucha información.- Se conoció y aprendió a utilizar una máquina de dureza charpy

7.-BIBLIOGRAFÍA:

- http://rmf.fciencias.unam.mx/pdf/rmf-e/52/1/52_1_051.pdf- http://material.fis.ucm.es/laboratorios/Licenciatura/LabProMec/charpy.doc- http://html.rincondelvago.com/fundamentos-de-ciencias-materiales.html- http://www.monografias.com/trabajos14/choque/choque.shtml