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Ensayo Mecánico de Impacto-Charpy e Izod

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Juan Pablo Ynga Guerrero

on 10 July 2015

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Transcript of Ensayo Mecánico de Impacto-Charpy e Izod

INFLUENCIA DE FACTORES

Una parte de la energía del impacto es empleada en la sacudida del péndulo y del bastidor, para vencer la resistencia del aire, en el roce de los cojinetes y del dispositivo de medición, en la deformación de la muestra cerca de los apoyos y bajo el cuchillo, en la transmisión de energía a las fracciones de la muestra y en la deformación elástica de la barra del péndulo.
Sin embargo, si se aplica una carga de impacto, el tiempo es insuficiente para que esos mecanismos jueguen un papel en el proceso de deformación, y los materiales se rompen en forma frágil.
Con frecuencia se usa un ensayo de impacto para evaluar la fragilidad de un material bajo estas condiciones.
PROBETA
Forma y tamaño según NORMA E23-72
Entalla
Cuando un material se sujeta a un golpe repentino y violento, en el que la velocidad de deformación es extremadamente rápida, se puede comportar en una forma mucho más frágil que la que se observa en el ensayo de tensión. Por ejemplo, si se estira un plástico, con mucha lentitud, las moléculas de polímero tienen tiempo de desenredarse o las cadenas de deslizarse entre sí y permitir deformaciones plásticas grandes.
El modo de fallo del ensayo de tracción no nos permite extrapolar los resultados a otras situaciones diferentes para predecir el comportamiento a la fractura, por ejemplo en algunos materiales normalmente dúctiles se fracturaban frágilmente sin tener apenas deformación plástica. El tipo de fallo está condicionado por las condiciones de contorno del material.
Para ensayar los materiales en las peores condiciones posibles con respecto a la fractura se crearon los ensayos de impacto. Estas condiciones son:

1. Deformación a temperaturas relativamente bajas.
2. Velocidad de deformación elevada.
3. Estado triaxial de tensiones (mediante la presencia entalla mecánica)

Ensayo Mecánico de Impacto
Charpy e Izod

MÁQUINA DE ENSAYO
REQUISITOS
:
Romper la probeta
Reproducir la velocidad de aplicación de la carga.
Medir la energía que absorbe la probeta en el impacto.
MÉTODOS DE IMPACTO
Vía
CHARPY
: La probeta se encuentra apoyada.
Vía
IZOD
: La probeta se encuentra empotrada.
Los materiales poseen una serie de características, entre las cuales destacan las propiedades mecánicas, tales como: DUCTIBILIDAD, MALEABILIDAD, RESISTENCIA, DUREZA y TENACIDAD.
Existen ensayos que permiten determinar el comportamiento de un material ante la aplicación de una carga. Los resultados de estas pruebas constituyen las propiedades mecánicas del material. Es conveniente, entonces, aclarar algo el significado de estos términos.
DUCTIBILIDAD
Capacidad que tiene un material para deformarse sin romperse cuando está sometido a esfuerzos de tracción; por ejemplo en el trefilado de un alambre.
MALEABILIDAD
Capacidad que presenta el material para soportar deformación sin rotura sometido a compresión, caso de forja o laminado.
ELASTICIDAD
Capacidad de un material que ha sido deformado para regresar a su estado y tamaño original, cuando cesa la acción que ha producido la deformación. Cuando el material se deforma permanentemente, de tal manera que no pueda regresar a su estado original, se dice que ha pasado su límite elástico.
DUREZA
Mide la resistencia a la penetración sobre la superficie de un material, efectuada por otro material.
TENACIDAD
Es la energía absorbida por el material durante el proceso de deformación y ruptura; está directamente relacionada con la resistencia y ductilidad. Por ejemplo, el vidrio, el hierro fundido y el acero endurecido son poco tenaces, porque sus ductilidades son muy bajas y en algunos casos casi cero, aunque tienen una buena resistencia (bastantes duros). Un metal como el cobre es bastante tenaz, pues tiene una buena resistencia y buena ductilidad.
TENSIÓN
(
Tension Test
)
DUREZA
(
Hardness Test
)
TORSION
(
Torsion Test
)
FRACTURA
(
Fracture Mechanics
)
CREEP
(
Creep Test
)
IMPACTO
(
Impact Test
)
ENSAYOS MECÁNICOS
1) Escala graduada
2) Indicador
3) Posición inicial
4) Martillo o Péndulo
5) Yunque
6) Probeta
Los ensayos dinámicos son realizados para valorar la capacidad de resistencia de los materiales metálicos a las cargas de impacto (tenacidad) y determinar su tendencia a la destrucción frágil. Entre los ensayos de ésta índole los más conocidos y estandarizados son los de impacto a flexión con muestras ranuradas.
ENSAYOS MECÁNICOS DE IMPACTO
7) Fijador de péndulo de salida

8) Bastidor
Radio de Entalla
Fenómeno de Concentración de Tensiones
El estándar
ASTM E23-72
define el ensayo de barras ranuradas al impacto como un ensayo por el cual se observa el comportamiento del metal cuando está sujeto a la aplicación de una carga única que genera un estado de esfuerzos multiaxiales asociado a la ranura, en conjunto con altas cargas y en algunos casos altas o bajas temperaturas
PROCEDIMIENTO

Para realizar el ensayo de impacto en barras ranuradas se procede así:

a)
Se pesan las probetas.
b)
Luego, sin instalar probeta alguna se eleva el péndulo y se engatilla, para luego ser liberado. Se deja que el péndulo realice unos cuantos vaivenes (3) y se detiene. La energía gastada en este proceso se anota.
c)
Se instala la probeta en los apoyos, se engatilla y suelta el péndulo, produciéndose la rotura de la probeta. Luego de detenido se anota la energía aplicada en el proceso.
d)
Se calcula la energía cinética, aplicada a las fracciones de la probeta. Se realiza el cálculo de la energía invertida en la rotura de la probeta.
e)
Se repiten pasos c) y d) para otras probetas.

El Estándar ASTM E23-72 presenta las siguientes exigencias para los martillos del péndulo:

a) La máquina debe ser de construcción rígida y con capacidad energética suficiente para romper la probeta de un solo golpe.
b) La máquina no debe ser usada para valores mayores al 80% del rango de la escala.
c) La velocidad no debe ser menor de 3 m/s ni mayor de 6 m/s.
d) El error en la escala en cualquier punto no debe exceder el 0.2% del rango o 0.4% de lectura.
e) El plano de movimiento del péndulo deber ser perpendicular al eje transversal de la muestra y no desviarse más de 3:1000 (unidades de longitud).
f) El dispositivo de libración del péndulo desde su punto inicial debe operar libremente y no impulsar, retardar o hacer vibrar el péndulo.
g) Se debe proveer un dispositivo (ensayo CHARPY) para situar la probeta de manera que su plano de simetría no quede desviado más de 0.1 mm con respecto al punto medio entre apoyos.

.......GRACIAS !!!!!
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