Ensayo charpy

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS
QUINTO NIVEL DE MECÁNICA

RESISTENCIA DE MATERIALES

David Almeida
Quito, 2011-01-18
LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES
“ENSAYO CHARPY”
OBJETIVO GENERAL.
Conocer el funcionamiento de una máquina para el ensayo de impacto (Charpy) donde se produce una absorción de energía, y las diferencias de dureza que existenentre cada uno de los materiales utilizados en la industria y en el laboratorio, determinando así el tipo de material idóneo a emplear para realizar algún trabajo de ingeniería con seguridad.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
 Conocer el funcionamiento de la máquina.
 Analizar el comportamiento comparativo de los materiales ensayados ante este tipo de cargas.
 Determinar experimentalmente laresiliencia (o energía absorbida del choque producido) por algunos materiales metálicos a través de la realización del ensayo o prueba de impacto tipo Charpy.
 Comparar la absorción de carga de impacto de diferentes materiales metálicos para igual condición de ensayo.
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo es una síntesis experimental del Ensayo Charpy, tiene la finalidad de dar a conocer de una manera claray concreta sobre la aplicación, características y funcionamiento de la máquina universal de ensayos de impacto (Charpy).
El trabajo comprende de los pasos esenciales que hay que seguir para el uso de la misma, hasta llegar a su fin y obtener conclusiones y recomendaciones.
MARCO TEORICO
Los métodos propuestos por Izod en 1903 y por Charpy en 1909, consisten en romper el material que seensaya, bajo un efecto dinámico que se produce por el impacto sobre el mismo de una masa de peso y velocidad conocida. En ambos casos la rotura se produce por flexionamiento de la probeta, por lo que se los denomina flexión por choque.
Para el estado de tensión creado por la solicitación dinámica de choque, la velocidad de aplicación de carga estandarizada es superior a la crítica de rotura, por lo quela deformación será localizada con epicentro en la entalla, figura 1. Figura 1
Dada la gran dificultad que existe en la evaluación del volumen deformado, es que el trabajo total de deformación no se define como la energía por unidad de volumen como lo hacíamos en tracción estática "Capacidad de Trabajo de Deformación", sino por la energía requerida para provocar la rotura por unidad de áreade la sección transversal entallada o resiliencia, o directamente por la energía absorbida.
FLEXION POR CHOQUE SOBRE BARRAS SIMPLEMENTE APOYADAS (METODO CHARPY)
Con la finalidad de que el material esté actuando en las más severas condiciones, el método Charpy utiliza probetas entalladas (estado triaxial de tensiones) y velocidades de deformación de 4,5 a 7 m/s, siendo el entorno recomendado porlas normas el de 5 a 5,5 m/s.

Figura 2
Las probetas se colocan, como muestra la figura 2, simplemente apoyadas sobre la mesa de la máquina y en forma tal que la entalladura se encuentra del lado opuesto al que va a recibir el impacto. En la misma figura se puede observar la correcta posición del material como así también la forma y dimensiones de los apoyos y de la pena del martillo pendular.Respecto al "filo" o extremo de la masa pendular, la norma A.S.T.M. E-23 indica que debe presentar un ancho de aproximadamente 4 mm, redondeado con un radio de 8 mm.
Las probetas utilizadas por Charpy eran de sección cuadrada de 30 mm de lado por 160 mm de largo y la entalladura de 1 mm de ancho con una profundidad de 15 mm terminaba en un orificio de 2 mm de diámetro; para sus ensayos la luzentre los bordes de los apoyos era de 130 milímetros. Estas probetas son muy poco utilizadas en la actualidad, siendo reemplazadas por otros tipos que mantienen, en algunos casos, idéntica forma pero de menores dimensiones, las que varían de acuerdo a las normas utilizadas.
Figura 3

Las probetas indicadas en la figura 3 son usadas preferentemente para el ensayo de metales ferrosos. La norma...