Impacto en metales

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IMPACTO EN METALES

OBJETIVO GENERAL

Determinar la capacidad de un material para absorber energía antes de fracturarse bajo la acción de una carga de impacto.

OBJETIVO ESPECÍFICOS

Conocer el funcionamiento y manejo de la Máquina para Ensayos de Impacto.

Determinar como influye el %C en la tenacidad de los materiales ferrosos.

Determinar como influye la temperatura en latenacidad de los materiales.

Conocer la influencia de concentradores de esfuerzo.

Diferenciar la fractura de materiales frágiles y dúctiles.

Conocer las diferentes pruebas de impacto.

GENERALIDADES

El ensayo de impacto convencional tiene una velocidad de aplicación de la carga de 5 m/s a 5,5 m/s de acuerdo a lo especificado en la norma NTC 20-2. Esta velocidad, aunque resulta altacomparada con la de un ensayo de tracción, puede resultar muy inferior a las cargas de impacto a las que puede verse sometida una pieza en la realidad, como en un estallido o en el impacto de un proyectil. Por tanto, los resultados de este ensayo no constituyen una base para predecir el comportamiento de los metales, sino que son de naturaleza cualitativa. Es decir, sirven para establecercomparaciones entre materiales distintos o entre el estado inicial y final de un material sometido a un proceso o tratamiento.

PRUEBA CHARPY

Esta prueba consiste en romper de un solo golpe, con un mazo de movimiento pendular, una probeta de forma y dimensiones prefijadas apoyada por sus extremos y con una entalla en su parte central (Ver Figura 7).

El péndulo está formado por un mazo con aristaredondeada, situado en el extremo de un brazo articulado en un eje soportado por un castillete.

[pic]

Figura 7. Esquema del Péndulo Charpy

El mazo se mantiene a una determinada altura prefijada, por medio de un dispositivo de enganche. La energía de impacto se puede variar cambiando la altura del péndulo o su masa.

La energía que absorbe la probeta es la diferencia entre las energíapotencial del péndulo antes y después del impacto. La máquina cuenta una aguja indicadora que gira alrededor de una escala calibrada, para registrar la energía absorbida por la probeta.

[pic]

Figura 8. Ensayo Charpy (entalla en U) dimensiones

Con los símbolos de la figura 7, expresando P en newton y H en metros, se tiene:

Energía disponible (J) : E1 = M·g·H = P·H

Altura inicial (m): H1 = R (1 + Sen ((1 – 90))

Brazo del Péndulo (m) : R = 0.39

Angulo Inicial (º) : (1 = 161

Energía Residual (J) : E2 = m·g·H = P·H

Altura Final (m) : H2= R (1 – Cos (2)

Angulo Final (º) : (2

Energía absorbida (J) : E = E1 – E2
= P (H1 – H2) = P·H3

MATERIALES Y EQUIPOS

Probador de impacto

Probetas Charpy conentalla en “U” de aleación de hierro con diferentes porcentajes de carbono

PROCEDIMIENTO

Subir el brazo de la máquina a la posición de máxima altura y fijarlo con el gancho de seguridad.

Colocar la probeta en los apoyos de la máquina de tal modo que reciba el impacto del péndulo sobre la cara opuesta a la entalladura.

Bajar lentamente el péndulo y asegurarse de que el plano de simetría dela probeta coincida con el plano de oscilación del péndulo.

Llevar el péndulo nuevamente a la posición inicial.

PARA EVITAR ACCIDENTES ASEGURESE DE QUE NADIE INTERFIERA EN LA TRAYECTORIA DEL PÉNDULO.

Liberar el péndulo.

Tomar la lectura del ángulo final y de la energía absorbida.

Repetir el procedimiento para las otras probetas.

EVALUACIÓN

Calcular la energía absorbida (E)por cada probeta.

Calcular la energía absorbida por unidad de área para cada una de las probetas.

Determinar cuál material absorbe más energía por unidad de área y cómo afecta el porcentaje de carbono a la tenacidad.

Analizar la fractura de cada probeta y determine las características de cada una.

Dibujar la forma de la fractura típica de un material dúctil y de un material frágil....
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