Ensayo Charpie

Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Metalurgia

LABORATORIO Nº 5 Ensayo Charpy

Profesora: Integrantes:



Fecha lab.: Fecha entrega:

04/01/2011 11/01/2012

Índice

Introducción Base teórica Procedimiento experimental Resultados Discusiones y análisis de resultados Conclusiones Bibliografía

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1.- Introducción En estaexperienca se trabajará con las siguientes muestras: un acero normalizado, este mismo acero pero endurecido por deformación y una fundición; aparte, cada una de estas muestras se somete a templado, obteniendo así un total de 6 muestras. Mediante el ensayo de Charpy se obtendrán valores para la tenacidad de cada uno de estos materiales, y luego se analizarán los resultados observando la microestructurade los materiales y su dureza Rockwell que también será medida.

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2.- Base Teórica

Energía de Impacto Los ensayos dinámicos de choque se realizan generalmente en máquinas denominadas péndulos o martillos pendulares, en las que se verifica el comportamiento de los materiales al ser golpeados por una masa conocida a la que se deja caer desde una altura determinada, realizándose laexperiencia en la mayoría de los casos, de dos maneras distintas según que la probeta rompa por flexionamiento (flexión por choque) o que su rotura se alcance por deformación longitudinal (tracción por choque). Los valores obtenidos en estos ensayos son únicamente comparables, en materiales con propiedades similares ya sean siempre dúctiles o frágiles, cuando se realizan sobre el mismo tipo de probeta yen idénticas condiciones de ensayo. La máquina de ensayo determinará el trabajo absorbido por el material cuando éste es roto de un solo golpe por la masa pendular y su valor en kgmf o Joule, o relacionándolo con la sección o volumen de la probeta, según el método nos indicará la resistencia al choque o capacidad del material para absorber cargas dinámicas de impacto (resiliencia). El principio defuncionamiento de las máquinas utilizadas es el que ilustra esquemáticamente la figura 2.1, en donde una masa o peso G asegurada a una barra que puede girar libremente sobre un eje 0, es elevada a una altura h1, desde su posición vertical de reposo, la que también es posible indicar por el ángulo α1.

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Figura 2.1. Diagrama del funcionamiento del péndulo Si en estas condiciones se la dejacaer y en el punto P, ubicado sobre la vertical del desplazamiento del péndulo, se coloca una barra de un material determinado, la masa al chocar con ella producirá su rotura, si la energía que posee el péndulo es mayor que la necesaria para alcanzarla, en cuyo caso continuará su trayectoria elevándose hasta una altura h2 indicada también por el ángulo α2. El trabajo empleado entonces en romper labarra será la diferencia entre la energía inicial del péndulo y la que posee al final de su carrera. Ao = Al - A2 Al = G. h1 y A2 = G. h2 Ao = G (h1 - h2) y en función de los ángulos, tenemos: h1 = OP - OA en donde OP es el brazo del péndulo igual a R. Del triángulo OAB OA = R. Cos(α1) reemplazando h1 = R - R cos α1 = R (1 – cos α1) Procediendo en igual forma para la altura después del choque h2 =R - R cos α2 = R (1 - cos α 2) Reemplazando estos valores en la diferencia de trabajos, nos queda Ao = GR (1 - cos α1) - GR (1 – cos α 2) Ao = GR (cos α2 – cos α1) El valor numérico en kilográmetros o en Joule del trabajo gastado para producir la rotura queda indicado sobre una escala convenientemente graduada que posee la máquina, o bien resulta de la fórmula anterior en donde los valores de losángulos se miden sobre un cuadrante que se encuentra en la parte superior de aquélla. El trabajo o energía registrada será considerada aceptable cuando las pérdidas por fricción entre las partes metálicas de la máquina, para la marcha en vacío, sea inferior al 0,4 % de la energía máxima.

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Métodos de ensayo Los métodos propuestos por Izod en 1903 y por Charpy en 1909, consisten en romper...