Pruebas de impacto para metales

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 por las normas el de 5 a 5,5 m/s.

Figura 5
Las probetas se colocan, como muestra la figura5, 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 debepresentar 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 luz entre los bordes de los apoyos era de 130 milímetros. Estas probetas son muy poco utilizadasen 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.
La elección del tipo de probeta depende del material a ensayar, adoptándose para cada caso la que dé resultados más satisfactorios; en general se emplean las de entalladuras más profundas y de menor ancho para losmetales más dúctiles.
Las I.R.A.M. aconsejan realizar el ensayo de choque por el método Charpy, con el empleo de probetas entalladas aprobadas por I.S.O. (International Standards Organization, ex I.S.A.) que tienen las dimensiones indicadas en la figura 5, pudiendo reducirse la profundidad de la entalladura, para materiales de poca resistencia a la flexión por choque, a 3 mm para el tipo B y a 2 mmpara el C, obteniéndose en este último caso la probeta denominada Mésnager, o bien variarse el ancho a 7,5; 5 6 2,5 mm para el tipo A, cuando el espesor del producto sea inferior al necesario para el maquinado de la probeta standard, en cuyo caso debe aclararse la probeta utilizada.

Figura 6
Las probetas indicadas en la figura 6 son usadas preferentemente para el ensayo de metales ferrosos. Lanorma DIN 50 116 indica para el cinc y sus aleaciones, probetas sin entallas de secciones cuadradas y trapeciales. La sección cuadrada de 6 X 6 mm se emplea en aleaciones forjadas y la trapecial de 6,1 X 5,9 X 6,0 mm de altura para aleaciones de fundición inyectable; en todos los casos el largo de las probetas es de 75 mm, manteniéndose la luz entre apoyos en 40mm.
El impacto sobre las probetasde sección trapezoidal debe darse en la cara más angosta.
La resiliencia o resistencia al choque resulta, según este método, el trabajo gastado por unidad de sección transversal para romper al material de un solo golpe:
Resiliencia = K = Ao/S (kgfm/cm2 0 joule/cm2)
En la actualidad se tiende a evitar el cálculo de la resiliencia, expresándose los resultados de ensayos simplemente en términos deenergía de rotura.
SUPERFICIE DE ROTURA
Las fracturas por flexión por choque se originan por acción de las tensiones normales máximas en el plano de la entalla, variando desde la completamente frágil, cristalina brillante u opaca, hasta la completamente dúctil por deslizamiento o fibrosa.
En los estados intermedios de roturas cristalino-fibrosas, la misma se origina por arrancamiento en la zonacentral próxima a la entalla y concluye por deslizamiento en los bordes, variando paulatinamente la relación superficial entre ambas roturas con el material y la temperatura.
TEMPERATURA DE TRANSICION
La determinación del rango de temperaturas, en el cual se produce la transición dúctil-frágil de un material, a través del ensayo de Charpy, tiene la gran ventaja con respecto a otros estados de...