Embed Size (px)
Citation preview
1
El ensayo El ensayo CharpyCharpy
Ensayos estEnsayos estááticos.ticos.Dureza.Dureza.TracciTraccióón (en frn (en fríío y en caliente).o y en caliente).CompresiCompresióón.n.Termofluencia (creep).Termofluencia (creep).FlexiFlexióón estn estáática.tica.TorsiTorsióón.n.Doblado (plegado).Doblado (plegado).
Ensayos dinEnsayos dináámicosmicos..Resistencia a la flexiResistencia a la flexióón por choque (Charpy).n por choque (Charpy).Fatiga.Fatiga.Desgaste.Desgaste.Etc.Etc.
IntroducciIntroduccióónn: : Ensayos mecEnsayos mecáánicosnicos
2
Ensayo dinEnsayo dináámico.mico.
Consiste en la rotura de una probeta entallada Consiste en la rotura de una probeta entallada colocada entre dos apoyos (Mcolocada entre dos apoyos (Méétodo Charpy) todo Charpy) mediante un solo golpe.mediante un solo golpe.
Se llama Se llama RESILIENCIA (KRESILIENCIA (KC C )) a la energa la energíía a absorbida en la rotura por unidad de absorbida en la rotura por unidad de áárea de la rea de la secciseccióón posterior de la entalla.n posterior de la entalla.
La resiliencia es un La resiliencia es un ííndice de la tenacidad.ndice de la tenacidad.
Ensayo de FlexiEnsayo de Flexióón por choquen por choque(Ensayo (Ensayo CharpyCharpy).).UNE 7UNE 7--475475--92 y UNE 792 y UNE 7--475475--93 93
PPééndulo ndulo CharpyCharpy
3
Ensayo CharpyEnsayo Charpy
La energLa energíía a absorbida por la absorbida por la pieza se puede pieza se puede
calcular a partir de:calcular a partir de:
EEPAPA = E= EPBPB + U+ U
AA
BB
Ensayo CharpyEnsayo Charpy
La velocidad de la La velocidad de la maza en el maza en el momento del momento del impacto varimpacto varíía entre a entre 5 a 5.5 m/s5 a 5.5 m/s
4
Ensayo CharpyEnsayo Charpy
SSóólo pueden compararse los resultados obtenidos con lo pueden compararse los resultados obtenidos con probetas de idprobetas de idééntica forma y de iguales medidasntica forma y de iguales medidas.
La entalla debe mecanizarse cuidadosamente de modo que no se La entalla debe mecanizarse cuidadosamente de modo que no se aprecien, a simple vista, estraprecien, a simple vista, estríías en el fondo de la entalla, paralelas a as en el fondo de la entalla, paralelas a sus generatrices.sus generatrices.
r0.25
45o
55 10 7.5 5
Probeta Charpy tipo A (entalla en V)Probeta Charpy tipo A (entalla en V)
5
Probeta Charpy tipo B (entalla en U)Probeta Charpy tipo B (entalla en U)
55 10 7.5 5
2
<1.6
Probeta Charpy tipo C (entalla en U)Probeta Charpy tipo C (entalla en U)
2
55 10 7.5 5
6
Ensayo CharpyEnsayo Charpy
La energLa energíía absorbida se designa siguiendo el patra absorbida se designa siguiendo el patróón:n:
# KX #/## KX #/#
Letra: U o V, dependiendo de la forma de la entalla
Energía disponible, expresada en Julios
Anchura de la probeta (mm)
(Sólo con probetas con entalla V)
Valor de la energía absorbida, expresada
en Julios
Ejemplos:Ejemplos:
65 KU 10065 KU 100 = energ= energíía absorbida de 65 J, en un ensayo con energa absorbida de 65 J, en un ensayo con energíía nominal de 100J, a nominal de 100J, empleando una probeta con entalla en U.empleando una probeta con entalla en U.
83 KV 150/7.583 KV 150/7.5 = energ= energíía absorbida de 83 J, en un ensayo de energa absorbida de 83 J, en un ensayo de energíía nominal 150 J, a nominal 150 J, empleando una probeta con entalla en V de 7.5 empleando una probeta con entalla en V de 7.5 mmmm de anchura.de anchura.
Efecto de la temperatura en el ensayo CharpyEfecto de la temperatura en el ensayo Charpy
-130 -20 90 200-240
135
270
400
Julio
s
, ºC
7
Problemas y EjerciciosProblemas y Ejercicios
Ejercicio 6Ejercicio 66. En un ensayo con el péndulo Charpy, la maza de 25 kg cayó desde una altura de 1 m y
después de romper la probeta de sección 80 mm2 se elevó a 0.4 m. Calcular: (a) la energía de la rotura, (b) la resiliencia. Solución: a) La energía de la maza en el punto A será toda potencial y se calculará como
AA mgHE =
siendo HA, la altura de que alcanza la maza contada desde un nivel de referencia dado. Por otro lado, en el punto B, cuando la maza tiene velocidad cero, la energía también
será toda potencial, y se calculará ahora como,
BB mgHE =
La energía absorbida por la probeta se podrá determinar entonces como la pérdida de energía potencial, esto es:
abBA EEE =− Y por tanto,
JmmsmkgHHmgE BAab 147)4.01)(/8.9)(25()( 2 =−=−= b) La resiliencia, RS, se calculará como el cociente entre la energía absorbida y la sección de la probeta, esto es,
22
0
/83.180147 mmJ
mmJ
SE
R abS ===
8
Ejercicio 7Ejercicio 7
7. A continuación se tabulan los datos obtenidos a partir de ensayos de impacto Charpy en un acero aleado 4340:
Temperatura
(ºC) Energía de impacto
(absorbida) (J) 0 105
-25 104 -50 103 -75 97 -100 63 -113 40 -125 34 -150 28 -175 25 -200 24
(a) Represente los resultados en términos de energía absorbida en el impacto frente a la
temperatura. (b) Determinar la temperatura de transición dúctil-frágil definida como aquella temperatura que
corresponde al valor medio de las energías máxima y mínima absorbidas. (c) Determinar la temperatura de transición dúctil-frágil definida como aquella temperatura a la
cual la energía absorbida es igual a 50 J.
Ejercicio 7Ejercicio 7Solución:
(a) La representación es algo como:
(b) La media aritmética entre las energías de impacto máxima y mínima será igual a:
JJJMedia 5.642
24105=
+=
Como se indica en la figura por medio de la línea en trazo discontinuo, la temperatura de transición debería ser de 100ºC. (c) Trazando directamente en la curva representada, para el valor de 50 J le corresponde una temperatura de aproximadamente -110ºC.
