CUESTIONARIO 1. ¿Cuál es el factor principal que determinamos con el ensayo de Charpy y explíquelo? Los ensayos de Charpy son realizados para valorar la capacidad de resistencia de los materiales metálicos a cargas de impacto (tenacidad) y determinar su tendencia a la destrucción frágil. Entre los ensayos los más conocidos y estandarizados son los de impacto de flexión con muestras con ranuras
2. Defina el termino impacto El término impacto hace referencia a aquel momento en que un objeto o materia choca de manera violenta y fuerte contra otro objeto o materia. El impacto siempre supone algún tipo de alteración en las características de ese elemento aunque esto puede ser sólo en una porción de tal objeto dependiendo de dónde golpee y dónde se genere el impacto. Esto es así debido a que el golpe generado por el choque o impacto siempre es muy dañino y fuerte
3. ¿Bajo qué tipo de normas se pueden realizar los ensayos de impacto? Los ensayos de impacto se utilizan para la determinación del comportamiento de un material a velocidades de deformación más altas. Los Péndulos clásicos determinan la energía absorbida en el impacto por una probeta estandarizada, midiendo la altura de elevación del martillo del Péndulo tras el impacto. Generalmente se pueden aplicar varios métodos de ensayo:
Charpy (ISO 179-1, ASTM D 6110) Izod (ISO 180, ASTM D 256, ASTM D 4508) y 'unnotched cantilever beam impact' (ASTM D 4812) Ensayo tracción por impacto (ISO 8256 und ASTM D 1822) Dynstat ensayo flexión por impacto (DIN 53435)
Dentro de la norma ISO 10350-1 para valores característicos de punto único, el método de d e ensayo preferido es Charpy Cha rpy acorde a ISO 1791, Para ello, el ensayo se realiza en probetas no entalladas con impacto en el canto (1eU). Si la probeta no se rompe en esta configuración, el ensayo se realizará con probetas entalladas, aunque en este caso, los resultados no son directamente comparables. De no producirse la rotura de la probeta, se empleará el método de tracción por impacto.
Dentro de las normas ASTM, el método Izod acorde a ASTM D 256 es el más corriente. En él se emplean siempre probetas entalladas. Un método de aplicación menos común es el "unnotched cantilever beam impact" descrito en la norma ASTM D 4812. Este método es parecido al procedimiento Izod, pero con probetas no entalladas. En el caso de que sólo se pueden producir probetas pequeñas, se puede proceder por el método "Chip-impact" acorde a ASTM D 4508. El procedimiento Charpy tiene una amplia gama de aplicación y es el más adecuado para el ensayo de materiales que presentan rotura por cizallamiento interlaminar o efectos de superficie. Además, el método Charpy ofrece ventajas en los ensayos con temperaturas bajas, ya que los asientos de la probeta se encuentran más alejados de la entalladura, evitando así una rápida transmisión de calor a las partes críticas de la probeta. Algunos fabricantes de automóviles alemanes emplean para el ensayo de probetas pequeñas el método flexión por impacto Dynstat. Este método se describe solamente en la DIN. De acuerdo con ISO, cada martillo se puede emplear en un área del 10 al 80% de su energía nominal inicial. ASTM permite hasta un 85%. La diferencia principal entre ISO y ASTM reside en la selección del tamaño del martillo. Según ISO, hay que emplear siempre el martillo más grande posible, aunque la cobertura de rangos es a veces mínima. Esta exigencia se basa en el supuesto de que la pérdida de velocidad al romper la probeta se tiene que mantener en un mínimo. El martillo estándar descrito en ASTM tiene una energía nominal de 2.7 Joule, todos los demás tamaños se obtienen multiplicando por dos. En este caso se ha de seleccionar el martillo más pequeño del rango para el ensayo. Los Péndulos Zwick del tipo 5102 y 5113 y los de la nueva serie HIT son diseñados estrictamente acorde a las normas DIN, ISO y ASTM.
4. ¿Cuál es la velocidad de impacto y la altura inicial del martillo? El péndulo se fija a una altura inicial de 1.6m y la velocidad del péndulo es de 5.6 m/s
5. Describa el tipo de fractura presente en el material y concluya el tipo de fractura presente en el ensayo. Mecanismos de fractura
CLIVAJE
Fracturas típicas en poli cristales.
FRACTURA TRAS GRANULAR
Las grietas propagan cortando los granos.
FRACTURA INTER GRANULAR
Las grietas propagan a lo largo de las fronteras de grano.
FRACTURA DÚCTIL
Esta fractura ocurre bajo una intensa deformación plástica. La fractura dúctil comienza con la formación de un cuello y la formación de cavidades dentro de la zona de estrangulamiento. Luego las cavidades se fusionan en una grieta en el centro de la muestra y se propaga hacia la superficie en dirección perpendicular a la tensión aplicada. Cuando se acerca a la superficie, la grieta cambia su dirección a 45° con respecto al eje de tensión y resulta una fractura de cono y embudo.
FRACTURA FRÁGIL
La fractura frágil tiene lugar sin una apreciable deformación y debido a una rápida propagación de una grieta. Normalmente ocurre a lo largo de planos cristalográficos específicos denominados planos de fractura que son perpendiculares a la tensión aplicada. La mayoría de las fracturas frágiles son tras granulares o sea que se propagan a través de los granos. Pero si los límites de grano constituyen una zona de debilidad, es posible que la fractura se propague inter granularmente. Las bajas temperaturas y las altas deformaciones favorecen la fractura frágil.
6. ¿Cuál es la energía absorbida por cada probeta en el impacto? La energía absorbida en el impacto por la probeta usualmente se calcula como la diferencia de alturas inicial y final del péndulo, esto supone, obviamente despreciar algunas pérdidas por rozamiento). La fórmula de cálculo para la energía de impacto:
Dónde:
τ es la energía empleada en la rotura en Joules
P es la masa del péndulo en Kg g es la gravedad (9,8 m/s²) h es la altura inicial del péndulo h' es la altura final del péndulo l es la longitud del péndulo en metros α y β son los ángulos que forma el péndulo con la vertical antes y
después de soltarlo, respectivamente.
7. Elabore una ficha técnica con los resultados obtenidos en el ensayo resaltando las características y las propiedades del material que fue sometido al ensayo.
