nsayos de impacto (Polímero Cruz Martínez Leonardo Javier Garfas Hernández Giovanni Mondra!n Corne"o Mois#s $odríuez Martínez Ma% Guadalupe &antos 'autista Jore &iuentes rtea *ieo
OBJETIVO •
Mediante el ensayo de impacto Charpy (péndulo), se desea determinar el comportamiento de cuatro probetas poliamidas sometidas a una cara de cho!ue" midiéndose la ener#a absorbida al romperse cada una de ellas$
I%T&O'CCI% Ensayo de impacto *e+n Instron orld-ide.ead!uarters, es un método para determinar el comportamiento del material sometido a una cara de cho!ueen /e0i1n, tracci1n o torsi1n$ 2a cantidad !ue suele medirse es la ener#a absorbida al romperse la probeta en un solo olpe, como en el ensayo de impacto Charpy, el ensayo de impacto I3od y el ensayo de tensi1n por impacto$ 2os ensayos de impacto también se reali3an sometiendo las probetas a 4arios olpes de intensidad creciente, como en el ensayo de impacto con ca#da de bola y el ensayo de impacto con olpe repetido$ 2a resiliencia al impacto y la dure3a con rebote de proyectil se determinan en ensayos de impacto no destructi4os$ Ener#a de impacto Es la ener#a necesaria para romper una parte sometida a una cara de cho!ue como en un ensayo de impacto$ &esistencia al impacto Ener#a necesaria para romper una probeta sometida a una cara de cho!ue, como en un ensayo de impacto$ Es una indicaci1n de la dure3a del material$ 5éndulo de Charpy El péndulo de Charpy se utili3a en ensayos para determinar la tenacidad de un material$ El péndulo cae sobre el dorso de la probeta y la parte$ 2a di6erencia entre la altura inicial del péndulo (h) y la 7nal tras el impacto (h8) permite medirla ener#a absorbida en el proceso de 6racturar la probeta$ En estricto rior se mide la ener#a absorbida en el 9rea deba:o de la cur4a de cara, despla3amiento !ue se conoce como resiliencia$ 2a tenacidad es la ener#a total !ue absorbe un material antes de alcan3ar la rotura, por acumulaci1n de dislocaciones$
Cuando un material presenta mayor resiliencia !ue otro, eneralmente presenta mayor tenacidad$ *in embaro, dicha relaci1n no es lineal$ 2a tenacidad corresponde al 9rea ba:o la cur4a de un ensayo detracci1n entre la de6ormaci1n nula y la de6ormaci1n correspondiente al l#mite de rotura$ 2a resiliencia es la capacidad de almacenar ener#a en el periodo el9stico, y corresponde al 9rea ba:o la cur4a del ensayo de tracci1n entre la de6ormaci1n nula y el l#mite de /uencia$ Ensayo I3od Ensayo para determinar la dure3a, o la tendencia de un material para resistir rotura al ser sometidas a cho!ue repentino$ *e trata de muescas en la probeta de ensayo, su:etando un e0tremo (en una con7uraci1n de 4ia en 4oladi3o) y olpear el otro e0tremo para !ue se rompa$ 'E*D&&O22O E5E&IME%TD2 5ara lle4ar a cabo la prueba de impacto a pol#meros se prepararon = muestras de este material como se describe a continuaci1nF 5ara la preparaci1n de la muestra testioF 5ara la preparaci1n de la muestra de s#lice (=G)F 5ara la preparaci1n de la muestra de s#lice (@;G) 5ara la preparaci1n de la muestra de yute (HG) 7bra 2D&DF 5ara la preparaci1n de la muestra de yute (HG) 7bra CO&TDF *e pesa en la balan3a ranataria ;$@A r$ de yute en tiras cortas
*e pesa en la balan3a *e deposita en ranataria ? el molde y se r$de:a desecar resina *e pesa en la balan3a ranataria ;$@A *e pesa en la r$ de yute en tiras laras balan3a
*e pesa en;$<= la ranataria balan3a de s#lice el ser$ introduce yute para lueo ranataria ;$? cubrir con el r$ de s#lice resto de la
*e pesa en la balan3a ranataria >$B> r$ de resina
*e le arean ? otas de catali3ador
*e pesa en la *ebalan3a pesa en la ranataria >$B> balan3a r$ de resina y *e pesa enalla se area ranataria s#lice >$>=
r$ balan3a de resina y ranataria se area >$< al r$ des#lice resina y y se de:a secar se area al s#lice
*e le arean ? otas de catali3ador a la resina con el yute
*e me3cla
*e le arean ? otas de *e le areanse? catali3ador, me3cla
otas de *e le areanse? catali3ador, otas de me3cla catali3ador, se me3cla
*e me3cla
*e deposita en el molde y se de:a secar *e deposita en el molde
el molde y se *ede:a deposita secaren el molde y se de:a secar
na 4e3 secas las muestras se coloca la primera muestra en la m9!uina de impacto la cual consiste en una base donde se colocan las muestras, el martillo para la prueba de impacto, un sistema electr1nico !ue reistra la ener#a utili3ada en el impacto, el orden de los ensayos de impactos de las muestras es como se indica en la tabla siuiente$ &E*2TD'O* Tabla de ensayo de impacto a pol#meros
Muestras
@ H < A =
testio Kibra corta Kibra lara *#lice =G *#lice @;G
Ener#a inicial (H$??@H J) B$E$ (J) Ener#a absorbida en la 6ractura *@ ( Jm) ;$;A;= $;HA ;$@<=A H?$;; ;$A> @$@ ;$;A>H $H<;A ;$;HH =$A@;
CE*TIO%D&IO Lué es un ensayo de impactoN *e utili3an en inenier#a de pol#meros para estudiar la tenacidad de un material$ Este material puede ser un pol#mero, un copol#mero o un pol#mero re6or3ado$ 2as pruebas mec9nicas pertenecen al rupo de pruebas mec9nicas din9micas$ LCu9ntos tipos de ensayo de impacto e0istenN
2os ensayos de resistencia al impacto se di4iden en dos clasesF ensayos de ca#da de masa y ensayos de péndulo LCu9l es la di6erencia entre los ensayos de impacto para pol#meros, materiales cer9micos y met9licosN 5ara materiales cer9micos se hacen ensayos para la caracteri3aci1n 6#sica, mineral1ica y mec9nica de materiales cer9micos mediante técnicas y métodos espec#7cos usando e!uipo de +ltima eneraci1n como 'i6ractometro de rayos 0 y microscopio electr1nico de barrido con sistema de an9lisis elemental$ 5ara materiales met9licos se hace Control de Calidad$ En productos o procesos en los cuales se pueda haber modi7cado la estructura 6#sica o !u#mica del material (uniones soldadas, tratamientos térmicos, 6undici1n)$ Dn9lisis de Kallas$ &oturas 6r9iles, d+ctiles o por 6atia" arietamientos" pérdida de propiedades mec9nicas$ Identi7caci1n de materiales met9licos desconocidos$ D tra4és de an9lisis !u#mico por espectrometr#a y e4aluaci1n de propiedades mec9nicas$ 5ara pol#meros se hacen pruebas de &esistencia Mec9nica en Tensi1n$ En productos semielaborados o productos 7nales, de acuerdo a %orma I%E% o D*TM$ &esistencia al Impacto$ en productos o procesos en los cuales se pueda haber modi7cado la estructura 6#sica o !u#mica del material (uniones soldadas, tratamientos térmicos, 6undici1n)$ Caracteri3aci1n$ D tra4és de técnicas de Calorimetr#a de Barrido 'i6erencial ('*C) y Termora4imetr#a *imult9nea 'i6erencial (*'T)$ CO%C2*IO%E* Con base a los resultados obtenido se concluye !ueF P 2a muestra con mayor resistencia al impacto con ;$A> J, es la !ue contiene la 7bra alarada !ue une ran parte de la muestra y, aun!ue se 6ractura, ésta se mantiene unida debido al ordenamiento de las 7bras laras, esta caracter#stica en su estructura le da mayor resistencia al impacto$ P 2a seunda muestra m9s resistente al impacto es la !ue contiene 7bra corta con ;$@>=A :, cuya estructura, as# como la muestra anterior, ha ayudado a mantener unida la muestra aun!ue se 6racture$ P 2a tercera muestra es la !ue contiene s#lice al =G con una resistencia de ;$A>H J, la cual es menor !ue las !ue contienen 7bra$ P 2a cuarta es la muestra testio con una resistencia de ;$;A;= J$ P 2a !uinta es la !ue contiene s#lice al @;G con una resistencia al impacto de ;$;HH J$
Con estos resultados obser4amos !ue la 7bra 6a4orece la resistencia al impacto y la s#lice, por otro lado, aporta una menor resistencia al impacto al material, es decir a mayor s#lice menor resistencia al impacto y !ue a mayor 7bra se tiene mayor resistencia al impacto$ También el orden en el !ue se colocaron las 7bras 6a4oreci1 la resistencia al impacto debido a !ue, ba:o es6uer3os, la probeta puede e0perimentar una mayor de6ormaci1n pl9stica$ BIB2IO&DKQD D4ner, *$ (@)$ Introducci1n a la metaluria 6#sica$ Mé0icoF Mcra-.ill$ I%*T&O%$ (s$6$)$httpF---$instron$com$ar-ahomede6aultResRar$asp0 &esistencia de Materiales$ MadridF E*5D*DCD25E, *$D$
