Ensayo De Impacto Charpy

Universidad de Chile

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

Departamento de Ciencia de los Materiales

Informe de Ciencia de los Materiales.

Código Curso: CM3201.

Informe Laboratorio B.

Ensayo de Charpy y diferentes temperaturas.

Nombre: Gonzalo Sepúlveda Ramírez.

Grupo: 8

Sección: 1

Ayudante: María Francisca Rubilar.

Fecha Realización: 02 de mayo de 2012.

Fecha Entrega: 09 de mayo de 2012.

Resumen Ejecutivo.

En este laboratorio se estudió el efecto que tiene la temperatura sobre la tenacidad y dureza del acero a dos temperaturas distintas. Para ello se utilizaron dos probetas de acero SAE 1020, una a -35°C y otra a temperatura ambiente, 23°C.

Para medir la tenacidad se realizó el ensayo de Charpy y para medir la dureza se utilizó un durómetro portátil.

El ensayo de Charpy consiste en la ruptura de una probeta entallada mediante la aplicación de un impacto con un martillo. En este ensayo se mide la energía absorbida por el material al deformarse y romperse. Los resultados de este ensayo arrojaron que la probeta que se encontraba a menor temperatura tenía una menor tenacidad que la que se encontraba a mayor temperatura.

Por otra parte, de las mediciones de dureza se obtuvo que la probeta que se encontraba a menor temperatura presentaba una mayor dureza que la que se encontraba a mayor temperatura.

Estos resultados son los esperados de acuerdo con la teoría, la cual dice que el acero al disminuir su temperatura presenta una disminución de su tenacidad debido al cambio de tipo de fractura (de dúctil a frágil) y un aumento de su dureza.

Los valores de dureza obtenidos a pesar de que se encontraban dentro de los valores relativos esperados, se encontraban dispersos. Esto pudo ser causado por los errores que se cometieron al realizar las mediciones y a la superficie irregular de las probetas.

En conclusión, se puede decir que es muy importante saber los efectos que tiene la temperatura sobre estas propiedades mecánicas del acero, pero en particular es importante notar el efecto que tiene sobre la tenacidad, ya que es importante tener esto en cuenta al momento de utilizar el acero en un lugar donde hayan bajas temperaturas por razones de seguridad.  

Índice.

Página

Introducción ..……………………………………………………………. 4

Marco teórico ……………………………………………………………. 5-7

Metodología ……………………………………………………………… 8

Resultados y discusión …………………………………………………. 9-10

Conclusiones …………………………………………………………….. 11

Bibliografía ……………………………………………………………….. 12

Introducción.

En el siguiente informe, se expondrán los resultados obtenidos luego de la realización del laboratorio B “Ensayo de Charpy a diferentes temperaturas”, del curso Ciencias de los Materiales.

Este laboratorio tiene por objetivo observar la influencia de la temperatura en la tenacidad y dureza del acero. Para ello se realizará un ensayo de Charpy a dos probetas de acero SAE 1020 para medir su tenacidad a dos temperaturas distintas, y se medirá su dureza mediante la utilización de un durómetro.

Para poder comprender de mejor forma este laboratorio, es que se presentará un marco teórico a continuación, con el fin de que el lector se interiorice en los conceptos de dureza y tenacidad, además de comprender el funcionamiento de un ensayo de Charpy.

Marco teórico.

Dureza.

La dureza de un material, consiste en la resistencia u oposición a la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, la deformación, entre otras características. También puede definirse como la cantidad de energía que absorbe un material ante un esfuerzo antes de romperse o deformarse. A continuación nombraremos cuatro tipos de ensayos:

• Ensayo de Brinell:

Para realizar este ensayo, se comprime una bola de acero templada, contra el material a ensayar con una fuerza P, después de liberar la carga se mide el diámetro de la huella con un dispositivo amplificador óptico. Para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar. La dureza Brinell es un valor adimensional, pero se utiliza la unidad HB para hacer referencia al tipo de ensayo.

• Ensayo de Rockwell:

Para realizar este ensayo, se utiliza una punta de un cono de diamante (en algunos casos bola de acero), deduciéndose la fuerza Rockwell, como la profundidad conseguida en la penetración. En ella se obtiene la profundidad en la escala del aparato directamente como la dureza Rockwell C (HRc) cono o la Rockwell B (HRb) bolita.

Este es el ensayo más extenso, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales. Se suele considerar un ensayo no destructivo por el pequeño tamaño de la huella.

• Ensayo de Vickers:

Para realizar este ensayo, se utiliza como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular. La dureza Vickers (HV) se calcula partiendo de la fuerza en Newton y de la diagonal en milímetros cuadrados de la huella de la pirámide. Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la escala Brinell.

• Ensayo de Mohs:

En mineralogía se utiliza la escala de Mohs, creada por el austríaco Friedrich Mohs en 1820, que mide la resistencia al rayado de los materiales.

Tenacidad.

En ciencia de materiales, la tenacidad es la energía total que absorbe un material antes de alcanzar la rotura, por acumulación de dislocaciones, está directamente relacionada con la resistencia y ductilidad. Por ejemplo, el vidrio, el hierro fundido y el acero endurecido son poco tenaces, porque sus ductilidades son muy bajas y en algunos casos casi cero, aunque tienen una buena resistencia (bastantes duros). Un metal como el cobre es bastante tenaz, pues tiene una buena resistencia y buena ductilidad. Mientras que una "goma de mascar" tiene menos tenacidad, ya que aunque la ductilidad es enorme su resistencia es muy baja.

Ensayo de Charpy.

El ensayo de Charpy, es un dispositivo a modo de péndulo (figura 1) ideado por Georges

...