CIENCIA DE MATERIALES

MARTA ALESÓN MALO

CURSO 2015 / 2016

CIENCIA DE MATERIALES

PRÁCTICA 5.- ENSAYOS PÉNDULO CHARPY Y ENSAYO

DE FLUENCIA

28/10/2015 PRÁCTICA 5.- ENSAYOS CON PÉNDULO CHARPY Y ENSAYO DE FLUENCIA

CIENCIA DE MATERIALES

● INTRODUCCIÓN:

El péndulo de Charpy es un péndulo ideado por Georges Charpy que se utiliza en ensayos

para determinar la tenacidad de un material. Son ensayos de impacto de una probeta

entallada y ensayada a flexión en 3 puntos. El péndulo cae sobre el dorso de la probeta y

la parte.

La diferencia entre la altura inicial del péndulo (h) y la final tras el impacto (h') permite

medir la energía absorbida en el proceso de fracturar la probeta. En estricto rigor se mide

la energía absorbida en el área debajo de la curva de carga, desplazamiento que se

conoce como resiliencia.

En esta práctica vamos a utilizar el péndulo Charpy para realizar dos ensayos por

choque diferentes.

28/10/2015 PRÁCTICA 5.- ENSAYOS CON PÉNDULO CHARPY Y ENSAYO DE FLUENCIA

CIENCIA DE MATERIALES

● MATERIALES:

Para la realización de esta práctica utilizaremos los siguientes

materiales:

- La máquina del Péndulo de Charpy.

- Una probeta cilíndrica con rosca.

- Dos probetas planas con entalla en U.

- Un calibre.

● REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA:

1) ENSAYO NO NORMALIZADO DE TRACCIÓN POR CHOQUE:

Para la realización de este ensayo usaremos el péndulo Charpy y

una probeta cilíndrica normalizada de acero que mediremos antes

de comenzar, para poder observar los resultados al terminar

nuestro ensayo.

Primero colocamos la probeta roscándola en la parte superior del

péndulo de Charpy y colocamos la pieza que ejerce de tope

roscándola por el otro extremo.

A continuación subimos el péndulo hasta que nos indique que

está en la fuerza máxima de 300J y soltamos el péndulo para que

golpee y rompa la probeta. Por último recogemos la probeta rota y

procedemos a tomar medidas y apuntamos el valor de la energía

absorbida expresada en Julios.

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2) ENSAYO DE IMPACTO O DE FLEXIÓN DINÁMICA:

Este ensayo también lo realizaremos con el péndulo Charpy. Pero

en este caso vamos a utilizar una probeta plana de entalla en U.

Para realizar el ensayo lo primero que tenemos que hacer es

cambiar las mordazas del péndulo, porque esta probeta no se rosca

a la parte superior del péndulo, sino que se coloca sobre unas

mordazas en la parte inferior.

Una vez colocadas las mordazas y situada la probeta en su

posición, subimos el péndulo hasta que nos indique la fuerza de

300 J y soltamos el péndulo para que golpee y rompa nuestra

probeta. Después recogemos la probeta, tomamos sus medidas y

apuntamos el valor de la energía absorbida.

Por último colocamos sobre las mordazas otra probeta igual que la

anterior y repetimos de nuevo el ensayo.

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3) ENSAYO DE FLUENCIA:

Este ensayo no lo vamos a realizar ya que se necesitaría esperar mucho tiempo del que

no disponemos.

El ensayo de fluencia consiste en la deformación plástica que tiene lugar a temperatura

elevada bajo la acción de una carga constante aplicada durante un largo período de

tiempo y a una temperatura fija.

Este ensayo afecta de forma muy diferente en función del material que sea, por

ejemplo, en los materiales cerámicos se produce a temperaturas más elevadas que en los

polímeros.

28/10/2015 PRÁCTICA 5.- ENSAYOS CON PÉNDULO CHARPY Y ENSAYO DE FLUENCIA

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● CÁLCULOS:

Tras haber realizado los dos ensayos y haber tomado las medidas de las probetas antes y

después de los ensayos, procedemos a realizar los cálculos de cada uno de los ensayos.

1) ENSAYO NO NORMALIZADO DE TRACCIÓN POR CHOQUE:

Lo = 65,5 mm Øo = 6 mm Lf = 75,7 mm Øf = 4,1 mm

Eabsorbida = 170 J Emáx = 300 J = 30kgm

A = 𝐿𝑜𝑓 − 𝐿𝑜

𝐿𝑜 x 100 =

75,7 − 65,5

65,5 x 100 → A = 15,57 % .

Z = Ø𝑜𝑓 − Ø𝑜

Ø𝑜 x 100 =

4,10 − 6

6 x 100 → Z = 31,67 % .

Resiliencia = 𝐸𝑎𝑏𝑠

𝜋 ∙ 𝑙 ∙ 𝑟2 = 170

∙ 32 ∙65,5 → Resiliencia = 0,092 J/mm3 .

2) ENSAYO DE IMPACTO O DE FLEXIÓN DINÁMICA:

Este ensayo se ha realizado con la probeta de entalla en U y por tanto, los cálculos se

realizan según la norma:

● Como se suministra la energía máxima :

E máx = Esuministrada = 300 J Eabsorbida = K {𝑈𝑉} → KU = 50 J .

E máx = Esuministrada = 300 J Eabsorbida = K {𝑈𝑉} → KU = 125 J .