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VICTOR JAVIER GALILEA ALSASUA | 08/11/2015

CIENCIA DE MATERIALES

Ensayo de tracción por choque

normalizado y ensayo de fluencia.

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1. Finalidad de la práctica y Material empleado

Para la realización de la cuarta práctica “El ensayo de tracción por choque normalizado y

ensayo de fluencia” utilizaremos:

Una probeta cilíndrica de acero F1150 C45 con: L0 = 70 mm, ∅ = 6 mm y Roscada.

Una probeta tipo Charpy con estalla es u: S = 10 x 10 mm2 y L0 = 55 mm.

Calibre

Máquina de ensayo

En dicha práctica realizaremos el ensayo de flexión por impacto a causa del péndulo Charpy. La

finalidad de dicha práctica es poder observar las propiedades de un metal en una acción

determinada: la tensión-deformación. No obstante también sabremos lo que ocurre en el

ensayo de fluencia.

Para la buena realización de esta cuarta práctica debemos seguir un orden, dicho orden es el

siguiente: Tracción por choque, flexión dinámica de impacto Charpy (con la realización de dos

pruebas) y el ensayo de fluencia.

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2. Realización del ensayo.

1) Comenzaremos con la Tracción por choque mediante el péndulo Charpy, para ellos usaremos: la probeta cilíndrica y el péndulo Charpy.

Dicha probeta cilíndrica la colocaremos longitudinalmente sobre los apoyos del péndulo para

seguidamente lo dejaremos caer desde una altura determinada por la energía que se creará

por el impacto. De esta manera la probeta sujetada en uno de los extremos del péndulo fallará

por rotura de tracción. Gracias a esto podremos determinar su alargamiento.

𝐴𝑙𝑎𝑟𝑔𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 → 𝐴% = 𝐿𝑓 − 𝐿0

𝐿0 𝑥 100 =

77 − 70

70𝑥 100 = 10%

𝐸𝑥𝑡𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖ó𝑛 → 𝑍% = ∅𝑓 − ∅0

∅0 𝑥 100 = |

4 − 6

6| 𝑥 100 = 33,333%

𝑅𝑒𝑠𝑖𝑙𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝐸𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎

𝑉𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 =

𝐸𝑎

𝜋 ∗ 𝑟02 ∗ 𝐿0

= 130

𝜋 ∗ 32 ∗ 70= 0,065

𝐽𝑚𝑚3⁄

2) Para el segundo paso “Flexión dinámica de impacto Charpy” usaremos una probeta apoyada sobre la mesa de máquina y de forma que la entalladura este en el lado opuesto al que se recibirá el impacto. A la hora de la rotura por el impacto del péndulo mientras desciende sobre la parte trasera de la entalla. Se determinará primero cual será la energía de impacto que íbamos a impartir sobre la probeta y se calibra la altura del péndulo, antes de que caiga, en función de esta energía.

Observaremos tres tipos de resultado:

1) 𝐸. 𝑆𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 = 𝐸. 𝑀𝑎𝑥 = 300𝐽 → 𝐾 + 𝑡𝑖𝑝𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎 (𝑈) =𝐸. 𝐴𝑏𝑠 (𝐽𝑢𝑙𝑖𝑜𝑠)

2) 𝐸. 𝑆𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 < 𝐸. 𝑀𝑎𝑥 → 𝐾 + 𝑡𝑖𝑝𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎 (𝑈) + 𝐸. 𝑆𝑢𝑚 =𝐸. 𝐴𝑏𝑠 (𝐽𝑢𝑙𝑖𝑜𝑠)

3) Sección de probeta reducida → 𝐾 + 𝑡𝑖𝑝𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎 (𝑈) +𝐸. 𝑆𝑢𝑚.

𝐿𝑎𝑑𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛⁄ = 𝐸. 𝐴𝑏𝑠 (𝐽𝑢𝑙𝑖𝑜𝑠)

Anteriormente hemos comentado que en esta tercera parte realizaríamos dos pruebas.

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Primera prueba:

𝐸. 𝑆𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 = 300𝐽 → 𝐸. 𝐴𝑏𝑠 = 130𝐽 → 𝐾𝑈 = 130𝐽

Segunda prueba:

𝐸. 𝑆𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 = 100𝐽 → 𝐸. 𝐴𝑏𝑠 = 80𝐽 → 𝐾𝑈100 = 80𝐽

3) Para este último paso “El ensayo de fluencia” someteremos el material a una tensión

constante prolongada o a una carga de compresión a una temperatura constante. Utilizaremos

intervalos de tiempo específicos dónde podremos observar la deformación y trazaremos un

diagrama de fluencia y tiempo siendo la pendiente de la curva en cualquier punto dónde

coincidirá con la velocidad de la fluencia.

Si se diera el caso de que existiera algún fallo en la probeta, el ensayo se dará por finalizado y

se registrará el momento exacto de la rotura. Si no se rompiera se podrá medir la recuperación

de la fluencia.

Para poder saber la relajación de esfuerzos del material, la probeta se deforma una cantidad

determinada y se registrará la disminución del esfuerzo durante un tiempo largo de exposición

a temperatura constante.