Informe de la práctica 5 de la asignatura Ciencia de Materiales.

1. 26-11-2016
Flexión Dinámica por choque Charpy y Ensayo
de Chispa
CIENCIA DE MATERIALES
Miguel García Alonso
Grado en Ingeniería Mecánica

2. 26-11-2016
EL PÉNDULO DE CHARPY:
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 utilizaremos el péndulo de Charpy para realizar dos ensayos:
 Ensayo de tracción no normalizado
 Ensayo de flexión dinámica

3. 26-11-2016
MATERILES UTILIZADOS
 Péndulo de Charpy
 Probeta cilíndrica de acero
 Probetas de acero con entalla en U en medio
 Calibre
ENSAYO DE TRACCIÓN NO NORMALIZADO
Para llevar a cabo el ensayo de tracción no normalizado vamos a utilizar el péndulo de
Charpy y una probeta cilíndrica de acero que mediremos antes de comenzar para
luego poder obtener unos resultados al concluir el ensayo.
Colocamos la probeta cilíndrica roscándola por un extremo en la parte superior del
péndulo Charpy y en el otro extremo colocamos una pieza que ejerce de tope.
Debemos subir el péndulo hasta que se nos indique que hemos alcanzado la energía
máxima (300J). Una vez llegado a ese punto, lo soltamos para que caiga y, al golpear
la probeta, la rompa.
Por último, debemos anotar el valor de la energía absorbida en el ensayo y recoger la
probeta rota para tomar las medidas necesarias.
Ensayo 1:
ℎ𝑜 = 66𝑚𝑚 ℎ𝑓 = 75𝑚𝑚
Ø𝑜 = 6𝑚𝑚 Ø𝑓 = 3,51𝑚𝑚
𝐸 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎 = 154𝐽 𝐸 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 = 300𝐽
𝑅𝑒𝑠𝑖𝑙𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =
𝐸 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎
𝜋 ∗ 𝑟𝑜2 ∗ ℎ𝑜
=
154
𝜋 ∗ 32 ∗ 66
= 0,082𝐽/𝑚𝑚2
𝐴 =
ℎ𝑓 − ℎ𝑜
ℎ𝑜
∗ 100 =
75 − 66
66
∗ 100 = 13,63%
𝑍 =
Ø𝑓 − Ø𝑜
Ø𝑜
∗ 100 =
3,51 − 6
6
∗ 100 = 41,15%
Ensayo 2:
ℎ𝑜 = 63𝑚𝑚 ℎ𝑓 = 72,5𝑚𝑚
Ø𝑜 = 6𝑚𝑚 Ø𝑓 = 3𝑚𝑚

4. 26-11-2016
𝐸 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎 = 130𝐽 𝐸 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 = 300𝐽
𝑅𝑒𝑠𝑖𝑙𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =
𝐸 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎
𝜋 ∗ 𝑟𝑜2 ∗ ℎ𝑜
=
130
𝜋 ∗ 32 ∗ 63
= 0,072𝐽/𝑚𝑚2
𝐴 =
ℎ𝑓 − ℎ𝑜
ℎ𝑜
∗ 100 =
72,5 − 63
63
∗ 100 = 15,08%
𝑍 =
Ø𝑓 − Ø𝑜
Ø𝑜
∗ 100 =
3 − 6
6
∗ 100 = 50%
ENSAYO DE FLEXIÓN DINÁMICA
Para llevar a cabo el ensayo de flexión dinámica también vamos a utilizar el péndulo
de Charpy. En este caso utilizaremos, en vez de una probeta cilíndrica, probetas de
acero con entalla en U en medio.
Lo primero que haremos será cambiar las mordazas del péndulo puesto que, esta vez,
las probetas se colocan sobre unas mordazas en la parte inferior del péndulo.
Una vez hemos colocado la probeta adecuadamente, subiremos el péndulo hasta que
se nos indique que hemos alcanzado la energía máxima (300J) y lo soltaremos para
que este golpee la probeta y la rompa. Después, tomaremos las medidas necesarias
de la probeta rota y anotaremos el valor de la energía absorbida durante el ensayo.
En este ensayo podemos obtener tres tipos de resultados:
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 𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛
=
𝐸. 𝐴𝑏𝑠 (𝐽𝑢𝑙𝑖𝑜𝑠)

5. 26-11-2016
Ensayo 1:
𝐸. 𝑆𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 = 300𝐽 → 𝐸. 𝐴𝑏𝑠 = 60𝐽 → 𝐾𝑈 = 60𝐽
𝐾𝑈 = 300 + 60 − 300 = 60𝐽
Ensayo 2:
𝐸. 𝑆𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 = 250𝐽 → 𝐸. 𝐴𝑏𝑠 = 128𝐽 → 𝐾𝑈 = 78𝐽
𝐾𝑈 = 250 + 128 − 300 = 78𝐽

6. 26-11-2016
ENSAYO DE CHISPA
Sirve para identificar muestras de acero indefinidas dentro de un conjunto de aceros
comerciales posibles tabulados en un prontuario metalotécnico.
El prontuario metalotécnico es un libro que asigna a cada tipo de acero los nombres de
los aceros comerciales de distintos países.
Utilizando una esmeriladora mecanizada de alta velocidad y una probeta, le aplicamos
cierta presión a la muela del esmeril y esta emitirá ciertos destellos o estelas
características del acero que variarán según la cantidad de carbono que contiene la
probeta.
En nuestro ensayo tenemos 3 probetas (dos son iguales), las cuales son F521 y F115.
Para sabes cuál es cada una de ellas se busca en el prontuario los aceros comerciales
correspondientes a F521 y F115 los cuales son HEVA FC Y HEVA TM.
Al realizar el ensayo se puede observar que la chispa de una de las probetas en
notablemente más largar y brillante que la otra. Al comprobar con las muertas de los
aceros obtenemos que:
TM → CHISPA LARGA (1 muestra)
FC → CHISPA CORTA (2 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎𝑠)