Ensayo Charpy

1. Actividad#05
Nombre: Deisbis Raul Gonzalez MirandaC:I: 13797127
Seccion: LAM613 SAIAB
Prof: Daniel Duque
Cabudare, 03 de Febrero del 2018

2.  Nota refencial: Augustin Georges Albert Charpy (
1865-1945), metalurgista Frances, habiendo estudiado
química fue uno de los pioneros en su ciudad natal, y fue
muy productivo en este campo, desarrollo el primer
horno de resistencia de platino y el acero al silicio que se
emplea en forma rutinaria en los equipos eléctricos
modernos así como el ensayo de impacto que lleva su
nombre.
Según el texto Introducción a la Ciencia de Materiales para
Ingenieros Autor: James F. Sjackelford
Energía de Impacto: La energía de impacto o energía necesaria para romper una
probeta normalizada, sometida a una carga de impacto es una analogía similar de
la tenacidad, la forma mas común de medirla es a través del ensayo Charpy, el
principio es muy sencillo, la energía necesaria para romper la probeta se calcula a
partir de la diferencia de la altura inicial y final del péndulo oscilante , para poder
controlar el proceso de rotura se mecaniza una entalla, con el objetivo de producir
CONCENTRACION DE TENSIONES en la cara de la probeta sometida a la
máxima tensión de tracción, el resultado neto consiste en someter a la muestra
deformación elástica, deformación plástica y rotura en una rápida sucesión, en
realidad el ensayo Charpy completa rápidamente un ensayo de tracción, la
energía de impacto se puede correlacionar con el area total encerrada bajo la
curva tensión-deformación, es decir la tenacidad.

3. Tenacidad y Prueba de Impacto: ( Fundamentos de la
Ciencia e
Ingeniería de los Materiales, Autor: William F. Smith)
La tenacidad es una medida que el material puede absorber antes de fracturarse,
esta propiedad es de importancia en la ingeniería cuando se considera la
capacidad que tiene un material para soportar un impacto sin que se produzca la
fractura, uno de los métodos mas simples para la medida de tenacidad es la
prueba de impacto; de esta manera para realizar la prueba se coloca una probeta
Charpy con una muesca en V de modo transversal a los brazos paralelos de la
maquina, seguidamente se suelta el péndulo pesado desde una altura
determinada, el cual golpea a la probeta en su trayectoria descendiente,
fracturándola; por tanto así conocida la masa del péndulo y las diferencias entre

4. las alturas inicial y final, se determina la energías presente en el proceso de
fractura.
Según el texto Introducción a la Ciencia de Materiales
para Ingenieros Autor: James F. Sjackelford.
La tenacidad a fractura se ha invertida en la cuantificación de la naturaleza de los
fallos como Los Desastres de los Barcos Liberty , el termino mecánica de
fractura ha venido a significar el análisis general del fallo de materiales
estructurales con defectos preexistentes, el concepto microscópico de tenacidad
indicado por K1c es consistente con el que ponen de manifiesto las medidas
microscópicas de los ensayos de tracción e impacto.
Tenacidad de Fractura: las pruebas de impacto facilitan datos
comparativos cuantitativos mediante probetas y equipos relativamente simples, sin
embargo estos ensayos no proporcionan los datos adecuados para el diseño de
secciones de materiales que contienen fisuras o defectos, estos tipos de datos se
obtienen a partir de la disciplina de la mecánica de la fractura en la cual se

5. realizan análisis teóricos y experimentales de la fractura de materiales
estructurales que contiene fisuras o defectos preexistentes.
La FRACTURA DE UN METAL se inicia en el punto en que la concentración de
esfuerzos es la mas elevada , como puede ocurrir por ejemplo en la punta de una
fisura. Se ha encontrado que la intensidad de esfuerzo en la punta de una fisura
depende del esfuerzo aplicado y de la amplitud de la fisura. El factor intensidad-
esfuerzo K1 se utilila para expresar la combinación de los efectos de esfuerzo en la
punta de la fisura y la longitud de la misma :
Donde
K1= factor de intensidad de esfuerzos
Y=constante geométrica adimensional
α= longitud de la fisura en el borde o la mitad de la longitud de la fisura interna
σ= esfuerzo nominal aplicado.
El valor critico del factor de intensidad de esfuerzos que causa la falla se
denomina tenacidad de fractura K1c del material.
Los valores de tenacidad de fractura son muy útiles en diseño mecánico sobre
todo cuando se trabaja sobre todo cuando se trabaja con materiales de tenacidad
o ductilidad limitada como son las aleaciones de aluminio de alta resistencia, el
acero y las aleaciones e titanio.
La combinación de propiedades como una elevada resistencia y una Ductilidad
importante viene a constituir una típica definición de tenacidad, por tanto se
concluye según area bajo la curva tensión-deformación tres posibles escenarios:
1. Elevada resistencia, baja ductilidad implica baja Tenacidad.
2. Elevada resistencia, elevada ductilidad implica alta tenacidad.
3. Baja resistencia, elevada ductilidad implica baja tenacidad
K1= Y*σ*√л*α

7. Según el texto, Fundamentos de Ingeniería y ciencia de
los Materiales, Autor: Donald R Askeland.
Propiedades obtenidas a partir de ensayos de impacto:
 Temperatura de transición de Dúctil a Frágil: (TTDF) por sus siglas es la
temperatura a qla que la fractura del material cambia de dúctil a frágil,
puede definirse por medio de la energía promedio entre las regiones dúctil
y frágil en alguna energía absorbida especifica o por alguna aparición de
una fractura característica de esta manera un material sometido a un golpe
de impacto durante el servicio debe de tener una temperatura de transición
por debajo de la temperatura ambiente del material.
 Sensibilidad a la Muesca: Las muescas ocasionada por el maquinado, una
fabricación o un diseño deficiente, concentra los esfuerzos y reduce la
tenacidad de los materiales, la sensilidad a la muesca de un material puede
evaluarse comparando la energía absorbida de la probeta con y sin
muescas.
 Relación con el Diagrama esfuerzo-Deformación: La energía requerida
para romper un material durante un ensayo de impacto, no siempre esta
relacionada con la tenacidad a la tensión , es decir el área contenida dentro

8. del diagrama esfuerzo real- deformación real. Con frecuencia los ingenieros
consideran el área bajo la curva esfuerzo-deformación como la tenacidad a
la tensión, sin embargo no siempre es el caso cuando las velocidades de
deformación son altas, por tanto la velocidad de deformación puede
cambiar la (TTDF), las cerámicas y muchos compuestos por lo regular
tienen una tenacidad pobre aun cuando tienen resistencia alta debido a que
virtualmente no muestran ductilidad estos materiales muestran tenacidad a
la tensión y al impacto, pobres

9. Según el texto, Resistencia de Materiales, Autor: Robeth
L mott
Tenacidad y Energía de Impacto: es la capacidad de absorber energía aplicada
sin falla, las partes sometidas a cargas choques o impactos repentinamente
aplicada requieren de un alto nivel de tenacidad, se atizan varios métodos para
medir la cantidad de energía requerida, el valor de absorción de energía obtenido
se conoce como energía o resistencia al impacto, depende de la naturaleza de la
muestra de prueba en particular de su geometría .
Resiliencia:
En ingeniería , se llama resiliencia de un material a la energía de deformación
(por unidad de volumen) que puede ser recuperada de un cuerpo deformado

10. cuando cesa el esfuerzo que causa la deformación. La resiliencia es igual al
trabajo externo realizado para deformar un material hasta su límite elástico
Se diferencia de la tenacidad en que ésta cuantifica la cantidad de energía
almacenada por el material antes de romperse, mientras que la resiliencia tan sólo
da cuenta de la energía almacenada durante la deformación elástica. La relación
entre resiliencia y tenacidad es generalmente creciente; es decir, cuando un
material presenta mayor resiliencia que otro, generalmente presenta mayor
tenacidad. Sin embargo, dicha relación no es lineal. La tenacidad corresponde al
área bajo la curva de un ensayo de tracción entre la deformación nula y la
deformación correspondiente al límite de rotura (cuando el material se rompe).La
resiliencia es la capacidad de almacenar energía en el periodo elástico, y
corresponde al área bajo la curva del ensayo de tracción entre la deformación nula
y el límite de proporcionalidad elástica del material.
Diferencia entre Tenacidad y Resiliencia
Es importante conocer bien la diferencia ya que son términos parecidos y puede
llevar a errores.
La tenacidad es la cantidad de energía absorbida por el material justo antes de
romperse (cuando rompe). La resiliencia nos dice la energía almacenada durante
la deformación elástica. Un material puede sobrepasar su límite de resiliencia y
seguir deformándose (ahora permanentemente) sin romperse. Una vez llega a la
rotura, esa será su tenacidad.
Normalmente un material tenaz (mucha fuerza para romperlo) suele tener mucha
resiliencia.
 Importante
Tenacidad: Una medida de la habilidad de un material para absorber
energía sin fractura.
Resiliencia: Una medida de la habilidad de un material para absorber
energía sin deformación plástica o permanente.