Este documento describe una práctica de laboratorio sobre la prueba de impacto Charpy. El objetivo general era comparar la conducta de un mismo material sometido a diferentes tratamientos térmicos mediante esta prueba. Se explican los componentes, procedimiento y teoría del ensayo Charpy, incluyendo detalles sobre la máquina, probetas, efectos de la velocidad de deformación y temperatura. Las conclusiones fueron que la resistencia al impacto puede valorarse con esta prueba y que los materiales tienden a ser más frágiles a bajas

1. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE
AMBATO
FACULTAD DE INGENIERIA Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA
INGENIERIA DE MATERIALES I
PRACTICA N° 4
NOMBRE: Daniel Aldás
Wilmer Cabascango
Carlos Changoluisa
FEHCA DE EJECUCION:14/07/2 014
FECHA DE ENTREGA: 21/07/2 014

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SEMESTRE:CUARTO
PARALELO: “A”
1. TEMA.-
“ENSAYO EN EL PÉNDULO CHARPY”
2. OBJETIVOS
2.1. General
Comparar la conducta del mismo material, sometidos a distintos tratamientos
térmicos, frente al ensayo de impacto de Charpy.
2.2. Específicos
a) Valorar la resistencia del material a cargas de impacto.
b) Obtener conocimientos básicos de esta maquina (péndulo Charpy) para hacer
diferentes pruebas de dureza del material con diferentes temperaturas.
c) Determinar a que temperatura se vuelve mas frágil el material.
3. EQUIPOS Y MATERIALES
3.1. EQUIPOS.
a) Maquina de charpy.
3.2.MATERIALES.
b) Probeta previamente medida y normalizada.
c) Hielo seco.
d) Cuaderno de apuntes.
4. MARCO TEÓRICO
4.1. PRUEBA DE IMPACTO CHARPY
La prueba de impacto charpy , también conocida como V-Notch, esta estandarizada
dentro de pruebas de alta tencion, de la cual se determina la cantidad de energía
absorbida por un material durante la fractura. Esta energía absorbida es una medida
del material, como la dureza para estudiar la transición frágil-dúctil, la misma que
depende de la temperatura.
Se aplica extensamente en la industria puesto que es fácil preparar y manejar, los
resultados se puede oftener de forma rápida y económica.
Pero una desventaja importante es que todos los resultados son solamente
comparativos.La prueba fue desarrollada en 1905npor un científico francés, donde era
necesario entender los probemas de la fractura de naves durante la segunda guerra

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mundial. Se lo utiliza hoy en muchas industrias para los materiales de pruebas de
edificios en especial para tener una visión clara de la destrucción de los edificios
durante las tormentas, es usado en la construcción de los recipientes de presión,
puentes y otros.
Esta prueba consiste en impactar una probeta estándar mediante un péndulo que se
deja caer de cierta altura, la prueba de impacto se realiza diferentes temperaturas de
acuerdo a lo exigido por los estándares o como se lo requiera realizar. El resultado se
mide en Joules o en Libra-pie.
Si bien los ensayos estáticos de tracción permiten conocer la capacidad de resistencia
y de deformabilidad de un metal cuando se lo somete a un esfuerzo progresivo,
aplicado lentamente estas propiedades pueden variar según la naturaleza de las
cargas y condiciones de trabajo a la que se halla sometida.
Es por ello, que en muchos casos se deben considerar los factores que inciden en la
destrucción de la pieza de acuerdo al empleo practico del mecanismo o estructura a la
que pertenece; ya veremos por ejemplo, que si el metal soporta tensiones dinámicas
sucesivas (fatiga)o estáticas a elevadas temperaturas, la fractura se origina al disminuir
su resistencia, en cambio en elementos sometidos a efectos exteriores instantáneos o
variaciones bruscas de cargas, su falla se produce generalmente al no aceptar
deformaciones o plásticas o por fragilidad, aun en aquellos metales considerados
como dúctil. En estos casos, es conveniente analizar el comportamiento de metal en
experiencias de choque o impacto.
Las ondas de tensión generadas pueden no propagarse, provocando la rotula por
deformaciones localizadas. Las propiedades mecánicas de los materiales sometidos a
efectos dinámicos de choque se ven sensiblemente modificados, aunque los
mecanismos de deformación plástica presumiblemente no varían con el modo de
aplicación de carga.
Los ensayos de choque determinan la fragilidad o capacidad de un metal de absorber
cargas instantáneas, por el trabajo necesario para producir la fractura de la probeta de
un solo impacto. Otra aplicación del ensayo dinamico de choque es la de comprobar
los distintos grados de revenido que puede alcanzarse en los aceros, como también
verificar el correcto recocido o forjado de los mismos, lo que muchas veces no es
posible deducir de ensayos estáticos, pues dan valores similares para aquellos mal
tratados, en estos casos el tratamiento defectuoso se pone de manifiesto en las

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pruebas de impacto sobre probetas entalladas, al obtener valores muy inferiores de su
resiliencia.
4.2. EFECTOS FRAGILIZANTES
La falla por fragilidad resulta, ocasionada por diversos factores que actúan juntos o
separadamente, modifican las características mecánicas de los metales. De los muy
variados estudios realizados pudo comprobarse que tres son las causa mas importantes
de aquellas variaciones: La variación en la velocidad de la deformación producida por la
rapidez en la aplicación de la carga, la aparición de estados complejos de tenciones
generados por el “efecto de forma”, y la bajas temperaturas que disminuyen la
tenacidad de los metales.
Los valores de trabajo o energía necesaria para producir, la rotura varia con la
temperatura, es necesario fijar lo que llamaremos temperatura de transición, es decir,
aquella en la cual el material cambia su capacidad de deformación (dúctil o frágil).
4.3.VELOCIDAD DE DEFORMACIONES
Las cargas descritas, de variación de brusca no podrán ser analizadas de la misma
manera que en los ensayos estáticos, sino como ondas de tensión que al propagarce
en el volumen de la probeta, generan deformaciones por los mismos mecanismos que
en solicitaciones estáticas, pero su propagación y acumulación serán función de la
velocidad de variación de la amplitud de tención.
Existe una velocidad de transición en el comportamiento de los metales (velocidad
crfitica de rotura), superada la cual la rotura se produce por deformaciones localizadas
próximas a la zona de impacto y para deformaciones totales considerablemente
inferiores alas de velocidades menores que la critica (efecto fragilizante).
A temperatura ambiente el efecto de la velocidad de deformacion es casi despreciable
que indica que la curva de influencia es una buena representación del
comportamiento del material.
A medida que aumenta la temperatura, la velocidad de deformacion juega un papel
mas importante en la determinación del esfuerzo de fluencia, como se indica por las
pendientes mas grandes de las relaciones deformación-velocidad.
4.4. ENERGÍA DE IMPACTO

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Los ensayos dinámicos de choque se realizan generalmente en maquinas
denominadas péndulos o martillos pendulares, en las que se verifican el
comportamiento de los materiales al ser golpeados por una masa conocida a la
que se deja caer desde una altura determinada, realizándose en la mayoría de los
casos.
La maquina de ensayo determina el trabajo absorbido por el material cuando este
es roto un solo golpe por la masa pendular y su valor en Kg-m o joule, o
relacionada con la sección o volumen de la probeta, según el método nos indicara
la resistencia al choque o capacidad del material para absorber cargas dinámicas
de impacto (resilencia).
El valor numérico esta dado en kilogramos-metros o en joule, del trabajo gastado
para producir la rotura queda indicada en una escala combenientemente graduada
que tiene la maquina, en dodne los valores de los angulos se miden sobre un
cuadrante que se encuentra en la parte superior de la maquina.
Figura 1 Principio de Fundamento de Maquina Charpy.
4.5. MÉTODOS DE ENSAYO
El ensayo consiste en aplicar rápidamente un golpe a una probeta con entalladura,
con una masa en movimiento, con a suficiente energía cinética para romper o
deformar la barra: los resultados se expresan corriente mente en función de la

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energía absorbida por unidad de área de la sección transversal, que se mide por la
perdida de energía cinética de la masa en movimiento.
Para el estado de tensión creado por la solicitación dinámica de choque, la
velocidad de aplicación de carga estandarizada es superior a la critica de rotura,
por lo que la deformación será localizada con epicentro en la entalla.
Las deformaciones en la entalla son entonces suficientes para causar la rotura total
del material en la raíz y por lo tanto se desarrola una grieta a partir de la entalla.
Asi, el material mostrara un sierto grado de sencivilidad a las entallas dependiendo
de la profundidad de la entalla y del ancho de la muestra
4.6. PROBETA
En la norma ASTM E-23, la probeta es una barra de unos 55mm de largo y de
sección cuadrada de 10mm de lado, y se apoya horizontalmente por sus extremos.
Sin la entalladura, la probeta simplemente se doblaría sin poderse apresiar la
energía necesaria para la rotura.
La muestra constituye un concentrador o intensificador de esfuerzos e introduce
un estado triaxial de esfuerzos en su base, de tal forma que el esfuerzo aplicado a
la probeta se intensifica en la raíz de la muestra.

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Figura 2
Figura 3
Figura 2 y 3 tipos de probetas para ensayo Charpy en aceros.
La proveta tiene una muesca en forma de V tipo A, maquinada a la mitad de su
longitud, la cual tiene 2 mm de profundidad y 0,25 mm de radio.

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Dicha ranura tiene el objeto de que la probeta se rompa en un solo impacto.
Además la ranura garantiza el rompimiento de la probeta por una sección
controlada. Las muescas serán bien lisas, pero su pulido se ha demostrado que
puede ser innecesario.
Por otra parte la fractura comienza por los sitios donde la concentración de
tenciones es mayor. Es por aquello que las muescas presentan en un material que
conlleva un aumento en la fragilidad.
4.7. SUPERFICIE DE ROTURA
Las fracturas por flexión por choque se originan por acción de las tenciones
normales máximas en el plano de la entalla, variando desde la completamente
frágil cristalina brillante u opaca, hasta la completamente ductil por deslizamiento
o fibrosa.
5. PROCEDIMIENTO
1. Elevar el péndulo e engatillar para ser liberado luego.
2. Dejar que el péndulo realice unos cuantos vaivenes y se detiene. La energía
gastada en este proceso so procede a notar.
3. Instalar la probeta en los apoyos, engatillar y soltar el péndulo, produciéndose la
roptura de la probeta, detener el péndulo y
tomar nota de la energía aplicada en el
proceso

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4. Repetir el paso 2 y 3 para otras probetas con distintos tratamientos térmicos.
6. CONCLUSIONES
a) Al tomar nota de las diferentes pruebas realizadas a las probetas nos damos cuenta de la
resistencia del material al impacto.
b) Aprendimos a utilizar la maquina (péndulo Charpy) y a preparar las probetas con las
medidas normalizadas.
c) Determinamos que al bajar la temperatura al materia tiende a ser más frágil y romperse.
7. RECOMENDACIONES
a) tener en cuenta las medidas de seguridad al momento de utilizar la maquina y sus
8. BIBLIOGRAFÍA
Se anotarán los libros y páginas web que se utilizaron como referencia para la
elaboración del informe. En esta sección se identificarán claramente los números de
referencia escritos al final de cada párrafo en el marco teórico.