Ensayo de flexión por impacto según Charpy
En el ensayo de flexión por impacto según Charpy, se golpea una probeta con la ayuda de un péndulo de impacto Charpy. Para el ensayo, la probeta se coloca horizontalmente en el péndulo de impacto y es golpeada en el centro por el martillo del péndulo y destruida.
El ensayo de flexión por impacto según Charpy es uno de los métodos de ensayo destructivos y se utiliza para la caracterización de un material a altas tasas de deformación. Se realiza tanto en metales como en plásticos.
Los ensayos de flexión por impacto según Charpy proporcionan valores característicos de la resistencia al impacto a altas tasas de deformación en forma de valor de energía referido a la superficie de la probeta. Los ensayos se suelen realizar a temperatura ambiente o a bajas temperaturas.
Ensayos Normas Procedimiento del ensayo Valores característicos Influencia de la temperatura Productos Automatización Diferencias con Izod Preguntas frecuentes
Probetas para ensayos Charpy
Para el ensayo Charpy, se prepara una probeta del material que se va a ensayar. Las dimensiones de las probetas se especifican en las normas correspondientes. Las probetas pueden no tener entalla o estar provistas de una entalla en V o en U.
Secuencia del ensayo de flexión por impacto
El ensayo de flexión por impacto según Charpy se realiza con una configuración de flexión en tres puntos. La probeta Charpy se coloca en el péndulo de impacto centrada respecto a los soportes y contra dos yunques. En el caso de las probetas con entalla, esta está ubicada justo frente al punto donde el martillo golpea la probeta.
El martillo del péndulo golpea la probeta con una energía definida y la dobla o destruye de un solo golpe. Al golpear la probeta, el martillo del péndulo libera parte de su energía cinética y, por tanto, ya no se eleva hasta la altura de caída original. La diferencia de altura medida es la medida que indica la energía absorbida, el trabajo de impacto W en julios. En los ensayos Charpy instrumentados, la energía de impacto aplicada se determina registrando una curva fuerza-tiempo o una curva fuerza-recorrido.
Apoyos
Los soportes son un plano horizontal en el péndulo de impacto sobre el que descansa la probeta Charpy.
Yunques
Los yunques son un plano vertical en el péndulo de impacto contra el que se apoya la probeta Charpy durante el ensayo.
Martillo de impacto
La zona de impacto del martillo del péndulo es la parte que golpea la probeta Charpy.
Punto de impacto
El punto de impacto se sitúa en el borde del martillo del péndulo y golpea la probeta Charpy exactamente en el lado opuesto de la indentación o en el centro de la probeta (sin entalla).
Valores característicos del ensayo Charpy
Trabajo de impacto / Energía de impacto
La energía de impacto es la energía necesaria para romper la probeta Charpy. La energía de impacto se determina a partir de la diferencia entre la energía potencial del martillo del péndulo y su altura tras romper la probeta.
Resistencia al impacto
La resistencia al impacto se determina en el ensayo de flexión por impacto y proporciona información sobre la resistencia de un material a una carga de impacto. Indica hasta qué punto un material puede resistir un golpe o impacto sin romperse. La resistencia al impacto se indica en J/cm².
Curva fuerza-recorrido/curva fuerza-tiempo
La curva fuerza-tiempo solo puede determinarse en un ensayo de flexión por impacto instrumentado. En los ensayos instrumentados, se mide la fuerza durante el impacto. Para ello, se emplean, según la aplicación, un captador de fuerza piezoeléctrico o bandas extensométricas.
En el ensayo Charpy instrumentado se pueden determinar parámetros adicionales a los del ensayo no instrumentado:
- Fuerza máxima
- Flecha a fuerza máxima
- Energía hasta fuerza máxima
- Flecha en rotura
- Energía en rotura
Ensayo de flexión por impacto según Charpy bajo influencia de la temperatura
Como el comportamiento de la fractura depende de la temperatura, a menudo se realizan ensayos de flexión por impacto según Charpy en todo el rango de temperaturas. De esta forma se observa a qué temperatura y en qué medida se quiebra un material bajo la influencia de la temperatura (transición tenacidad/fragilidad).
El diagrama en este ejemplo muestra que la resistencia en acero estructural a -40 ° C disminuye un 25% en comparación con la resistencia a 0 ° C. Los plásticos también presentan un comportamiento similar, generalmente mucho más pronunciado. A menudo, estos también someten a ensayos de impacto a diferentes temperaturas.
Para determinar con precisión la evolución de la resistencia al impacto en función de la temperatura, las probetas atemperadas deben ser golpeadas en los 5 segundos siguientes a su extracción de la zona atemperada.
Ensayos automatizados de flexión por impacto según Charpy
Los ensayos de flexión por impacto Charpy también se pueden llevar a cabo de forma automatizada. Una solución automatizada tiene la ventaja de evitar cualquier influencia provocada por el usuario, como la temperatura o la humedad de la mano, la inserción descentrada o inclinada de la probeta, y permitir de este modo una elevada reproducibilidad de los resultados del ensayo. La alineación automática de las probetas sobre el soporte y la activación del ensayo por parte del sistema de ensayos también garantizan resultados fiables y comparables.
El sistema de ensayos roboTest I ayuda al usuario a realizar ensayos de flexión por impacto Charpy en metales. Con este sistema se pueden ensayar automáticamente hasta 450 probetas de metal con muescas en el rango de temperatura de -180 °C a +300 °C. Una unidad de temperatura sólida y aislada asegura una temperatura homogénea y exacta de la probeta.
El sistema roboTest H realiza ensayos de flexión por impacto Charpy en plásticos. Los ensayos de impacto se llevan a cabo a temperatura ambiente o en probetas refrigeradas.
Diferencia entre los ensayos de flexión por impacto Charpy e Izod
En el ensayo de impacto según Charpy, la probeta se coloca horizontalmente en el péndulo de impacto y se golpea en el centro. En el ensayo de flexión por impacto según Izod, la probeta se sujeta verticalmente en el péndulo de impacto y el martillo del péndulo impacta en la parte superior de la probeta.
El ensayo de flexión por impacto Charpy, en comparación con el método Izod, tiene una amplia gama de aplicaciones y es el más adecuado para el ensayo de materiales que presentan rotura por cizallamiento interlaminar o efectos superficiales. Además, el método Charpy ofrece ventajas a la hora de realizar ensayos a bajas temperaturas. Como los apoyos de la probeta están más alejados de la entalla, se evita una rápida transferencia de calor a las áreas críticas de la probeta, lo que simplifica el enfriamiento en un equipo de enfriamiento externo y la posterior alimentación al equipo de ensayos.
PREGUNTAS FRECUENTES
El ensayo de flexión por impacto según Charpy mide la energía de impacto de los materiales, que se utiliza para determinar la resistencia al impacto.
El ensayo de flexión por impacto según Charpy se utiliza para determinar la resistencia al impacto, que es la resistencia de un material a una carga dinámica similar a un impacto.
El ensayo de flexión por impacto según Charpy es un método de ensayo de materiales que utiliza un péndulo de impacto para determinar la resistencia al impacto de los materiales.
El ensayo de flexión por impacto proporciona valores característicos de la resistencia al impacto a altas tasas de deformación en forma de valor de energía referido a la superficie de la probeta. El ensayo mide la energía de impacto en relación con la superficie de rotura en julios.
La resistencia al impacto se calcula con la siguiente fórmula: Resistencia al impacto = energía de impacto / (espesor de la probeta * ancho de la probeta)
En el ensayo de flexión por impacto según Charpy, un péndulo golpea una probeta de material y la destruye. La probeta absorbe parte de la energía del impacto. Esta energía de impacto W determinada en el ensayo Charpy se mide en julios. Por tanto, el trabajo de impacto está influido por la resistencia a la flexión por impacto de un material.