Prueba de impacto de Charpy en aceros conformados en frío y laminados en caliente en diversas condiciones de temperatura

Fuente: Roberto León, Departamento de Ingeniería Civil y ambiental, Virginia Tech, Blacksburg, VA

Uno de los tipos más insidiosos de los fallos que pueden ocurrir en las estructuras son fracturas frágiles, que son en su mayoría por materiales de mala calidad o mala selección del material. Las fracturas frágiles tienden a ocurrir de repente y sin mucho material inelasticidad; pensar en una fractura de hueso, por ejemplo. Estas fallas ocurren a menudo en situaciones donde hay poca capacidad para el material a desarrollar tensiones de esquileo debido a condiciones de carga tridimensional, donde las concentraciones de la tensión local son altas, y donde un camino lógico y directo de la fuerza no fue suministrado por el diseñador. Ejemplos de este tipo de falla se observan tras el terremoto de Northridge de 1994 en estructuras de acero de varios pisos. En estos edificios, un número de las claves soldaduras fracturadas sin mostrar cualquier comportamiento dúctil. Las fracturas tienden a ocurrir cerca de las conexiones o en interfaces entre piezas de materiales de base, como soldadura tiende a introducir discontinuidades locales en tanto materiales y geometría, así como tensiones tridimensionales debido al enfriamiento.

Al especificar los materiales para una estructura que verá a temperaturas muy bajas (es decir, la tubería de Alaska) muchos ciclos de carga (un puente sobre una autopista interestatal) o donde la soldadura se utiliza extensivamente, es necesario tener una simple prueba que caracteriza el material robustez o resistencia a la fractura. En el campo de la ingeniería civil que prueba es la prueba de Charpy V-notch, que se describe en esta práctica. La prueba de Charpy con entalla en V se pretende proporcionar una medida muy simplista de la capacidad del material para absorber energía cuando es expuesto a una carga de impacto.

En este experimento probaremos varias muestras Charpy a diferentes temperaturas para ilustrar el efecto de la temperatura sobre la resistencia al impacto del acero suave.

1. Para preparar la máquina de prueba, primero asegúrese de que el camino del martillo está libre de obstrucciones. Una vez que el camino es claro, levantar el martillo hasta que se trabe y asegure la cerradura para evitar la liberación accidental del martillo.
2. Para preparar a las muestras, utilice el cuadro de frío para enfriar a una

Después de repetir el experimento de mayo muestras y valores de temperatura, puede trazar la dependencia de la temperatura de la energía absorbida y ver claramente la existencia de un estante superior e inferior (o las porciones de plano horizontales). Estos estantes indican que hay clara minima y maxima que puede alcanzar para un determinado material y el procesamiento. El principal interés está en cuantificar cuidadosamente la temperatura de transición para minimizar el riesgo de que estos caen dentro de las tempe...

Impacto de prueba, en la forma de las pruebas de Charpy y de Izod, comúnmente se utiliza para medir la resistencia de los materiales metálicos a fractura frágil. La prueba de Charpy utiliza a una muestra pequeña de la viga con una muesca. La viga es cargada por un martillo grande unido a un péndulo sin fricción. La combinación de la tasa de deformación de esta secuencia de carga y la presencia de la muesca en V crea un resultado de concentración de estrés grande local en crack rápida propagación y partir de l...