Ensayo de Impacto Charpy.

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energía máxima de impacto aproximada a 15 Joules

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

El ensayo realizado fue un “Ensayo tipo Charpy” (colocando las probetas en posición horizontal) utilizando el péndulo modelo JB-300B marca CHENDA, de carga estática, trayectoria de caga mecánica, y medidor de aguja, esta alcanza una energía mínima de impacto de 150 Joules y una energía máxima de impacto de 300 Joules (Ver Fig. 5), también está conectada a un ordenador que mostrará datos cuantitativos que posteriormente necesitaremos. La realización de la prueba se llevó a cabo con probetas de acero 1045 y probetas de acero 1020, a diferentes temperaturas.

PROBETAS:

Acero 1045:

-Probeta 1

Masa (g): 0.04043

Temperatura: 47.60C

-Probeta 2

Masa (g): 0.04161

Temperatura: 20.10C

-Probeta 3

Masa (g): 0.04197

Temperatura: 220C

Acero 1045:

-Probeta 4

Masa (g): 0.04149

Temperatura: 420C

-Probeta 5

Masa (g): 0.04363

Temperatura: 19.80C

-Probeta 6

Masa (g): 0.04141

Temperatura: 220C

El acero AISI 1045, es un acero utilizado cuando la resistencia y dureza son necesarias en condición de suministro. Este acero medio carbono puede ser forjado con martillo. Responde al tratamiento térmico y al endurecimiento por llama o inducción, pero no es recomendado para cementación o cianurado. Cuando se hacen prácticas de soldadura adecuadas, presenta soldabilidad adecuada. Por su dureza y tenacidad es adecuado para la fabricación de componentes de maquinaria. El hierro es la parte principal del acero 1045. Sin embargo, contiene algunos otros elementos dentro de un rango especificado. El primer elemento es el carbono, con un intervalo de 0,43 por ciento a 0,50 por ciento. El siguiente es la silicona, con un intervalo de 0,10 por ciento a 0,60 por ciento. La última aleación es el manganeso, con un rango permisible de 0.60 por ciento a 0,90 por ciento. El fósforo a veces se puede encontrar en este producto, a un máximo de 0,04 por ciento.

El acero AISI 1020, acero de mayor fortaleza y menos fácil de conformar. Responde bien al trabajo en frío y al tratamiento térmico de cementación. La soldabilidad es adecuada. Por su alta tenacidad y baja resistencia mecánica es adecuado para elementos de maquinaria.

PASOS:

Inicialmente se mide las dimensiones de cada probeta y se realizan sus respectivos tratamientos térmicos.

Mediante el uso del control se sube el martillo (“Pendulum Rising”), y se retira la uña de fijación (“Pin Off”) para realizar una primera prueba (“Impact”) sin probeta en los soportes, el péndulo llegará a cierta elevación que ayudaran a determinar los factores de variación y se detendrá automáticamente.

Se coloca la probeta en los soportes, correctamente centrada y que la entalladura en V quede en dirección de la trayectoria del péndulo. (Ver Fig. 6)

Se retira la uña de fijación y se deja caer el péndulo (“Impact”) y se observa el comportamiento del material si es que se dobla o se quiebra (Ver Fig. 7), finalmente se anotan los resultados arrojados por el ordenador (Ver Fig. 8).

Se repiten los pasos 2, 3, y 4 para las siguientes probetas

RESULTADOS Y ANÁLISIS

El resultado arrojado por el computador (representado por los cilindros morados) es disminuido debido a los factores como la fricción del aire o los cojinetes de la máquina, y la energía cinética requerida como se definió en la expresión (2) , dando como resultado con un valor con mayor aproximación al real (cilindros turquesas).

Acero 1020

Según los resultados obtenidos, el comportamiento de nuestros metales 1020 sometidos a diferentes temperaturas determinan que este material alcanzo en punto de equilibrio en la transición dúctil-frágil cuando estuvo a una temperatura de 420C, la cual se tornó más frágil al alcanzar una temperatura de 19.80C, lo curioso es que al estar a una temperatura no muy alejada, de 220C, se volvió más dúctil mucha más dúctil incluso de cuando estuvo a 420C. Esto puede ser resultado de los inconvenientes ocurridos en la colocación de la probeta en el momento del examen, existiendo un lapso considerable de tiempo entre el momento de la medición de la temperatura y el desarrollo de la prueba. Fuera de ese punto y considerando un cambio no registrado de la temperatura de la probeta a “220C”, se podría determinar que la ductilidad de nuestro metal 1020 aumenta conforme aumenta su temperatura, de similar forma la fragilidad del metal aumenta conforme la temperatura va disminuyendo.

Acero 1045

A partir de la gráfica de los resultados de nuestras probetas de 1045 sometidos también a diferentes tratamientos térmicos se observa un valor promedio de equilibrio entre la transición de estado dúctil-frágil cuando se encuentra a una temperatura de 220C, la cual disminuye y se vuelve más frágil que la anterior probeta, al llegar a una temperatura de 200C, es decir al enfriarse; pero al elevar su temperatura a unos 47.60C el metal se vuelve más dúctil, en resumen se puede apreciar un aumento gradual de la ductilidad del material conforme aumenta la temperatura, se podría decir también que la ductilidad de este metal es directamente proporcional a la temperatura a la que es sometido.

Acero 1045 y 1020

Teniendo las comparaciones en gráficos de los aceros 1020 y 1045 se puede determinar