PRUEBA SHARPY

prueba sharpy

Prueba Charpy de Impacto

maquinas para pueba sharpy

Para poder seleccionar un material que resista un choque o golpe intenso y repentino, debe medirse su resistencia a la ruptura mediante una prueba de impacto. Se han diseñado procedimientos de ensayo, incluyendo, el ensayo Charpy. El cual consiste en una muestra del material que se va a ensayar, en forma de una barra cuadrada, la cual puede contener o no una muesca en forma de V, ya que éstas miden de mejor manera la resistencia del material a la propagación de la fractura. Tal muestra se golpea con un péndulo oscilante, calibrado y así, se obtiene la energía absorbida.

En el ensayo, el péndulo, parte de una altura ho, gira describiendo un arco, golpea y rompe la muestra del material, alcanzando una elevación final hf. Conociendo la elevación inicial y final del péndulo, se puede obtener la diferencia de energía potencial. Esta diferencia es la energía de impacto absorbido por la muestra durante la ruptura. La energía se expresa generalmente en pielibras (pie.lbf) o joules (J), donde 1 pie.lbf =1.356J, esta energía corresponde al área bajo la curva de la gráfica esfuerzo - deformación. La capacidad de un material para resistir el impacto suele denominarse tenacidad del material.

La temperatura también juega un papel muy importante en cuanto al ensayo Charpy, ya que: A mayor temperatura es mayor la energía para romper el material, y con poca temperatura, el material, se fractura con poca energía absorbida. A temperaturas elevadas el material se comporta de manara dúctil con gran deformación y estiramiento antes de romperse. A temperaturas reducidas el material es frágil y se observa poca deformación en el punto de fractura. La temperatura de transición es aquella a la cual el material cambia de presentar una fractura dúctil a una frágil.

La prueba Charpy no da respuestas muy satisfactorias, razón por la cual el Laboratorio de Investigación Naval ha desarrollado un prueba llamada Ensayo de desgarramiento dinámico.

Energía de Impacto: ho - hf

Unidades: pie.lbf , J

Pruebas de Impacto

Objetivo

• Encontrar la energía potencial que absorben las probetas con las pruebas del ISO y pruebas de charpa.
• Conocer el concepto de tenacidad
• Entender como se afectan las pruebas de tenacidad de acuerdo con la temperatura.
• Comprender que a un aumento del porcentaje de carbono en un acero cambia su tenacidad

Procedimiento

Para poder seleccionar un material que resista un choque o golpe intenso y repentino, se realizo su resistencia a la ruptura mediante las pruebas de impacto. Se han diseñado procedimientos de ensayo, incluyendo, el ensayo Charpy y ISO.

En la prueba Charpy consiste en una muestra de acero 1020 que se va a ensayar, en forma de una barra cuadrada, la cual puede contener o no una muesca en forma de V, ya que éstas miden de mejor manera la resistencia del material a la propagación de la fractura. Tal muestra se golpea con un péndulo oscilante, calibrado y así, se obtiene la energía absorbida.

En la prueba ISO radica en una muestra de acero 1045 en forma cilíndrica, esta conformada en realizar una muesca en V, se efectúa empotramiento de la probeta cerca de la muesca y es golpeada en la mitad por el péndulo oscilante.

En el ensayo, el péndulo, parte de una altura ho, gira describiendo un arco, golpea y rompe la muestra del material, alcanzando una elevación final hf. Conociendo la elevación inicial y final del péndulo, se puede obtener la diferencia de energía potencial. Esta diferencia es la energía de impacto absorbido por la muestra durante la ruptura. La energía se expresa generalmente en pielibras (pie.lbf) o joules (J), donde 1 pie.lbf =1.356J, esta energía corresponde al área bajo la curva de la gráfica esfuerzo - deformación. La capacidad de un material para resistir el impacto suele denominarse tenacidad del material.

La energía absorbida del material es igual a la energía potencial

Al realizar la prueba de impacto da los siguientes ángulos.

Acero 1020 inicial 89 final 87

Acero 1045 inicial 89 final 87

Altura inicial de 0.89 m

Altura final

Conclusiones

La tenacidad es la medida de la cantidad de energía que un material puede absorber ante una fractura.

La temperatura también juega un papel muy importante en cuanto al ensayos de impacto, ya que: A mayor temperatura es mayor la energía para romper el material, y con poca temperatura, el material, se fractura con poca energía absorbida. A temperaturas elevadas el material se comporta de manera dúctil con gran deformación y estiramiento antes de romperse. A temperaturas reducidas el material es frágil y se observa poca deformación en el punto de fractura. La temperatura de transición es aquella a la cual el material cambia de presentar una fractura dúctil a una frágil.

Al aumentar el porcentaje de carbono los aceros mas frágiles y absorbe mas energía de impacto determine la fractura.

La lectura habla sobre las especificaciones del experimento; seguridad, configuración y etc. En el marco teórico habla de algunas especificaciones de la prueba.

Aplicaciones de las pruebas de impacto tiene diferentes aplicaciones para los pistones reciben impacto altas velocidades, en las herramientas y prensas en una para el proceso de forjado.

Ensayo de Dureza del Acero (El Método Brinell y El método Rockwell).

El ensayo de dureza mide la resistencia de un material a la penetración de un punzón o una cuchilla. Este penetrador es también llamado durómetro. El durómetro usualmente consta de una esfera, pirámide o  un  cono  de  un  material  mucho  más  duro  que  el  acero  que  se  está  midiendo. La profundidad  hasta  la  cual  penetra  este  material  nos  entrega  un  valor,  el  que  está  tabulado, obteniéndose así una medida de la dureza del acero. Dado que el ensayo de dureza puede hacerse fácilmente, la información obtenida puede ser evaluada inmediatamente.

Existen varios métodos para medir la dureza, a continuación nombraremos los dos más comunes, el método Brinell y El método Rockwell.

Dureza Brinell (NB 297; ASTM E10).- En él, una esfera de 10 mm de diámetro, usualmente de un acero endurecido, se presiona contra la superficie del material bajo una carga estática de 3.000 kg. El tamaño de la huella nos entrega una medida de la
dureza bajo las condiciones del ensayo.

Dureza Rockwell (NB 346; ASTM E18).-A diferencia del anterior, en  el  test  de  Rockwell se  aplica primero una carga pequeña (de menos de 10 kg), lo que hace que el indentador penetre hasta una cierta profundidad. Luego se aplica la carga mayor predeterminada. La diferencia en la penetración nos  entrega  una  medida  de  la  dureza  del acero.

propiedades mecanicas del acero

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO.
• Resistencia al desgaste. Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en contacto de fricción con otro material.
• Tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto).
• Maquinabilidad. Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.
• Dureza. Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre.

El hierro se produce silicato de calcio, llamado también escoria. El hierro y la escoria se separan por gravedad, ya que la escoria es menos densa y flota sobre el metal. El Acero es una mezcla de metales(aleación) formada por varios elementos químicos, principalmente hierro y carbón como componente minoritario(desde el 0,25% hasta el 1,5% en peso). El acero inoxidable se caracteriza por su alta resistencia a la corrosión. Es una mezcla de metales(aleación), formada por hierro p. Los cuatro tipos principales de acero inoxidable son: 1. Austenitic: es el tipo de acero inoxidable más usado, con un contenido mínimo de níquel del 7%. 2. Ferritic: tiene características similares al acero suave pero con mejor resistencia a la corrosión. El contenido en cromo varia del 12% al 17% en peso.3. Duplex: Es una mezcla del ferritic y austenitic. Incrementa su resitencia y ductilidad. 4. El acero inoxidable de Martensitic contiene cromo entre el 11 hasta el 13% , es fuerte y duro y resistencia moderada a la corrosión.

prueba de traccion al acero

ENSAYO DE TRACCION DEL ACERO

Se somete la probeta a un esfuerzo de tracción creciente, generalmente hasta la rotura, con el fin de determinar una o más de las propiedades mecánicas del material ensayado.

Los resultados obtenidos en la determinación de propiedades mecánicas del material en un ensayo de tracción específico o individual dependen de:

  los tratamientos térmicos a los que se haya sometido el material.

  Las manipulaciones mecánicas que hubiera sufrido

  La razón o velocidad de deformación a la que se efectúa el ensayo, la que a su ves dependerá de la velocidad de aplicación de las cargas, la geometría de la probeta, las características de la máquina de ensayo y el sistema de mordaza.

  El trabajo en frío con producción de acritud sobre la probeta, puede alterar o destruir el fenómeno de fluencia. En estos casos podrá medirse el límite de fluencia convencional o bajo carga, considerando que no corresponde exactamente al anterior para determinado material.

APARATOS

Máquina para ensayo de tracción, tiene que cumplir las siguientes condiciones:

Estar provista de dispositivos apropiados que aseguren la aplicación axial de carga a la probeta.

Permitir la aplicación progresiva de la carga, sin choque ni vibraciones.

Permitir cumplir las condiciones relativas a la velocidad del ensayo.

La precisión de la máquina universal utilizada fue de 0,25 KN.

Extensómetro, deberá tener la precisión necesaria a los resultados que deseen obtener; el extensómetro utilizado tiene una precisión de 0.01mm.

Medidor de alargamiento, para medir el alargamiento se utilizó una huincha con una precisión de 1mm.

Mordazas, apropiadas para cada producto y tipo de probeta, con sujeción por cuñas, tornillos, rebordes, etc.

CALIBRACIÓN

La calibración de la máquina se debió haber hecho según la norma correspondiente. La calibración es comprobada por un organismo oficial reconocido, por lo menos una vez al año.

EXTRACCIÓN DE MUESTRAS

La porción de material para muestra se extraerá en la cantidad y del lugar que especifiquen las normas particulares del producto.

Cuando en la norma particular no se especifica el método de extracción de muestras, esto será materia de convenio entre comprador productor y vendedor.

( La extracción de la muestra no fue señalada en el laboratorio).

PROBETAS NO PROPORCIONALES

Longitud Lo, la longitud Lo de la probeta empleada en el ensayo es de 191mm.

( La norma sugiere estas longitudes entre 50 y 200 mm)

Longitud Lc, la longitud Lc de la probeta empleada es de 240mm.

PREPARACION Y CALCULOS PRELIMINARES DE LA PROBETA

Determinar el área de la sección transversal, So, con un error inferior o igual al 1%., el área para la probeta ensayada es de 143.139 mm^2

Considerar, en probetas de tubos, el área So, formada por la corona circular del tubo.

Determinar el área So, por cálculo o por pesada, considerando la densidad del material que se indique en la norma particular del producto. (El área de la sección de la probeta fue calculada solo por el diámetro tomado con un pie de metro)

Hacer las marcas por cualquier procedimiento que no produzca entalles sobre la probeta que puedan influir en su rotura prematura. Convendrá trazar una línea paralela al eje longitudinal de la probeta para el ajuste de ésta después de la rotura. (este paso no fue notado en el ensayo)

EJEMPLO

PROCEDIMIENTO

Fijar el extensómetro sobre la probeta.

Seleccionar la mordaza según la norma o la norma particular del producto, si corresponde.

Preparar la máquina de ensayo.

Aplicar la carga a la velocidad que se indica mas adelante. VELOCIDAD DE ENSAYO o en las normas particulares del producto si corresponde.

Cuando se usa extensómetro, observarlo continuamente y retirarlo una vez alcanzado el valor mínimo especificado para el alargamiento. ( este paso si fue efectuado).

VELOCIDAD DE ENSAYO

Cuando en la norma particular del `producto no se indique la velocidad de ensayo, es recomendable usar, una de las que se indican a continuación.

Periodo o intervalo elástico, usar una velocidad igual o inferior al 5% de la longitud entre marcas por minuto ( 0.05% Lo/min) o un aumento de tensión de 10 N/mm^2.min.

Periodo o intervalo plástico, usar una velocidad igual o inferior al 40% de la longitud entre marcas por minuto ( 0.40 Lo/min).

Mantener constante la velocidad en ambas zonas y pasar de una velocidad a la otra en forma progresiva, evitando cambios bruscos.

EXPRESION DE RESULTADOS

Datos iniciales:

Largo inicial, Lo: 20.20 Cm

Sección inicial, So: 1.49 Cm^2

Diámetro inicial, : 1.38 Cm

Datos obtenidos:

Carga máxima, : 12.0615 Kf

Carga rotura : 10.302 Kf

Carga en el límite de fluencia : 7.344 Kf

Sección mínima después de la rotura, Sf : 0.7854 Cm^2

Resistencia a la tracción,

Rm = Fm/So

Rm = 796 [N/mm^2]

Límite de fluencia,

Re = Fe/So

Re = 489 [N/mm^2]

Estricción porcentual,

Z = (So - Su)*100 / So

Z = 50%

Ubicación de la rotura, la rotura se ubicó a 160mm de uno de los extremos de las marcas.

Maquina utilizada, la máquina utilizada fue la Máquina Universal.

ensayo de tension del acero

DESCRIPCION DE LA PRUEBA DE TENSION DEL ACERO 

Las varillas de acero deformadas son extensamente usadas en la construcción. El
propósito es obtener una combinación favorable de acero y hormigón que nos provea una sección con mejores características que el hormigón solo.

Para poder el acero cumplir con las necesidades de la sección tiene que satisfacer unos requisitos de diseño. Especificamos en el diseño el punto de cedencia mínimo del acero, pues es el dato más significativo para balancear la sección en tensión y compresión.

El A.S.T.M. regula las propiedades y características que dicho acero debe tener en adición del mencionado punto de cedencia. Especifica la capacidad última de resistencia a tensión antes de romper, así como la elongación mínima permanente que necesitamos para asegurar ductilidad en la sección y las deformaciones necesarias para agarrarse al hormigón.

El acero de refuerzo se fabrica en diámetros de 3/8 de pulgada a 11/8 de pulgada en incrementos de 1/8" conocidas estas varillas como #3 a #11, indicando el diámetro correspondiente en octavos de pulgada. También se fabrican varillas #14 y #18 principalmente para casos especiales.

Para determinar si una varilla cumple con los requisitos mínimos de diseño debemos cotejar su diámetro, peso por unidad de largo, tamaño y relieve de las deformaciones, capacidad máxima en tensión, punto de cedencia y elongación permanente.

En el laboratorio determinaremos también el módulo de elasticidad de la varilla midiendo la elongación elástica según se aplica carga en tensión.

diagrama de procesos de los ceramicos

PREPARACIÓN DE LAS PASTAS CERÁMICAS
LA PREPARACIÓN DE LAS MATERIAS PRIMAS CERÁMICAS (POR 
EJEMPLO, PASTAS) ES LA FASE INICIAL DEL CICLO DE 
PRODUCCIÓN DE LOS DIVERSOS PRODUCTOS CERÁMICOS
ESTA FASE SE CONSIDERA LA MÁS IMPORTANTE, YA QUE 
DETERMINA LAS CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DEL PRODUCTO Y 
TIENE IMPLICACIONES EN TODAS LAS ETAPAS DE PRODUCCIÓN 
POSTERIORES
EN FUNCIÓN DEL PRODUCTO A OBTENER Y DEL PROCESO 
INDUSTRIAL A SEGUIR, LAS PASTAS CERÁMICAS ABARCAN 
DESDE UNA SIMPLE ARCILLA SOLAMENTE,  HASTA 
FORMULACIONES COMPLEJAS CON DIVERSOS COMPONENTES. 
LA MAQUINARIA Y EL EQUIPO A UTILIZAR EN LA PREPARACIÓN 
DE LA PASTAS SE DETERMINAN AL ELEGIR LAS MATERIAS 
PRIMAS.