Prueba de impacto Charpy

La prueba de impacto Charpy  es una prueba en la que una muestra prismática que descansa sobre dos soportes se somete a un probador de impacto de péndulo , con la línea de impacto a mitad de camino entre los soportes y directamente opuesta a la muesca para muestras con muescas. Para los metales, la energía de impacto absorbida se estima en Joules , y para los plásticos, la resistencia al impacto (energía relacionada con el área de la sección transversal en el lugar del impacto) en J/m 2 . Dado que los valores de energía de impacto para diferentes materiales dependen de la temperatura, las pruebas se realizan a temperaturas determinadas. La prueba de impacto Charpy está regulada por GOST R ISO 148-1, ISO 148-1, ASTMA370, ASTM E23 (para metales) y en GOST 4647, ISO 179, ASTM D6110 (para plásticos).

Metodología

La configuración de prueba es un probador de impacto de péndulo, que se instala a cierta altura sobre la muestra. El impacto sobre la muestra se realiza mediante una caída de una copra. La energía de impacto absorbida durante la rotura de la muestra es proporcional a la diferencia de altura desde la que cayó la copra y la altura a la que pudo ascender por inercia tras la rotura de la muestra. La muesca de la muestra afecta los resultados de la prueba, por lo que su forma y dimensiones están estrictamente reguladas en varios estándares. Las dimensiones de la muestra también pueden afectar los resultados de la prueba.

Una de las desventajas del método de prueba de impacto tradicional es que como resultado solo se determina la energía de fractura total. A veces se utilizan métodos instrumentales de control de prueba, cuya esencia es la medición continua de la fuerza de carga en el proceso de destrucción. Esto permite estimar, además de la energía de fractura, la fuerza máxima en la fractura, lo que permite evaluar la transición de un mecanismo de fractura frágil a uno plástico con temperatura decreciente.

Cálculos de la energía de impacto absorbida

En el headframe, el péndulo, habiendo pasado la posición inferior y habiendo destruido la muestra, gira el indicador de la escala en un ángulo que corresponde a la energía retenida en el péndulo después de la destrucción de la muestra. La energía de impacto absorbida es:

,

donde Q es la masa del péndulo,

h 1 es la altura del péndulo al comienzo de la prueba,

h 2 es la altura del péndulo después de la destrucción de la muestra.

En un marco de cabeza sin marco de elevación, la energía se calcula utilizando la fórmula:

,

donde Q es la masa del péndulo,

R es la longitud del péndulo,

α es el ángulo de desviación del péndulo al comienzo de la prueba,

β es el ángulo de deflexión del péndulo después de la falla de la muestra.

Notación

Energía de impacto absorbida según GOST R ISO 148-1 (para metales)

La energía requerida para destruir la muestra en el péndulo de impacto, teniendo en cuenta las correcciones por pérdidas por fricción, se indica con la letra K. Las letras V o U se utilizan para indicar la geometría de la muesca. El número 2 u 8 se indica como un índice para indicar el radio del percutor. Por lo tanto, KV 2  : energía absorbida para una muestra con una muesca en forma de V cuando es golpeada por un percutor de dos milímetros, J.

Resistencia al impacto (para plásticos)

Término Designación según ISO 179-1 Designación según GOST 4647
Resistencia al impacto Charpy de probetas sin muesca (kJ/m 2 ) una cU un norte
Resistencia al impacto Charpy con muescas (kJ/m 2 ) un cN [Ej. 1] . a k [Ej. 2]
Resistencia relativa al impacto Charpy (%) kz=a k /a n
tiro de costilla e [Ej. 3]
Golpe plano f [Ej. cuatro]
impacto perpendicular n [Ej. 5]
Golpe paralelo p [Ej. 6]

Notas

  1. donde N=A, B o C según el tipo de muesca (muescas en forma de V con radios de base de 0,25 mm, 1 mm o 0,1 mm, respectivamente)
  2. con muescas tipo A (en forma de U) o tipo B (en forma de V)
  3. dirección del impacto en relación al espesor (h) de la muestra
  4. dirección del impacto en relación al ancho (b) de la muestra
  5. dirección del impacto con respecto al plano de la lámina laminada
  6. dirección del impacto con respecto al plano de la lámina laminada