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• Sebastian Ignacio Passi Pellegrino

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Propiedades Mecánicas de los metales

Esfuerzos y

deformaciones

Deformación biaxial

Fluencia y limite elástico

Flexión en vigas

Ensayo de Impacto Charpy

Efectos de la velocidad de deformación y comportamiento al impacto

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El ensayo de impacto es del tipo dinámico utilizado para medir la tenacidad del acero. En este ensayo se mide la energía consumida en romper la probeta normalizada en Julios [J]. La energía consumida se mide en función de la diferencia entre la altura a la que se suelta la maza y la que alcanza tras romper la probeta.

COMO DETERMINAMOS LA TENACIDAD DEL MATERIAL 

Desde una altura Hi conocida se deja caer el péndulo P.



Cuando el péndulo de peso P se libera, golpea a la probeta.



Después de romper la probeta alcanza una altura h.



Girando un ángulo total

  calcular la energía se puede

absorbida por la probeta en el impacto. Por lo tanto. 

Energía Potencial Inicial: P·Hi = P·L·(1-cos α)



Energía Potencial Final: P·h = P·L·(1-cos β)



Por lo tanto la energía absorbida por la probeta será: P·L·(1-cos α) - P·L·(1-cos β) = P·L·(cos β- cos α)

ESQUEMA MAQUINA CHARPY •

Probeta.

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Muesca de la Probeta.

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Martillo del péndulo.

TIPOS DE PROBETAS PARA LA PRUEBA DE IMPACTO 

La importancia de la ranura es concentrar la mayor parte de la energía de ruptura en una sola región de la pieza, con el fin de originar una fractura de tipo quebradiza.

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A continuación pasamos a detallar los tipos de probeta conocidos.

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Muesca en forma de Ojo de Cerradura; Se emplea en materiales sintéticos como, plástico, acrílico y materiales polímetros.

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Muesca en forma “U”; Se emplea en materiales considerados de dureza media o mayor.

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MAQUINA CHARPY

Muesca en forma “V”; Se emplea en materiales fibrosos, dúctiles y algunos materiales frágiles.

POSICION DE LA PROBETA PARA LA PRUEBA DE IMPACTO SEGÚN CHRPY

PENDULO MAQUINA CHARPY •

La posición de la probeta, corresponde al ensayo Charpy, esta probeta se apoya en sus extremos y se golpea en el centro por la cara contraria a la muesca de esta.

DIMENCIONES DE PROBETA Y MUESCA SEGÚN NORMA APLICADA. 

La probeta en la Norma ISO (Organización Internacional para la Estandarización) , es del tipo “ojo de cerradura” y tipo “u”.

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La probeta en la Norma ASTM E23 (Sociedad Americana para pruebas de Materiales) , es del tipo “V”.

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La probeta en la Norma DIN 50115 (Instituto Alemán de Normalización), emplea probetas similares a la ISO pero con menor profundidad de muesca.

a) MUESCA TIPO “V”

b) MUESCA TIPO OJO DE CERRADUERA

CURVAS DE TRANSICION FRAGIDUCTIL PARA ACEROS EN FUNCION DEL PORCENTAJE DE CARBONO 

La diferencia del porcentaje de carbono y las diferentes temperaturas provocan distintas propiedades a la tensión. para cada material en las curvas observadas. A mayor carbono menor tenacidad, y a menor carbono mayor tenacidad.

c) MUESCA TIPO OJO DE CERRADUERA

DITRIBUCION DEL ESFUERSO EN EL ENTORNO DE UNA MUESCA 

La diferencia del esfuerzo depende de la geometría de la muesca.

Ensayo de Impacto por caída libre •

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Las pruebas de impacto por caída libre pueden recrear un suceso de impacto del mundo real en un laboratorio. Este equipo de ensayo de impacto puede configurar la geometría de su masa, altura y velocidad variables, permitiendo a los ingenieros simular la potencia de impacto en los objetos reales. En este ensayo se pueden recrear muchos ejemplos de cómo impactar un material gracias a los distintos punzones con los que cuenta este ensayo.

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EJEMPLO DE IMPACTO EN UN ZAPATO DE SEGURIDAD 

Aquí se deja caer una puntera sobre la punta de acero del zapato con el fin de ver la energía que puede resistir antes de deformarse. La energía absorbida se

EJEMPLO DE IMPACTO EN UN PANEL SANDWICH. 

Aquí se deja caer un dispositivo de impacto esférico de 57mm de diámetro con un peso de 8kg. La idea es medir la máxima energía absorbida, la

EJEMPLO DE IMPACTO EN UNA SILLA. 

Aquí se deja caer una masa de 130kg. La idea es recrear el comportamiento de la silla a una carga alta definida y la idea es que esta no se rompa o se

Ensayo de Impactometro Dual •

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Este impactómetro es frecuentemente empleado para ensayos de diferentes sistemas de pintura y recubrimientos laminados. Ha dado excelentes resultados especialmente en el control de calidad para la medición de resistencia al impacto y la resistencia contra abollamiento de materiales de construcción como plásticos, resinas, laminados estratificados de fibra de vidrio, chapas, madera contrachapada, etc. La norma que rige este ensayo es la norma DIN en ISO (Instituto Alemán de Normalización).

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EJEMPLO DE IMPACTO EN UNA PLACA PINTADA. 

Aquí se deja caer una puntera sobre la base pintada para ver que fuerza de impacto recibe ante de desprender la pintura desde la base aplicada.

IMPACTOMETRO DUAL

Ensayo Método de la Maquina de los Angeles •

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Los agregados deben ser capaces de resistir el desgaste irreversible y degradación durante la producción, colocación y compactación de las obras de pavimentación, y sobre todo durante la vida de servicio del pavimento. Debido a las condiciones de esfuerzodeformación, la carga de la rueda es transmitida a la superficie del pavimento a través de la llanta como una presión vertical aproximadamente uniforme y alta. Por otro lado, los agregados transmiten los esfuerzos a través de los puntos de contacto donde actúan presiones altas. El Ensayo de Desgaste de Los Ángeles, mide básicamente la resistencia de los puntos de contacto de un agregado al desgaste y/o a la abrasión.

Maquina de Angeles

los

Fatiga

ENDURECIMIENTO POR DEFORMACION Y RECOCIDO

El endurecimiento por deformación en frio se debe al aumento de dislocaciones El proceso mecánico y térmico conduce finalmente a la posibilidad de procesar materiales mecánicos y obtener formas adecuadas. Se usa el endurecimiento por deformación para aumentar la resistencia del material. Los efectos de endurecimiento se contrarrestan térmicamente para mantener la ductilidad de los materiales

¿ Cual es la relación entre trabajo en frio y la curva de esfuerzo deformación? Un esfuerzo mas sobre el limite elástico causa una deformación permanente

Esfuerzo de fluencia: Esfuerzo necesario para iniciar el flujo plástico en un material ya deformado

Trabajos de manufactura que emplean procesos de extruido en frio o en caliente

Exponente de endurecimiento por deformación, n Corresponde a la pendiente de la porción plástica de la curva esfuerzo deformación en una escala logarítmica

Mecanismos de endurecimiento por deformación Durante la deformación aumenta el numero de dislocaciones Al aplicar un esfuerzo mayor al limite de cedencia las dislocaciones se deslizan por su plano de deslizamiento. Los obstáculos en los planos de deslizamiento producen deformación que dan origen a nuevas dislocaciones

Propiedades en función del porcentaje de trabajo frio

Características del trabajo en frio

Las tres etapas del recocido

Solubilidad y soluciones solidas

Condiciones para una solubilidad ilimitada

Diagramas de fase isomorfos

Temperaturas de solidus y liquidus Se define como aquella temperatura sobre la cual un material es totalmente liquido

Intervalo de solidificación: Coexisten dos fases