¿Qué es Impacto Charpy?
En la prueba Charpy, una muestra con muescas se coloca horizontalmente sobre dos soportes y se golpea con un martillo pendular desde la cara opuesta a la muesca. La energía perdida por el péndulo es la energía absorbida al fracturar la muestra, leída en julios. La muestra está horizontal y apoyada en ambos extremos; esto es lo que la distingue de la prueba de Izod.
Objetivo de Impacto Charpy
El objetivo es evaluar el comportamiento de fractura y la ductilidad del material bajo cargas repentinas. Cuando se repite a diferentes temperaturas, se determina el rango de temperatura en el que el material pasa a tener un comportamiento frágil; Esta es una información decisiva para los aceros destinados a climas fríos.
¿A qué productos se aplica Impacto Charpy?
- Aceros estructurales y aceros para recipientes a presión.
- Muestras de soldadura y zonas afectadas por el calor.
- Aceros para tuberías
- Piezas fundidas y forjadas
- Componentes estructurales que funcionan a baja temperatura.
¿En qué sectores se utiliza Impacto Charpy?
Normas relacionadas con Impacto Charpy
- ISO 148-1 (materiales metálicos — Ensayo de impacto con péndulo Charpy)
- ASTM E23 (ensayo de impacto con barra entallada de materiales metálicos)
- EN 10045 (reemplazada por ISO 148-1; todavía mencionada en especificaciones anteriores)
- ISO 179-1 (Impacto Charpy para plásticos)
Condiciones de Impacto Charpy
- Muestra
- Barra de sección transversal estándar; Con muescas en V o en U
- Tipo de muesca
- Indicado en la especificación; La muesca en V es común para materiales metálicos.
- Temperatura de prueba
- De la especificación; La muestra se acondiciona si se requiere baja temperatura.
- Cantidades medidas
- Energía absorbida (J), expansión lateral, porcentaje de fractura dúctil en la superficie de fractura
Equipo para Impacto Charpy
- Máquina de impacto de péndulo Charpy con martillo calibrado.
- Máquina entalladora de muestras y proyector de control de entalladuras
- Baño acondicionador de baja temperatura y termómetro.
- Pinzas de transferencia de muestras (limitando la pérdida de temperatura)
- Configuración del examen de la superficie de la fractura
Requisitos de muestra para Impacto Charpy
- La muestra debe mecanizarse según las dimensiones estándar y comprobarse la geometría de la entalla.
- La ubicación y orientación del muestreo (longitudinal/transversal) se eligen según el estándar de material.
- Generalmente se ensayan conjuntos de tres muestras.
- En el ensayo a baja temperatura, la muestra debe romperse dentro del tiempo definido después de la transferencia.
- Para muestras soldadas, se debe indicar la ubicación de la muesca (soldadura, HAZ, metal base).
Duración de Impacto Charpy
Un solo descanso dura unos segundos. La duración total depende del mecanizado, entallado y acondicionamiento a baja temperatura de la muestra; Si se requiere una curva de transición, los conjuntos se prueban a muchas temperaturas.
Procedimiento de Impacto Charpy
- 1Las muestras se mecanizan según dimensiones estándar y se les hacen muescas.
- 2Se comprueba la geometría de la muesca.
- 3La muestra se acondiciona si se requiere una temperatura de prueba.
- 4La muestra se coloca sobre los soportes con la muesca de espaldas al percutor.
- 5Se suelta el péndulo y se rompe la muestra.
- 6Se lee la energía absorbida; Se evalúan la expansión lateral y la superficie de la fractura.
- 7Se informan los valores promedio e individuales establecidos.
Criterios de aceptación de Impacto Charpy
El método estándar define cómo se realiza la prueba, no cuál debe ser el resultado. El límite de aceptación proviene del estándar del material, de la especificación del producto o del dibujo técnico del cliente; Por lo tanto, esta página no ofrece ningún límite numérico.
Evaluación de resultados
La evaluación suele basarse en el promedio establecido y en un límite inferior de una sola muestra; ambos están definidos en el estándar de materiales. La relación dúctil/frágil en la superficie de la fractura y la expansión lateral son información adicional que respalda el valor energético.
Informe de Impacto Charpy
- Identificación de la muestra, tipo de material y número de molde/lote, si corresponde
- Geometría, dimensiones y método de preparación de la muestra.
- Condiciones estándar y de prueba aplicadas.
- Temperatura de prueba y condiciones ambientales.
- Valores medidos y cantidades calculadas.
- Fotografías de la superficie de la fractura o de la indentación (cuando corresponda)
- Incertidumbre de medición (si se solicita)
- Una declaración de que el resultado se aplica únicamente a la muestra enviada para la prueba.
Acreditación
EUROLAB posee una acreditación reconocida internacionalmente obtenida de organismos de acreditación que forman parte de los acuerdos de reconocimiento multilateral de IAF e ILAC, según ISO/IEC 17025 para pruebas de laboratorio, ISO/IEC 17020 para inspección y vigilancia, e ISO/IEC 17021-1 e ISO/IEC 17065 para certificación de sistemas y productos. Esta cadena garantiza que los informes y certificados emitidos sean aceptados en todo el mundo.
La posibilidad de ofrecer esta prueba dentro del alcance acreditado depende de su producto y del estándar aplicado; Dado que la acreditación se basa en métodos, el alcance se confirma por escrito en la etapa de cotización.
Alcance y autorizacionesRegulaciones Relacionadas
- EN 10204 (documentos de inspección para productos metálicos)
- Reglamento UE 305/2011 sobre Productos de Construcción (para productos utilizados en la construcción)
- Normas armonizadas aplicadas según la familia de productos.
Mekanik Testler — ¿Qué abarca este campo de ensayo?
La siguiente sección describe el campo al que pertenece el ensayo Impacto Charpy; las condiciones y criterios de aceptación de este ensayo en particular figuran en las secciones anteriores. El alcance específico de su producto se confirma por escrito en la etapa de cotización.
Los ensayos mecánicos miden cómo se comporta un material o una pieza bajo fuerza. La familia abarca desde la carga estática (tracción, compresión, flexión) hasta el comportamiento dependiente del tiempo (fatiga, fluencia), y desde la dureza y el desgaste hasta la tenacidad a la fractura.
Lo que estos ensayos tienen en común es que el resultado se reporta como una PROPIEDAD DEL MATERIAL. El límite elástico o la dureza no son una decisión de conformidad; son datos numéricos con los que se comparará el diseño y la norma de producto. Por ello, los informes de ensayo mecánico suelen ser un dato de entrada para una decisión de ingeniería y no para una aprobación de producto — selección de material, coeficiente de seguridad, predicción de vida útil.
La distinción entre comportamiento estático y dinámico es la clave para entender el ámbito. Una pieza puede parecer completamente sin esfuerzo bajo carga estática y, sin embargo, romperse bajo carga repetida; la rotura por fatiga se produce a tensiones muy por debajo del límite elástico y no da aviso. Para piezas rotativas, vibrantes o sometidas a carga cíclica, un ensayo de tracción por sí solo no es, por tanto, una prueba suficiente.
Las condiciones de ensayo determinan el resultado, y esto es crítico para la legibilidad del informe: geometría de la probeta, velocidad de carga, temperatura, acondicionamiento y disposición de sujeción. El mismo material da valores distintos en condiciones distintas. En los plásticos el efecto de la velocidad es muy pronunciado, en los metales el efecto de la temperatura; en los compuestos la orientación de la probeta cambia por completo el resultado.
La dureza es la medición más mal utilizada en el ámbito. Al ser rápida, casi no destructiva y económica, se usa a menudo en lugar de la resistencia. Existen tablas de conversión de dureza a resistencia, pero son APROXIMADAS y dependen del grupo de materiales; usarlas como única evidencia en la aceptación de material es incorrecto.
El lado de la mecánica de fractura exige una competencia específica. Las mediciones de tenacidad a la fractura y de velocidad de crecimiento de grietas por fatiga permiten calcular cuánto durará una estructura agrietada; son la base del diseño tolerante al daño en ámbitos como equipos a presión, estructuras aeronáuticas y oleoductos.
Grupos de métodos en este campo
Ensayos estáticos
Tracción, compresión, flexión, cizallamiento y torsión. Se obtienen el límite elástico y la resistencia a la tracción, el alargamiento y el módulo de elasticidad.
Ensayos de impacto
Impacto con entalla Charpy e Izod; se determina el comportamiento de transición dúctil-frágil del material en función de la temperatura.
Dureza
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore y microdureza. Valioso para la profundidad del tratamiento superficial y las diferencias locales de resistencia.
Fatiga
Fatiga axial controlada por fuerza y deformación, fatiga en flexión; curvas S-N y límite de fatiga.
Fluencia y relajación de tensiones
Comportamiento bajo carga a largo plazo a alta temperatura; determinante para materiales de calderas, turbinas y equipos a presión.
Mecánica de fractura
Tenacidad a la fractura en deformación plana, integral J, CTOD y velocidad de crecimiento de grietas por fatiga.
Desgaste y fricción
Abrasión Taber y tambor giratorio, mediciones del coeficiente de fricción.
Confusiones frecuentes en este campo
- Calcular la resistencia a partir de la dureza es aproximado; no puede usarse como única evidencia en la aceptación de material.
- Una resistencia estática adecuada no demuestra la resistencia a la fatiga; una pieza sometida a carga cíclica requiere un ensayo aparte.
- Si no se registran la velocidad y la temperatura del ensayo, el resultado no es comparable, especialmente en polímeros y compuestos.
- Una probeta de ensayo y la pieza real pueden no dar el mismo valor; la orientación de moldeo, las líneas de soldadura y las diferencias de tratamiento superficial influyen.
- Un valor de resistencia dado para un compuesto sin indicar la orientación de la probeta carece de sentido.
- Los equivalentes ASTM e ISO miden la misma magnitud pero usan geometrías de probeta distintas; los resultados no se consideran directamente equivalentes.
Qué decisiones respaldan estos resultados
- Verificación del diseño y selección de materiales
- Control de materiales entrantes y aprobación de proveedor
- Cumplimiento de los requisitos mecánicos de la norma de producto
- Análisis de fallos, predicción de vida útil y cálculo de tolerancia al daño
- Verificación de los procesos de tratamiento térmico y superficial
Pruebas relacionadas
Preguntas frecuentes sobre Impacto Charpy
¿En qué se diferencia Charpy de Izod?
En Charpy, la probeta está horizontal y apoyada en ambos extremos, y el impacto proviene de la cara opuesta a la muesca. En Izod, la muestra es vertical, sujeta por un extremo y el impacto se aplica en el lado de la muesca. Los resultados no se pueden convertir entre los dos.
¿Por qué se hace a baja temperatura?
Muchos aceros pasan de dúctiles a frágiles a medida que baja la temperatura. La especificación requiere cumplir con un valor energético específico a la temperatura más baja a la que se utilizará el producto; la prueba se realiza a esa temperatura.