Ensayo de Charpy o Resiliencia

ENSAYO DE CHARPY O RESILIENCIA

FERNANDO GIL PARRA JOHN REYES ALARCON FERNEY BOHORQUEZ

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA METALURGIA TUNJA 2014 1

ENSAYO DE CHARPY O RESILIENCIA

FERNANDO GIL PARRA JOHN REYES ALARCÓN FERNEY BOHORQUEZ

Presentado A: ING. MÓNICA MELGAREJO

METALURGIA MECÁNICA

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA METALURGIA TUNJA 2014 2

TABLA DE CONTENIDO

Pág. INTRODUCCION...........................................................................................4 TÍTULO Y OBJETIVOS..................................................................................5 MATERIALES Y EQUIPO………………………………………………............5 ALCANCES Y LIMITACIONES.......................................................................9 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL………………………………….……....9 ECUACIONES PARA LA DETERMINACION DE LA ENERGIA……………13 ANALISIS EXPERIMENTA..…………………………………………………… 17 CONCLUSIONES………..…………………...……………………………….…18 BIBLIOGRAFIA.…………………...……………………………………………..19 ANEXOS ………………………………………………………………………… 20

LISTADO DE FOTOGRAFÍAS

FOTO N° 1: PENDULO SHARPY…………….…….........................................6 FOTO N° 2: ESPECIFICACIONES PENDULO SHARPY…………….…….6 FOTO N° 3: MUFLA CON TEMPERATURA DE AUSTENIZACION……..….7 FOTO N° 4: PROBETAS UTILIZADAS ……..……………………...………….7 FOTO N° 5: PROBETA DE ACERO TEMPLADA……………………………...8 FOTO N° 6: TEMPLADO DE LAS PROBETAS UTILIZADAS………………..8 FOTO N° 7: ESQUEMA DE TRABAJO DEL PENDULO ……………………..11

LISTADO DE TABLAS

TABLA N°1: COMPARACIÓN DE LAS PROBETAS…………………………12 TABLA N°2: INTERPRETACION DE LOS DATOS…………………………..17

3

INTRODUCCION

Este ensayo se realiza con el fin de identificar las propiedades de los metales, en este caso un 4 Probetas latón, aluminio, acero estructural y acero estructural R60, sometidos a dos tratamiento térmicos, la cuales son de temple y recocido que le dan al material diferentes propiedades de ductilidad tenacidad y resistencia. También analizaremos una propiedad que es la resilencia o capacidad de absorber la energía por el material que es producida por carga impacto, de lo anterior se analizaran las reacciones de cada probeta frente a un impacto las cuales se comparan con las probetas del mismo material ensayadas en anteriormente sin ningún tratamiento térmico.

4

ENSAYO DE CHARPY O RESILIENCIA

OBJETIVO GENERAL Familiarizarse con los criterios de valoración de la resistencia de los materiales a las cargas de impacto; comparación de la conducta de diferentes materiales sometidos a tratamiento térmico, frente al ensayo de impacto Sharpy.

OBEJTIVOS ESPECIFICOS 

Identificar los diferentes tipos de materiales y propiedades, los cuales se someterán a impacto.



Someter las diferentes probetas a tratamiento térmico de recocido y temple.



Comparar estos materiales con los que no tiene tratamiento térmico.

MATERIALES Y EQUIPOS  4 Probetas latón, aluminio, acero estructural y acero estructural R60  Péndulo Sharpy  Mufla  Flexómetro

5

PENDULO SHARPY

FOTO N°1: PENDULO SHARPY

CARGA

MASA

ALTURA

FOTO N° 2: ESPECIFICACIONES DE PENDULO SHARPY 6

FOTO N°3: MUFLA DE LABORATORIO CON TEMPERATURA DE AUSTENIZACION

Acero Estructural

Acero R60

Aluminio

Latón FOTO N°4: PROBETAS UTILIZADAS 7

FOTO N°5: TEMPLADO DE LAS PROBETAS UTILIZADAS

FOTO N°6: PROBETA DE ACERO TEMPLADA

8

ALCANCES Y LIMITACIONES ALCANCES: Se realizó el ensayo adecuadamente con orientación del ingeniero y ingeniera los cuales explicaron el funcionamiento y manejo del péndulo LIMITACIONES: El no tener un dato exacto en la toma de la altura del péndulo después del impacto.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Se procedió a ser el ensayo de Sharpy o resiliencia con 4 probetas (latón, aluminio, acero estructural y acero estructural R60) las cuales anteriormente fueron tratadas térmicamente con recocido y temple, y así se tomaron en cuenta los datos de carga y altura máxima a la cual llegaba el péndulo al ser impactado por cada una de las probetas estos materiales.

ECUACIONES PARA LA DETERMINACION DE LA ENERGIA

Donde m es la masa de la probeta y v la velocidad del péndulo en el impacto que sería de 5.6m/s Para la probeta latón con temple 2

9

Para la probeta latón con recocido 2

Para la probeta de aluminio con temple

2

Para la probeta de aluminio con recocido

2

Para la probeta acero estructural R60 con temple

2

Para la probeta acero estructural R60 con recocido

2

10

Para la probeta acero estructural con temple

2

Para la probeta acero estructural con recocido

2

250 1550

FOTO N°7: ESQUEMA DE TRABAJO DEL PENDULO

11

TABLA N°1: COMPARACIÓN DE LAS PROBETAS PROBETA AISI

MASA (gr)

ALTURA (m)

FUERZA RECIBIDA (Kp)

LATON SIN TT

48.75

1.88

2.5

LATON CON TEMPLE

53.8

1.80

2.6

LATON CON RECOCIDO

48.7

1.83

3.4

ALUMINIO SIN TT

16.01

1.70

4

ALUMINO CON TEMPLE

16.8

1.65

5.3

ALUMIN CON RECOCIDO

16.2

1.50

8.8

ACERO R60 SIN TT

48.5

1

16

ACERO R60 TEMPLE

44.6

1.13

14.3

ACERO R60 RECOCIDO

46.8

1.50

8.8

ACERO ESTRAUCTURAL

43.16

1.28

10.5

ACERO ESTR TEMPLE

47.4

1.24

12.8

ACERO ESTR RECOCIDO

45.9

1.45

8.7

12

Donde α= 1550 Donde R= 0.825m Donde m= 18.75Kg

 Probeta latón con temple

13

 Probeta latón con recocido

 Probeta aluminio con temple

 Probeta aluminio con recocido

14



Probeta acero estructural R60 con temple



Probeta acero estructural R60 con recocido



Probeta acero estructural con temple

15



Probeta acero estructural con recocido

16

ANALISIS EXPERIMENTAL TABLA N°2: INTERPRETACION DE LOS DATOS PROBETA

EF Kp.m

EF J

EK J

EI Kp.m

EI J

ER J

DUREZA

LATON

0

0

0.7655

2.5

24.5

56.96

78,6 RB

LATON TEMPLE

0

0

0.843

2.6

25.48

42.26

90.9 RB

LATON RECOCIDO

0

0

0.763

3.4

33.32

47.77

83.5 RB

ALUMINIO

0

0

0.2510

4

39.2

23.88

29.8 RB

ALUMINIO TEMPLE

0

0

0.263

5.3

51.94

14.7

34.6 RB

ALUMINIO RECOCIDO

0

0

0.254

8.8

86.24

12.8

124 RB

ESTR R60

0

0

0.6875

16

156.8

104.73

56.7 RC

ESTR R60 TEMPLE

0

0

0.699

14.8

145.04

80.85

62 RC

ESTR R60 RECOCIDO

0

0

0.733

8.8

86.24

12.86

68 RC

ESTRUCTURAL

0

0

0.6667

10.5

102.9

53.28

80.3 RC

ESTRUCTURAL TEMPLE

0

0

0.743

12.8

125.44

60.63

88.6 RC

ESTRUCTURAL RECOCIDO

O

0

0.719

8.7

85.26

22.05

94.6 RC

De los anteriores datos podemos observar que la probeta de acero estructural R60 tiene mayor resistencia al impacto y con la probeta de aluminio no tiene una gran resistencia al impacto. Las ralladuras o entallas en los materiales influyen en la resistencia de los materiales

17

CONCLUSIONES

    

El tratamiento térmico de los metales es una forma de mejorar sus propiedades mecánicas. El recocido es una forma de regenerar la estructura y afinar el tamaño de grano haciéndolo mayor resistente al impacto. El recocido baja tensiones internas del material El temple es una forma de aumentar la dureza de un metal pero del mismo modo baja su resistencia y será frágil. En el recocido de la probeta para el ensayo Sharpy se concluye que absorbe toda la energía en la estructura haciéndola más resistente debido a su estructura de grano fino.

18

BIBLIOGRAFIA

   

Norma Técnica Colombiana NTC 1486 Mecánica de materiales sexta edición. R.C.Hibbeler Mecánica de materiales segunda edición James M.Gere, Stephen P.Timoshenko www. Scribe.es/articulosharpu/234537ensayosharpy.pdf

19

ANEXOS

20

21

22

23