Este documento presenta la información sobre un ensayo de impacto realizado para determinar la tenacidad de diferentes materiales (acero aleado, acero no aleado y aluminio) mediante la prueba de Charpy. Incluye la introducción, objetivos, marco teórico, procedimiento, materiales, cálculos, análisis y bibliografía del ensayo. El objetivo general fue calcular la tenacidad de los materiales mediante el ensayo de impacto, y los objetivos específicos incluyeron analizar la importancia de la prueba y determinar

1. ENSAYO DE IMPACTO
Presentación
Objetivo general
Objetivos específicos
Marco teórico
Procedimiento
Materiales/equipos
Cálculos y resultados
Análisis
Bibliografía
Créditos
Presentación
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
Créditos

2. INTRODUCCIÓN
 En el proceso de formación de un Ingeniero Industrial,
es muy importante el conocimiento de la Ciencia de los
Materiales, ya que ésta proporciona las herramientas
necesarias para comprender el comportamiento general
de cualquier material, lo cual es necesario a la hora de
desarrollar adecuadamente diseños de componentes,
sistemas y procesos que sean confiables y económicos.
Cuando se manipulan materiales es muy importante
conocer e identificar las diferentes características y
propiedades mecánicas que éstos poseen. En el caso
específico de esta práctica, se estudiarán las
propiedades como la resiliencia o resistencia al impacto
que tienen los materiales metálicos, mediante la
aplicación de las pruebas de impacto Charpy. De igual
forma esta práctica también tiene por objetivo,
desarrollar habilidades para la manipulación de los
instrumentos requeridos en la práctica.
Presentación
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
Créditos

3. Objetivo general
 Calcular la tenacidad de los materiales (acero
aleado, acero no aleado y aluminio) mediante el
ensayo de impacto desarrollado en el
laboratorio con el péndulo charpy.
Presentación
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
Créditos

4. Objetivos específicos
 Analizar y reconocer la importancia de la prueba de
impacto para determinar algunas características de
los materiales.
 Determinar la tenacidad a la fractura de un material
al ser sometido al ensayo de impacto.
 Obtener conocimientos acerca de la práctica
realizada en el ensayo de impacto.
 Reconocer que tan dúctil es el material después de
realizar la prueba y de someterlo a cargas de
impacto.
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Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
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5. Marco teórico Presentación
 Energía cinética: La energía cinética o energía de
movimiento,, se debe al movimiento de un cuerpo. Su
fórmula es ½ mv2
 Energía potencial: La energía potencial o de posición se
debe a la altura a la cual se ha elevado un cuerpo. Su
fórmula es mgh
 Tensión es la fuerza interna aplicada, que acta por unidad
de superficie o área sobre la que se aplica. También se
llama tensión, al efecto de aplicar una fuerza sobre una
forma alargada aumentando su elongación.
 tenacidad es la energía total que absorbe un material
antes de alcanzar la rotura, por acumulación
de dislocaciones. En mineralogía la tenacidad es la
resistencia que opone un mineral u otro material a ser
roto, molido, doblado, desgarrado o suprimido
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
Créditos

6. Marco teórico
 Resiliencia: energía que necesita un material para deformarse
elásticamente.
 Módulo de resiliencia: Corresponde a la energía de deformación por
unidad de volumen requerida para deformar el material hasta el límite
elástico
 Dureza es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la
penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones
permanentes; entre otras. También puede definirse como la cantidad de
energía que absorbe un material ante un esfuerzo antes de romperse o
deformarse. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto
significa que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio es mucho más
difícil de rayar.
 Ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como
las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción
de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin
romperse,1 permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material.
Presentación
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
Créditos

7. Marco teórico
 Fragilidad: es la cualidad de los objetos y materiales de
romperse con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad se
define más propiamente como la capacidad de un material de
fracturarse con escasa deformación. Por el contrario, los
materiales dúctiles o tenaces se rompen tras sufrir acusadas
deformaciones, generalmente de tipo deformaciones plásticas.
La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene la
peculiaridad de absorber relativamente poca energía, a
diferencia de la rotura dúctil.
 Fractura: Es la separación de un sólido bajo tensión en dos o
más piezas. En general, la fractura metálica puede clasificarse
en dúctil y frágil. La fractura dúctil ocurre después de una
intensa deformación plástica y se caracteriza por una lenta
propagación de la grieta. La fractura frágil se produce a lo largo
de planos cristalográficos llamados planos de fractura y tiene
una rápida propagación de la grieta.
Presentación
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
Créditos

8. Marco teórico Presentación
 Ensayo de impacto
 “Cuando un material es sujeto a un golpe repentino y
violento, en el que la velocidad de deformación es
extremadamente rápida, se puede comportar en una
forma mucho más frágil que la que se observa en otro tipo
de pruebas, por ejemplo en el ensayo de tensión. Esto, se
puede observar en muchos plásticos, ya que al estirarlo
con mucha lentitud, las moléculas de polímero tienen
tiempo de desenredarse o las cadenas de deslizarse entre
sí y permitir deformaciones plásticas grandes. Sin
embargo, si se aplica una carga de impacto, el tiempo es
insuficiente para que esos mecanismos jueguen un papel
en el proceso de deformación, y los materiales se rompen
en forma frágil, Con frecuencia se usa un ensayo de
impacto para evaluar la fragilidad de un material bajo
estas condiciones. En contraste con el ensayo de tensión,
en el de impacto las tasas de deformación unitaria son
mucho mayores”
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
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Créditos

9. Marco teórico Presentación
 El ensayo de impacto consiste en dejar caer un péndulo pesado, el cual
a su paso golpea una probeta que tiene forma de paralelepípedo,
ubicada en unos soportes en la base de la máquina. Se debe dejar caer
el péndulo desde un ángulo α = +/- 90º, para que la velocidad del
péndulo, en el momento del golpe y en el punto de la nariz de golpeo
sea de 4.11 m/s y de esta manera cumpla con los requerimientos de la
norma que especifica que la velocidad del péndulo en el momento del
impacto debe estar entre 3 m/s y 6 m/s. La probeta posee una muesca
(entalle) estándar para facilitar el inicio de la fisura. Luego de golpear la
probeta, el péndulo sigue su camino alcanzando cierta altura que
depende de la cantidad de energía absorbida por la probeta durante el
impacto. Las probetas que fallan en forma frágil se rompen en dos
mitades, en cambio aquellas con mayor ductilidad (baja fragilidad) se
doblan sin romperse. Este comportamiento es muy dependiente de la
temperatura y la composición química, lo cual obliga a realizar el ensayo
con probetas a distinta temperatura, para evaluar y encontrar la
“temperatura de transición dúctil-frágil". Hasta ahora, sólo se ha hecho
mención a la resistencia de los materiales (principalmente acero)
cuando estos se ven solicitados a esfuerzos de tracción. Existen otros
ensayos destructivos que permiten evaluar la resistencia del material
frente, por ejemplo, al impacto (o resiliencia). El ensayo Charpy permite
calcular cuánta energía logra disipar una probeta al ser golpeada por un
pesado péndulo en caída libre (Fig1). El ensayo entrega valores en
Joules, y éstos pueden diferir fuertemente a diferentes temperaturas.
La Figura 2 permite evaluar la diferencia entre probetas antes y después
del ensayo.
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
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10. Marco teórico
Figura1
Máquina para pruebas de impacto
Presentación
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
Créditos

11. Marco teórico
Figura2
Probetas de un ensayo de impacto
La probeta posee un entalle estándar para facilitar el inicio
de la fisura; este entalle recibe el nombre de V-Notch. Luego
de golpear la probeta, el péndulo sigue su camino
alcanzando una cierta altura que depende de la cantidad de
energía disipada al golpear. Las probetas que fallan en forma
frágil se rompen en dos mitades, en cambio aquellas con
mayor ductilidad se doblan sin romperse. Este
comportamiento es muy dependiente de la temperatura y la
composición química, esto obliga a realizar el ensayo con
probetas a distinta temperatura, para evaluar la existencia
de una "temperatura de transición dúctil-frágil".
Presentación
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
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12. Marco teórico
 Grafica Temperatura de transición.
Presentación
Introducción
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Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
Créditos

13. PROCEDIMINETO Presentación
 1. Se verifica que la probeta se encuentre ubicada sobre el
bastidor o yunque de la máquina de tal modo que el lado o
cara de la muestra donde se localiza la ranura se apoye en las
mandíbulas del bastidor y la ranura quede centrada en el
espacio entre estas mandíbulas. La talla en forma de V de la
probeta debe quedar en lado contrario del golpe del péndulo.
 2. El péndulo o martillo debe hallarse asegurado en su
posición inicial mediante el gatillo de la máquina, de otro
modo, con el accionamiento eléctrico o manual, suspéndalo
hasta esa ubicación y asegúrelo.
 3. Se debe revisar que el péndulo no marque ningún valor
(este en cero).
 4. Retírese por lo menos a un metro en frente de la
trayectoria que sigue el péndulo, sosteniendo en sus manos el
tablero de controles de la máquina.
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
Créditos

14. PROCEDIMINETO
 5. Antes de colocar la perilla del tablero en la posición de
encendido, asegúrese también de que el cable que va
desde el control hacia la máquina no haya quedado
atravesado en la trayectoria a seguir el péndulo.
 6. Coloque la perilla en la posición de encendido y libere
el martillo para fracturar la muestra
.
 7. Una vez la probeta ha fallado, el martillo continua su
trayectoria semicircular y una aguja o índice de registro
es accionada por el extremo superior del brazo del
péndulo, de manera que se deslice sobre la escala de
energía e indique la altura alcanzada por el péndulo al
final de la oscilación (algunas máquinas y/ o dispositivos
modernos vienen con esta escala directamente en
unidades de energía).
Presentación
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
Créditos

15. PROCEDIMINETO Presentación
 8. La diferencia de altura entre el centro de gravedad del
péndulo en la posición inicial y en el extremo opuesto de su
oscilación, multiplicada por el peso del mismo, es el valor
de la energía absorbida por la probeta en el golpe.
 9. Detenga la oscilación del péndulo desde el tablero de
controles, hasta que el brazo quede en posición vertical, o
elévelo hasta la posición inicial de prueba para ensayar una
nueva muestra.
Introducción
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16. Materiales/equipos Presentación
 Péndulo Charpy
 Se utiliza en ensayos para determinar la
tenacidad de un material.
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Análisis
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17. Materiales/equipos
 Probetas
 Se utilizaron tres materiales, un aluminio y dos tipos de
aceros, a temperatura ambiente y bajas temperaturas.
La probeta que se utiliza para este tipo de ensayo es una
barra de sección transversal cuadrada dentro de la cual
se ha realizado una talla en forma de V. Esta probeta se
sostiene mediante mordazas paralelas que se localizan
de forma horizontal.
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Introducción
Obj. General
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Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
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18. Cálculos y Resultados Presentación
 PROBETA DE ALUMINIO
Energía absorbida: 99 Julios
El aluminio es el material mas dúctil de los tres, lo que significa
que posee gran tenacidad ya que esta es la capacidad que tiene
un material para absorber energía antes de romperse.
 PROBETA DE ACERO ALEADO
Energía absorbida: 6 Julios
El acero aleado es menos dúctil que el acero sin aleación lo que
significa que no es muy tenaz.
 PROBETA DE ACERO NO ALEADO
Energía absorbida: 66 Julios
El acero no aleado es más dúctil y tenaz que el aleado
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
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19. Análisis Presentación
 La tenacidad es la energía total que absorbe un
material antes de alcanzar la rotura, por
acumulación de dislocaciones. La tenacidad se
debe principalmente al grado de cohesión entre
moléculas.
 En esta práctica se pudo notar que al mejorar
alguna de las propiedades de un material
disminuye otra, en el caso de la probeta de acero
aleado su ductilidad es mínima y absorbió menos
energía que las demás probetas para romperse, a
diferencia del acero sin aleación el cual es mas
tenaz y dúctil que el aleado; así mismo
comprobamos que el aluminio es mucho mas
dúctil y tenaz que los aceros estudiados en la
practica.
Introducción
Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
Créditos

20. BIBLIOGRAFÍA
 Hibbeler R, Mecánica de Materiales. Tercera Edición.
Prentice-Hall Hispanoamericana SA. México D.F., 856
páginas
 Mott R. Resistencia de Materiales Aplicada. Tercera Edición.
Prectice-Hall Hispanoamericana SA. Mexico D.F., 640
páginas.
 Recuperado el 23 octubre del 2013 de monografías
http://www.monografias.com/trabajos46/fracturas-mecanicas/
fracturas-mecanicas2.shtml#ixzz2iltRmvG6.
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Obj. General
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Materiales
Cálculos
Análisis
Biografía
Créditos

21. Créditos
 ESTUDIANTES DE LA FACULTAD DE
INGENIERÍA
 Romario Molina C
 Jessica Caballero C
 María De la Asunción
 Bryan Sánchez
Presentación
Introducción
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Obj.Especifico
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Materiales
Cálculos
Análisis
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