Introducción a la prueba de impacto Charpy tipo V
Fecha:2025-08-12
I. Propósito central de la prueba
El propósito principal de la prueba de impacto Charpy V-Type es determinar:
Dureza de muesca/Dureza de impacto: La capacidad de un material para soportar cargas de impacto rápido sin fractura en presencia de una muesca aguda (una fuente de concentración de tensión). Los materiales con alta dureza absorben más energía antes de romperse.
Temperatura de transición dúctil-frágil: para muchos materiales (particularmente metales con una estructura cúbica centrada en el cuerpo, como el acero dulce), su tenacidad disminuye drásticamente con la disminución de la temperatura, pasando de una fractura dúctil a frágil. Las pruebas CVN, mediante pruebas a diferentes temperaturas, pueden caracterizar la curva de transición dúctil-frágil del material y determinar su rango de temperatura de transición. Esto es crucial para evaluar la idoneidad de un material para entornos de baja temperatura (como los de regiones extremadamente frías y la ingeniería criogénica).
Calidad y consistencia del material: los efectos de diferentes lotes de material, diferentes condiciones de tratamiento térmico o diferentes procesos de fabricación en la tenacidad del material se pueden comparar rápidamente.
II. Principio y procedimiento de prueba
La prueba se basa en un principio relativamente simple pero bien definido: medir la energía requerida para que un péndulo rompa una muestra con una muesca en V estándar.
Preparación del espécimen:
Se utiliza un espécimen rectangular estándar (típicamente 55mm x 10mm x 10mm).
Una muesca en forma de V de dimensiones específicas se mecaniza en el medio de una de las caras longitudinales de la muestra. Esta es una característica clave de la prueba:
Ángulo de muesca: Típicamente 45 °.
Profundidad de la muesca: Típicamente 2mm.
Radio de raíz de muesca: Muy pequeño (típicamente 0,25mm) para asegurar una concentración de tensión aguda. Esta muesca en V aguda simula una posible grieta, defecto o área de concentración de tensión en el material, lo que hace que la prueba sea extremadamente sensible al potencial de fragilidad del material.
Equipo de prueba:
Probador del impacto del péndulo: El equipo de la base. Consiste en un péndulo que gira alrededor de un eje fijo y se eleva inicialmente a una altura predeterminada (con una energía potencial definida).
Soporte del espécimen: Dos yunques de soporte utilizados para colocar el espécimen horizontalmente (con la muesca hacia afuera de la dirección de impacto del péndulo).
Indicador de la energía: Un dial o un indicador digital indica la altura a la cual el péndulo sube después de romper el espécimen, permitiendo el cálculo de la energía del impacto consumida para romper el espécimen.
Procedimiento de prueba:
Precisamente coloque la muestra en los dos yunques de soporte de la máquina de prueba, asegurando que la muesca esté centrada entre los yunques y mirando hacia afuera del péndulo.
Suelte el péndulo, elevado a la altura predeterminada.
El péndulo cae libremente, golpeando el espécimen directamente opuesto a la muesca en su punto más bajo.
La muestra se rompe bajo la carga de impacto.
El péndulo continúa oscilando hacia arriba, pero alcanza una altura inferior a la altura de liberación inicial.
La máquina de prueba mide y registra la diferencia del ángulo o de la altura de la subida del péndulo después de romper el espécimen.
Cálculo de la energía absorbida del impacto: La energía absorbida por el espécimen en la rotura se calcula a partir de la diferencia entre la energía potencial inicial del péndulo y la energía potencial residual después de romper el espécimen. Esta energía se conoce como la energía de impacto Charpy V-Notch (generalmente representada por los símbolos KV, CVN o Akv, y expresada en julés). Este valor de energía es un indicador clave de la tenacidad de la muesca de un material.
