¿Cuál es la resistencia al impacto estándar del acero dulce?

La resistencia al impacto es la resistencia de una muestra que está sujeta a un impacto. Se calcula mediante la prueba charpy realizada en el laboratorio de resistencia de materiales. Consulte el texto de prueba charpy para una comprensión detallada.

LA PRUEBA DE IMPACTO CHARPY

Objetivo:

Para probar la resistencia del material hacia una carga de impacto

Aparato:

Máquina de prueba Charpy, una varilla de acero dulce y una varilla de acero al carbonato.

Introducción:

La prueba de impacto Charpy es una de las pruebas de impacto que se utiliza para determinar la resistencia a una carga o impacto repentino. Se dice que las muestras impactadas con fractura pequeña o con muy poca deformación plástica son frágiles, mientras que la fractura de un metal después de una deformación plástica extensa se dice que es de manera dúctil. La fractura frágil se ve clara, brillante con superficies, mientras que la fractura dúctil se ve grisácea y fibrosa.

Procedimiento:

1) Se coloca una muestra de muesca en V Charpy a través de mordazas paralelas en la máquina de prueba de impacto

2) El puntero se está configurando a su valor máximo (300 J)

3) El martillo se libera desde la altura inicial hacia abajo hacia la muestra

4) Las observaciones y la energía absorbida se registran y tabulan.

5) El paso 1-3 se repite para otro tipo de metal

Resultados:

Acero

Energía Absorbida (Joule)

Acero suave

299,0

Acero carbono

21,0

Acero al carbono Acero al carbono

Discusión:

A partir de los resultados obtenidos del experimento, podemos ver que la muestra se fractura de manera diferente. La fractura de acero suave no se rompió por completo y una parte del acero todavía se adhirió, por lo tanto, se dice que es de manera dúctil. Se dice que el acero al carbono es frágil aunque es más duro. La muestra de carbono se rompió por completo en 2 partes y las superficies rotas se ven más lisas que el acero dulce.

El acero al carbono tiene menor ductilidad en comparación con el acero dulce, pero el acero al carbono es más frágil que el acero dulce. Esto se debe a que el acero al carbono tiene un alto porcentaje de carbono (el porcentaje de carbono en el acero dulce es inferior al 0.2%) que reduce la capacidad de absorber energía cuando se aplica una carga repentina.

Por la forma en que tanto el espécimen se quiebra como las superficies rotas ‘grisáceas y fibrosas’ del acero dulce muestra que sufre deformación plástica y de manera dúctil. El acero al carbono experimenta menos deformación plástica y las superficies se ven más lisas y brillantes.

La fractura dúctil es mejor debido a las siguientes razones:

a) Se necesita más energía en la fractura dúctil porque es un material resistente

b) La fractura frágil ocurre rápidamente sin previo aviso, mientras que la fractura dúctil tarda más tiempo antes de que ocurra todo el proceso.

Conclusión:

De la prueba de impacto de Charpy, el acero al carbono sufre una fractura frágil mientras que el acero dulce sufre una fractura dúctil. El acero dulce absorbe más energía y demuestra que es más adecuado para su uso en la construcción estructural que se expone a una carga elevada, por ejemplo: la carrocería del automóvil.

Creo que la pregunta debe aclararse un poco. Realmente no existe el concepto de “resistencia al impacto” sin más contexto. La pregunta podría ser acerca de la resistencia del material bajo “carga de impacto”, es decir, carga de alta velocidad de deformación, o podría ser sobre el comportamiento del material bajo pruebas de impacto, como muesca en V charpy u otras pruebas, que es un indicador de material dúctil vs comportamiento de modo de falla frágil, pero no es un indicador directo de la “resistencia” del material como tal. En el último caso, pueden involucrarse cálculos complejos que involucran tamaños críticos de defectos detectables, tasas de crecimiento cíclico de grietas y geometría de propagación de defectos.

Cada área temática es bastante compleja, pero también bastante diferente. Una respuesta simplista podría ser perjudicial para la comprensión adecuada.

A pesar de la precaución anterior, si mantiene el acero dulce por encima de la temperatura ambiente, la resistencia permisible probablemente no se reducirá debido a preocupaciones por fracturas frágiles. Haga que se enfríe, y su estructura de cristal atómico cúbico centrada en el cuerpo podría generar inquietudes con respecto a las fallas debido al inesperado crecimiento repentino de fallas materiales aceptables desde el punto de vista mortal.

Esto no es una preocupación para los aceros inoxidables austeníticos, como las series 300 (p. Ej., Tipos 304, 316, 321, 347, etc.). Estos aceros conservan su estructura cúbica centrada en la cara (austenítica) a bajas temperaturas debido al contenido de níquel.

Esto depende enormemente de cómo se procesó (que es, literalmente, la suma de toda la metalurgia: procesamiento -> propiedades -> rendimiento).

Por ejemplo, acabamos de evaluar unas 30 muestras de tuberías de la misma línea, con resultados que van desde 6 pies-libras hasta 130 pies-libras en promedio. Estaba por todas partes, pero una vez que se compara con la microestructura, estaba claro por qué variaban tanto; algunos eran nuevos reemplazos y otros eran viejos de hace décadas.

Desea más de 50, y más de 100 es aún más ideal.

En general, la resistencia al impacto del acero dulce es bastante buena. La resistencia depende de muchas variables, como temperaturas de prueba, tamaño de grano, contenido de aleaciones e impurezas, como azufre en el acero. Determine la temperatura de diseño más baja donde se utilizará el acero dulce, elija la aleación que satisfaga el diseño y luego pruebe el material a esa temperatura de diseño mínima para confirmar su elección. Algunas especificaciones de material estándar especifican una resistencia mínima al impacto. No existe un único valor de resistencia al impacto que se aplique a todas las aplicaciones.