El ensayo de impacto es un ensayo dinámico en el que un péndulo rompe, con un solo golpe, una probeta con entalla; la energía absorbida en la fractura, en joules (KV), mide la tenacidad a la entalla y muestra si el material se comporta de forma dúctil o frágil a esa temperatura. Los dos métodos con péndulo son el Charpy, con la probeta simplemente apoyada (ISO 148-1:2016, adoptada en Brasil como ABNT NBR ISO 148-1:2021, y ASTM E23), y el Izod, con la probeta empotrada, más usado en plásticos (ASTM D256 e ISO 180). Repetido a varias temperaturas, el ensayo Charpy revela la temperatura de transición dúctil-frágil de los aceros.
El ensayo de impacto existe porque un acero que se alarga mucho en una tracción lenta puede romperse como vidrio ante un choque en frío. En esta guía encontrará cómo funciona el péndulo, la diferencia entre Charpy e Izod, la probeta de ensayo, qué se mide además de la energía, el procedimiento paso a paso, la curva de transición, los criterios de aceptación, ejercicios resueltos, los ensayos de caída de peso, el ensayo en cada clase de material y las normas, además de una calculadora.
En la foto, dos probetas Charpy de acero después del golpe. La de la izquierda se rompió de forma frágil: la superficie es plana y brillante, y los bordes casi no se deformaron. La de la derecha se rompió de forma dúctil: la superficie es fibrosa y opaca, y los bordes se abrieron. El ensayo convierte esa diferencia en un número, la energía absorbida.

Qué es el ensayo de impacto
La ISO 148-1 describe el ensayo Charpy como el método para determinar la energía absorbida en un ensayo de impacto de materiales metálicos: la probeta con entalla, apoyada en sus dos extremos, se rompe con un solo golpe de péndulo en el lado opuesto a la entalla. Además de la energía, es común determinar la expansión lateral y el aspecto de la fractura, que se explican más adelante. La ASTM E23 recuerda que, para algunos materiales y temperaturas, el resultado, correlacionado con la experiencia en servicio, predice bien la probabilidad de fractura frágil.
El ensayo mide la tenacidad a la entalla bajo alta velocidad de deformación: la capacidad del material de absorber energía cuando existe una entalla que concentra el esfuerzo y la carga llega de golpe, en milésimas de segundo. No mide resistencia estática, no da un valor directo de diseño y no proporciona la tenacidad a la fractura KIC, que exige una probeta con grieta verdadera y un ensayo de mecánica de la fractura. Es un ensayo comparativo y de aceptación. La tenacidad estática, el área bajo la curva del ensayo de tracción (prueba de tensión), es otra medida, y las dos se complementan.
En la industria, el ensayo de impacto se usa para aceptar lotes de placas, perfiles, tubos y forjas de acero contra un requisito de energía a una temperatura, como sucede en estructuras, recipientes a presión y tuberías; para calificar procedimientos de soldadura, ensayando el metal de soldadura y la zona afectada por el calor; para seleccionar materiales para servicio a baja temperatura; y, en el desarrollo de plásticos y compuestos, para comparar formulaciones en cuanto a su resistencia a los choques.
Un poco de historia: S. B. Russell usó un péndulo para medir el trabajo de fractura en 1898, y Georges Charpy estandarizó la probeta con entalla y el método en 1901, con una máquina muy parecida a la actual en 1905. ASTM publicó la primera E23 en 1933.
Cómo funciona el péndulo y cómo se calcula la energía
La máquina de ensayo de impacto es un péndulo: un brazo que gira sobre un eje, con un martillo en la punta. La arista del martillo que golpea la probeta es el percutor, con radio de 2 mm o de 8 mm. En la base están los apoyos, donde se coloca la probeta (en el Izod, una mordaza). Un dispositivo de liberación traba el martillo en el ángulo de partida y lo suelta sin darle impulso, y un indicador con aguja de arrastre, o un encoder en el eje, registra hasta dónde subió el péndulo después del golpe. Una protección alrededor de la zona del golpe mantiene al operador fuera del alcance del martillo y de los fragmentos.
El principio es la conservación de la energía. El martillo se eleva hasta un ángulo α, medido a partir de la vertical, y se suelta. Rompe la probeta en el punto más bajo y sigue subiendo hasta un ángulo β. Si no hubiera roto nada, volvería a subir hasta cerca de α; la energía que falta para ello es la que la probeta absorbió en la fractura.
En el modelo simplificado que se usa en los cálculos de este artículo, la masa m del péndulo está concentrada a una distancia R del eje. El producto m·g·R es el momento del péndulo, M. Al caer de α hasta el punto más bajo, el martillo desciende una altura h0 = R·(1 − cos α), y la energía disponible en el golpe es Kp = M·(1 − cos α). Después de la fractura, la energía restante es la que lleva el martillo hasta β, M·(1 − cos β). La diferencia entre ambas es la energía absorbida, K = M·(cos β − cos α). La velocidad en el impacto se obtiene de la misma caída: v = √(2·g·h0). En el péndulo real la masa está distribuida, y el momento M se determina directamente en la verificación de la máquina.
La tabla resume las fórmulas:
| Magnitud | Fórmula | Observación |
|---|---|---|
| Momento del péndulo | M = m·g·R | modelo simplificado: masa concentrada a R del eje |
| Energía disponible | Kp = M·(1 − cos α) | α medido a partir de la vertical |
| Energía absorbida | K = M·(cos β − cos α) | sin fricción; K = m·g·(h0 − h1) |
| Velocidad en el impacto | v = √(2·g·h0) | h0 = R·(1 − cos α) |
En la máquina real, la fricción en el eje y la resistencia del aire también consumen energía, y esa pérdida se leería como si la probeta la hubiera absorbido. Por eso la ISO 148-1 exige verificar las pérdidas por fricción todos los días y limita su suma al 0.5 % de la energía nominal. La capacidad del péndulo también debe corresponder al material: según la ASTM E23, una lectura por encima del 80 % de la energía disponible es imprecisa y debe reportarse como aproximada, y en ese caso se usa un péndulo mayor. En laboratorios de metales, 300 J es la capacidad típica. La calculadora de abajo hace los cálculos del péndulo y verifica la aceptación de un lote de tres probetas, según la regla explicada más adelante en "Criterios de aceptación".
Simulación interactiva
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Diferencia entre los ensayos Charpy e Izod
Los dos ensayos usan el mismo péndulo; cambia la forma de sujetar la probeta y el lado del golpe. En el Charpy, la probeta queda acostada sobre dos apoyos, como una viga simplemente apoyada, y el percutor la golpea en el centro, en el lado opuesto a la entalla: la entalla queda del lado que la flexión somete a tracción. En el Izod, la probeta queda de pie, sujeta en una mordaza hasta la altura de la entalla, como una viga en voladizo, y el martillo la golpea por encima de la mordaza, del lado de la entalla. El esquema de abajo compara los dos montajes.

En la práctica, el Charpy domina en metales y el Izod es más común en plásticos. El resultado también se expresa de formas distintas: en metales, la energía en joules; en plásticos, la energía dividida entre el ancho de la probeta (J/m, en la ASTM D256) o entre el área bajo la entalla (kJ/m², en las ISO 179-1 e ISO 180). Para ensayos por debajo de la temperatura ambiente, el Charpy tiene ventaja: basta sacar la probeta del baño y colocarla en los apoyos en pocos segundos, mientras que el Izod exige sujetarla en la mordaza. La tabla resume las diferencias:
| Aspecto | Charpy | Izod |
|---|---|---|
| Sujeción | simplemente apoyada, horizontal | empotrada en voladizo, vertical |
| Golpe | en el lado opuesto a la entalla | del lado de la entalla, por encima de la mordaza |
| Uso principal | metales (ISO 148-1, ASTM E23); plásticos (ISO 179-1) | plásticos (ISO 180, ASTM D256); raro en metales |
| Resultado | KV o KU en J (metales); kJ/m² (ISO 179-1) | J/m (ASTM D256); kJ/m² (ISO 180) |
| Ensayo en frío | fácil: basta colocar la probeta en menos de 5 s | más difícil, porque hay que sujetarla en la mordaza |
Los resultados de Charpy e Izod no se convierten uno en otro. También es una simplificación decir que "Charpy es para metal e Izod para plástico": existe el Charpy de plásticos (ISO 179-1) y la ASTM E23 contempla el Izod de metales.
Probeta de ensayo y entalla del ensayo Charpy
La entalla es lo que hace el ensayo severo y reproducible. Concentra el esfuerzo en un punto conocido, crea en el fondo un estado de esfuerzos que dificulta la deformación plástica y obliga a que la fractura comience ahí. Como el resultado depende mucho de esa geometría, la norma fija las dimensiones de la probeta y de la entalla. En la ISO 148-1:
- Estándar: 55 mm de longitud y sección cuadrada de 10 × 10 mm.
- Entalla en V: 45°, 2 mm de profundidad y radio de fondo de 0.25 mm, dejando 8 mm de ligamento, que es la sección de material bajo la entalla, la que realmente se rompe.
- Entalla en U: 5 mm de profundidad y radio de 1 mm.
- Probetas reducidas: 7.5, 5 o 2.5 mm de espesor, cuando el material no permite la estándar. La ISO 148-1 advierte que la comparación solo tiene sentido entre probetas de la misma forma y dimensión.
- Preparación: maquinar y entallar después del tratamiento térmico final, con el fondo de la entalla sin marcas de maquinado. El plano de la entalla queda a no más de 0.5 mm del punto medio entre los apoyos.
En plásticos, las probetas de la ISO 179-1 y de la ISO 180 son barras más pequeñas; en el tipo usado en el ejercicio 5, el espesor es de 4 mm y quedan 8 mm de ancho bajo la entalla.
El radio del percutor, 2 mm u 8 mm, también cambia el resultado, y los dos pueden dar energías distintas en el mismo material. Por eso la notación del resultado incluye el tipo de entalla y el radio del percutor: KV2, KV8, KU2 y KU8, donde V o U es la entalla y 2 u 8 es el radio en mm. La ISO 148-1 exige indicar qué percutor se usó; la ASTM E23 usa el de 8 mm como estándar. En Europa, el de 2 mm es el más común.
Resultados además de la energía absorbida
La energía no es el único resultado. La superficie de fractura y la deformación de la probeta muestran cómo se rompió, y algunas medidas complementan el número en joules:
- Aspecto de la fractura (%): el porcentaje del área que se rompió por corte (cizallamiento), estimado por comparación visual o medición. La parte que se rompió por corte, de forma dúctil, es fibrosa y opaca. La que se rompió por clivaje, la fractura frágil que parte los granos a lo largo de planos cristalinos, es plana, brillante y cristalina. Son las dos superficies de la foto del inicio del artículo.
- Expansión lateral (mm): el aumento máximo de espesor de la probeta en el lado comprimido, medido en las dos mitades (ASTM E23). Cuanto más se deforma el material antes de romperse, mayor es la expansión; por eso indica ductilidad y sirve de criterio para la temperatura de transición.
- Ensayo instrumentado (ISO 14556:2023): una celda de carga en el percutor registra la curva fuerza × desplazamiento durante el golpe y separa la energía de iniciación de la de propagación. La norma advierte que el resultado no se lleva directamente a cálculos de seguridad.
- Unidad antigua en J/cm²: la energía dividida entre el área bajo la entalla (0.8 cm² en la V estándar). La ISO 148-1 reporta en joules, y J/cm² no permite convertir entre geometrías de entalla.
El Charpy no proporciona KIC: la entalla es roma (0.25 mm, no una grieta), la velocidad de carga es mucho mayor y la probeta es pequeña. Existen correlaciones empíricas, como la de Barsom y Rolfe (1970), pero los estudios de validación muestran errores del 6 % al 18 %: sirven como estimación, nunca como valor de diseño.
Cómo hacer el ensayo Charpy, paso a paso
- Maquinar y entallar las probetas después del tratamiento térmico, en la orientación especificada (longitudinal o transversal a la laminación).
- Acondicionar a la temperatura de ensayo: ±2 °C en la ISO 148-1 y ±1 °C en el baño en la ASTM E23. A temperatura ambiente, 23 ± 5 °C (ISO) o 20 ± 5 °C (ASTM).
- Verificar la fricción del péndulo antes del primer ensayo del día.
- Colocar la probeta en los apoyos, centrada, en menos de 5 segundos después de sacarla del baño. Si se excede ese tiempo, regresa al baño.
- Soltar el péndulo y leer la energía absorbida.
- Medir la expansión lateral y el aspecto de la fractura, cuando se soliciten.
- Reportar la energía con el tipo de entalla y de percutor (KV2 o KV8), la temperatura, la orientación y el tamaño de la probeta. Una probeta que no se rompió se reporta como "no rota".
Temperatura de transición dúctil-frágil
Al ensayar probetas del mismo acero ferrítico a varias temperaturas, la energía absorbida dibuja una curva en S: alta en caliente, baja en frío, con una zona de transición entre ambas. La gráfica de abajo muestra esa curva, el criterio de 27 J aplicado a ella y, para comparar, la curva casi plana de un acero inoxidable austenítico.

Cada tramo de la curva corresponde a un tipo de fractura:
- Meseta superior: energía alta, fractura por corte, fibrosa y opaca, con gran expansión lateral.
- Zona de transición: mezcla de clivaje y corte, con gran dispersión entre probetas.
- Meseta inferior: energía baja, fractura por clivaje, brillante y cristalina, sin expansión lateral.
La temperatura de transición no es un número único: depende del criterio. La ISO 148-1 usa Tt27 (energía de 27 J), Tt50%US (50 % de la meseta superior), Tt50%SFA (50 % de fractura por corte, también llamada FATT) y Tt0.9 (0.9 mm de expansión lateral). El mismo acero puede tener temperaturas de transición que difieren 25 °C según el criterio, como muestra el ejercicio 4, más adelante.
¿Por qué el acero ferrítico tiene transición y el inoxidable austenítico no? Los metales de estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC), como el acero ferrítico, tienen un esfuerzo de fluencia que aumenta mucho en frío y pasan a romperse por clivaje. Los de estructura cúbica centrada en las caras (FCC), como el inoxidable austenítico, el aluminio, el cobre y el níquel, no sufren ese cambio: la energía disminuye poco con la temperatura, y por eso se usan en servicio criogénico. El contenido de carbono también influye: en un estudio con aceros de 0.11 % a 0.80 % de carbono, el punto medio de la transición subió de −46 °C a 131 °C.
Dos casos históricos muestran lo que está en juego. El acero del casco del Titanic tenía una temperatura de transición (27 J) de +40 °C en la dirección longitudinal y +70 °C en la transversal, y el agua en el momento del choque estaba a −2 °C (Foecke, NIST, 1998); un acero estructural A36 moderno está alrededor de −15 °C. En los buques Liberty de la Segunda Guerra Mundial, fabricados en serie con casco soldado, de las 83 muestras de 48 buques analizadas por el National Bureau of Standards solo 8 tenían la transición por debajo de 7 °C.
Criterios de aceptación: JR, J0, J2 y K2
En la compra de acero, el ensayo de impacto aparece como requisito de la especificación del producto: una energía mínima a una temperatura definida. En los aceros estructurales de la EN 10025-2, ese requisito viene en el propio nombre del acero, como sufijo de subgrado. Un S355J2, por ejemplo, es un acero estructural con un límite de fluencia mínimo de 355 MPa (hasta 16 mm) y por lo menos 27 J a −20 °C en el Charpy V. La tabla muestra los cuatro subgrados:
| Subgrado (EN 10025-2) | Energía mínima KV | Temperatura |
|---|---|---|
| JR | 27 J | +20 °C |
| J0 | 27 J | 0 °C |
| J2 | 27 J | −20 °C |
| K2 | 40 J | −20 °C |
Como la energía varía de una probeta a otra, principalmente cerca de la transición, la aceptación se hace sobre un conjunto. En general se ensayan 3 probetas por condición. Según la regla de la EN 10025, el lote se aprueba si el promedio de las 3 alcanza el mínimo, como máximo un valor queda por debajo de él y ninguno queda por debajo del 70 % del mínimo. Si no, se ensayan 3 más, y el promedio de las 6 debe alcanzar el mínimo, con como máximo 2 valores por debajo de él y como máximo 1 por debajo del 70 %. La ASTM A673 usa otro criterio.
Ejercicios resueltos de ensayo de impacto
Ejercicio 1: energía a partir de los ángulos del péndulo. Péndulo con m = 20.0 kg y R = 0.800 m, soltado desde α = 150°, sube hasta β = 60° después de romper la probeta. Desprecie la fricción.
M = 20.0 × 9.81 × 0.800 = 156.96 N·m. Kp = 156.96 × (1 − cos 150°) = 292.9 J. K = 156.96 × (cos 60° − cos 150°) = 156.96 × 1.366 = 214.4 J, que es el 73 % de la energía disponible, por debajo del 80 %: lectura válida. Velocidad en el impacto: h0 = 0.800 × 1.866 = 1.493 m, v = √(2 × 9.81 × 1.493) = 5.41 m/s.
Ejercicio 2: la unidad antigua J/cm². Una probeta estándar con entalla en V absorbió 64 J. El área bajo la entalla es 10 × 8 mm = 0.80 cm², entonces 64 / 0.80 = 80 J/cm². En una entalla en U (ligamento de 5 mm, 0.50 cm²), la misma energía daría 128 J/cm². Por eso la ISO 148-1 reporta en joules.
Ejercicio 3: aceptación de un S355J2 (27 J a −20 °C).
Lote A: 35, 24 y 30 J. Promedio de 29.7 J ≥ 27 J; un valor por debajo de 27 J (24 J), pero por encima de 0.70 × 27 = 18.9 J. Aprobado. Lote B: 32, 17 y 34 J. Promedio de 27.7 J ≥ 27 J, pero 17 J queda por debajo de 18.9 J. Reensayo con 3 probetas más.
Ejercicio 4: lectura de la curva de transición. Datos hipotéticos de KV2: −60 °C: 8 J; −40 °C: 15 J; −20 °C: 45 J; 0 °C: 120 J; +20 °C: 180 J; +40 °C: 190 J (meseta superior de cerca de 190 J).
Tt27, interpolando entre −40 y −20 °C: −40 + 20 × (27 − 15)/(45 − 15) = −32 °C. Tt50%US: 0.5 × 190 = 95 J, entre −20 °C y 0 °C: −20 + 20 × (95 − 45)/75 = −6.7 °C. El mismo acero tiene "temperaturas de transición" 25 °C diferentes según el criterio. Con 45 J a −20 °C, cumple J2 y también K2 (40 J).
Ejercicio 5: Izod en plástico. Según la ASTM D256, 0.30 J en una probeta de 3.20 mm de ancho da 0.30 / 0.00320 = 93.8 J/m. Según la ISO 180, con 4 mm de espesor y 8 mm de ancho bajo la entalla, 0.30 J / 32 mm² = 9.4 kJ/m². El mismo material da números diferentes en las dos normas: no compare J/m con kJ/m².
Ensayos de impacto por caída de peso
No todo ensayo de impacto usa péndulo. En los ensayos de caída de peso, una masa cae desde una altura conocida sobre la probeta. Permiten ensayar probetas más grandes que las Charpy, en aceros con el espesor de la placa o del tubo, y placas planas de plástico, que representan mejor el golpe que recibe la pieza en servicio. La tabla resume los cuatro más usados:
| Ensayo | Norma | Qué mide |
|---|---|---|
| Pellini | ASTM E208 | temperatura de ductilidad nula (NDT) de aceros ferríticos a partir de 15.9 mm, con un cordón de soldadura que inicia la grieta |
| DWTT | ASTM E436 | aspecto de la fractura de propagación en aceros para tubería de 3.18 a 19.1 mm |
| Gardner | ASTM D5420 | energía de caída de peso que agrieta placas planas y rígidas de plástico |
| Perforación instrumentada | ASTM D3763 | fuerza, deflexión y energía de perforación de plásticos rígidos a alta velocidad |
Ensayo de impacto por material
El principio es el mismo en cualquier material, pero el método, la probeta y lo que se busca en el resultado cambian de una clase a otra.
Metales
En aceros al carbono y de baja aleación, como el SAE 1020 y los aceros de alta resistencia y baja aleación (HSLA) usados en estructuras, vehículos, equipos de construcción y plataformas offshore, el Charpy V es el ensayo de aceptación. Son aceros ferríticos, con transición dúctil-frágil, y por eso el requisito siempre viene acompañado de una temperatura. En los aceros inoxidables austeníticos y en las aleaciones de aluminio, cobre y níquel, de estructura FCC, no hay transición: el ensayo se hace cuando la especificación lo pide, por ejemplo en equipos para servicio criogénico o en la calificación de soldaduras.
Polímeros
Los plásticos siguen normas propias: Charpy según la ISO 179-1 e Izod según la ISO 180 y la ASTM D256, con probetas más pequeñas y péndulos de energía mucho menor que los de metales. Así se comparan materiales como polipropileno (PP), polietileno de alta densidad (PEAD), ABS y policarbonato (PC), usados en piezas automotrices, empaques, tuberías, electrodomésticos y equipos de protección. Los polímeros son sensibles a la entalla y a la temperatura: un plástico que absorbe bastante energía a temperatura ambiente puede volverse frágil en el frío, y por eso la temperatura de ensayo va en el informe. En placas y piezas planas, los ensayos de caída de peso vistos arriba, Gardner y perforación instrumentada, reproducen mejor el golpe real.
Compuestos
Los compuestos de matriz polimérica reforzados con fibra de vidrio, de carbono o de aramida, usados en aeronaves, vehículos, embarcaciones, artículos deportivos y blindajes, también pueden ensayarse por Charpy según la ISO 179-1, que abarca plásticos reforzados. Pero el daño típico de un laminado bajo impacto no es una fractura única: son delaminaciones entre capas y grietas en la matriz, muchas veces invisibles por fuera. Por eso, en placas de compuesto, el ensayo por caída de peso, que golpea la placa entera, suele representar mejor el comportamiento de la pieza.
Cerámicos
Los cerámicos como la alúmina (Al2O3), el nitruro de silicio (Si3N4) y la zirconia estabilizada con itria son duros, pero frágiles. En un péndulo absorben poquísima energía, y el resultado depende más de los defectos de cada probeta que del material. Por eso casi no se ensayan por impacto pendular: la resistencia de los cerámicos se mide, en general, por flexión, y la tenacidad, por métodos de mecánica de la fractura.
Errores comunes en el ensayo de impacto
- Tardar más de 5 s entre el baño y el golpe: la probeta se calienta y la energía sale sobreestimada en la región de transición.
- Entalla mal maquinada: marcas o un radio fuera de 0.25 ± 0.025 mm cambian el resultado.
- Comparar una probeta reducida con la estándar: la reducción proporcional del requisito es una regla de especificación, no una conversión física.
- Mezclar KV2 y KV8 sin informar el percutor.
- Aceptar una lectura por encima del 80 % de la escala en lugar de cambiar a un péndulo mayor.
- No verificar la fricción del péndulo.
- Usar la energía Charpy como propiedad de diseño o como KIC.
- Convertir J/m en kJ/m² o en joules: las normas usan bases diferentes.
- Ignorar la orientación de la probeta: en el Titanic, la transición en la dirección transversal fue 30 °C más alta que en la longitudinal.
- Confundirlo con "evaluación de impacto": el análisis de efectos ambientales o sociales de un proyecto no tiene relación con el ensayo de materiales.
Normas del ensayo de impacto
La norma depende del material y del método. En metales, el Charpy sigue la ISO 148-1, publicada en Brasil como ABNT NBR ISO 148-1, o la ASTM E23; en plásticos, la ISO 179-1, la ISO 180 o la ASTM D256. Completan el conjunto las normas de verificación del péndulo, las de los ensayos de caída de peso y las especificaciones de producto, que definen la energía mínima exigida. La tabla reúne las principales:
| Norma | Tema |
|---|---|
| ISO 148-1:2016 y ABNT NBR ISO 148-1:2021 | ensayo Charpy de materiales metálicos |
| ISO 148-2:2016 y ABNT NBR ISO 148-2:2021 | verificación de péndulos Charpy |
| ASTM E23 | Charpy e Izod de materiales metálicos |
| ISO 14556:2023 | Charpy V instrumentado |
| ASTM A370 y ASTM A673 | ensayos de productos de acero; muestreo y reensayo de impacto en acero estructural |
| ISO 179-1:2026 y ISO 179-2:2020 | Charpy de plásticos (convencional e instrumentado) |
| ISO 180:2023 y ASTM D256 | Izod de plásticos |
| ISO 13802:2025 | verificación de péndulos para plásticos |
| ASTM E208 y ASTM E436 | caída de peso en aceros ferríticos (Pellini y DWTT) |
| ASTM D5420 y ASTM D3763 | caída de peso y perforación instrumentada en plásticos |
| EN 10025-2 | aceros estructurales: subgrados JR, J0, J2 y K2 |
Máquina para ensayo de impacto
El ensayo de impacto usa equipo dedicado: el péndulo Charpy o Izod descrito al inicio de esta guía, verificado conforme a la ISO 148-2 (metales) o la ISO 13802 (plásticos), y las torres de caída de peso. Biopdi no fabrica péndulos de impacto.
Sin embargo, el ensayo de impacto rara vez viene solo. Un S355J2 debe cumplir el límite de fluencia de 355 MPa y los 27 J a −20 °C: la primera parte es el ensayo de tracción (prueba de tensión), hecho en la máquina universal de ensayos, que también mide la tenacidad estática por el área bajo la curva y registra la curva completa en el software. La preparación y el análisis de la superficie de fractura, incluida la revisión del radio de la entalla en el microscopio, se hacen con los equipos de metalografía. Para necesidades fuera del catálogo, vea los proyectos especiales.
Otros ensayos y referencias técnicas
Ensayos realizados en la máquina universal de Biopdi
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Preguntas frecuentes
¿Qué es el ensayo de impacto?
Es un ensayo dinámico en el que un péndulo rompe, en un solo golpe, una probeta con entalla. Se mide la energía absorbida, en joules, que indica la tenacidad a la entalla y si la fractura fue dúctil o frágil.
¿Qué es el ensayo de impacto Charpy?
Es el método en el que la probeta de 55 × 10 × 10 mm, con entalla en V de 2 mm, queda simplemente apoyada sobre dos apoyos y se golpea en el lado opuesto a la entalla. El resultado se reporta como KV2 o KV8, según el radio del percutor (ISO 148-1).
¿Cuál es la diferencia entre Charpy e Izod?
En el Charpy la probeta queda apoyada en dos puntos y recibe el golpe del lado opuesto a la entalla. En el Izod queda empotrada como viga en voladizo y se golpea del lado de la entalla. Los resultados no son convertibles.
¿Cómo es la probeta de ensayo Charpy?
Tiene 55 mm de longitud y sección de 10 × 10 mm. La entalla en V tiene 45°, 2 mm de profundidad y radio de 0.25 mm; la entalla en U tiene 5 mm de profundidad y radio de 1 mm. Cuando el material no permite la probeta estándar, se usan probetas reducidas de 7.5, 5 o 2.5 mm.
¿Qué es una máquina de ensayo de impacto Charpy?
Es un péndulo con percutor de radio 2 u 8 mm, apoyos para la probeta y lectura por carátula o encoder. Mide la diferencia entre la energía potencial antes y después del golpe.
¿Cuáles son los tipos de ensayos de impacto?
Los pendulares, Charpy e Izod, y los de caída de peso: Pellini (ASTM E208) y DWTT (ASTM E436) en aceros, Gardner (ASTM D5420) y perforación instrumentada (ASTM D3763) en plásticos.
¿Qué es la temperatura de transición dúctil-frágil?
Es el intervalo de temperatura en el que los aceros ferríticos dejan de absorber mucha energía y pasan a romper por clivaje. Se define por un criterio, como 27 J, 50 % de fractura por corte o 0.9 mm de expansión lateral.
¿Por qué el acero inoxidable austenítico no tiene transición?
Porque los metales de estructura FCC, como el inoxidable austenítico y el aluminio, no cambian a fractura por clivaje al enfriarse. La energía cae poco con la temperatura, y por eso se usan en servicio criogénico.
¿Qué significan JR, J0, J2 y K2 en el acero?
Son subgrados de tenacidad de la EN 10025-2. JR, J0 y J2 exigen 27 J a +20 °C, 0 °C y −20 °C; K2 exige 40 J a −20 °C.
¿Cuántas probetas se ensayan en el Charpy?
En general 3 por condición. Según la EN 10025, el promedio debe alcanzar el mínimo, y solo un valor puede quedar por debajo de él, siempre que sea por lo menos el 70 % del mínimo. Si no, se ensayan 3 más.
¿El ensayo Charpy da la tenacidad a la fractura KIC?
No directamente. Existen correlaciones empíricas, como la de Barsom y Rolfe, con un error del 6 % al 18 %. El KIC exige un ensayo de mecánica de la fractura con una probeta preagrietada.
¿Qué es una evaluación de impacto?
Es otro concepto: el análisis de los efectos ambientales, sociales o regulatorios de un proyecto. No tiene relación con el ensayo de impacto de materiales.