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| 5.3 INFLUENCIA DE LA ENTALLA |
| Como puede observarse en la tabla 2.5, las probetas de resiliencia P1, P2 y P3 tienen una sección mínima de fractura 8 x 10 = 80 mm2, diferenciándose exclusivamente en el radio del fondo de entalla. |
| En la figura 2.27 se
representa la correlación entre las resiliencias encontradas para
las probetas 3, 4 y 5, rotas en ensayos a 20ºC y velocidades de 5
m/s, con relación a los radios de fondo de entalla re, único
parámetro variable en estos tres ensayos.
Se observa la fuerte influencia sobre la resiliencia que ejerce la disminución del radio del fondo de entalla, por efecto desfavorable de la concentración de tensiones. La notable influencia del radio del fondo de entalla sobre los valores de resiliencia medidos, es la causa del riguroso control que exige la norma de resiliencia para que los resultados obtenidos sean comparables. |
Figura 2.27. correlación de la resiliencia con el radio del fondo de entalla. |
Por la norma EN 10045-1
se establecen tres tipos de probetas según la entalla:
a) En forma de V, radio de fondo re = 0.25 mm.5.4 LA INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA |
| Si establecemos la correla-ción
gráfica entre las resiliencias obtenidas con probetas tipo Charpy
en V, re = 0.25 mm y la temperatura de ensayo Te, para condiciones invariantes
de la velocidad de aplicación de la carga, encontramos que los ensayos
3, 6 y 7 recogen los resultados realizados en las condiciones expuestas
anterior-mente: invariancia del radio de entalla y de la velocidad de aplicación
de la carga y variación de la temperatura de ensayo, Te.
La figura 2.28 muestra la correlación gráfica entre la resiliencia r y la temperatura Te. Se observa una caída brusca del nivel de resiliencia entre 0 y –20°C para el acero ensayado AE 235 y resto de condiciones de ensayo, hasta el punto de presentar un comportamiento totalmente frágil. |
Figura 2.28. Correlación de la resiliencia, r, con la temperatura de ensayo, Te, para probetas Charpy V, re = 0.25 mm. y vc = 0.5 m/s. |
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Algunos materiales, como el acero, presentan una fuerte disminución de la resiliencia cuando se desciende a determinados niveles de temperatura. Este hecho justifica la exigencia de las normas UNE sobre el nivel de resiliencia a temperaturas especificadas por el servicio, habitualmente a 20ºC, 0ºC, -20ºC, -40ºC. |
| 5.5 MORFOLOGÍA
DE LAS SUPERFICIES DE FRACTURA POR IMPACTO
Se diferencian dos formas, como las más características de la fractura: a) cristalina brillante, con planos geométricos.En todas las secciones de fractura aparecen claramente diferenciadas las dos formas de fractura citadas. En la fotografía de la figura 2.29 se observan ambas secciones con la distribución de la superficie ocupada por la parte brillante, Sb, y la superficie gris, Sg. |
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Figura 2.29. Sección fracturada. A) Superficie cristalina, Sb. B) Superficie gris, Sg. |
| La situación de
las dos superficies es la que corresponde a la fotografía: la superficie
cristalina, Sb, interior a la superficie fibrosa, Sg.
La relación entre la sección cristalina o fibrosa respecto a la sección total de fractura, se ha indicado en el cuadro de resultado. Se observa como esta proporción es distinta para cada uno de los ensayos. El ensayo con menor resiliencia es el 7 que corresponde a las condiciones de temperatura Te = -20ºC y mínimo radio de fondo re=0.25mm. Podemos observar que es la que dispone de mayor superficie de fractura brillante tipo cristalino, y complementariamente menos de tipo grisáceo. El ensayo con mayor resiliencia es el 5, para condiciones de temperatura Te = 20ºC, máximo radio de entalla re y mínima velocidad de ensayo vc. También puede observarse que a esta probeta le corresponde el valor de menor superficie de fractura brillante, cristalina, y complementariamente mayor de la fractura del tipo grisáceo. Las fracturas de tipo
cristalino se alcanzan con baja absorción de energía.
A partir de los datos establecidos en la tabla 2.5, r y Sg pueden representarse en ordenadas y abscisas respectivamente. La figura 2.30 muestra esta correlación. |
| Se observa el alto grado
de correlación entre la resiliencia r
y la sección fibrosa Sg. Ello nos permite pronosticar:
a) Que el aumento de la resiliencia está condicionado al aumento de la sección fibrosa. b) Que la sección cristalina no influye en la tenacidad del material. La resiliencia de un
material está determinada por la sección de fractura dúctil
resultante.
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Figura 2.30. Función de correlación de la resiliencia r con la sección fibrosa, Sg. |
| 5.6 INFLUENCIA DE LA DUCTILIDAD |
| Si establecemos la correlación
gráfica entre la reducción de sección, Su, en la fractura,
y la del ángulo ß después de la fractura, con la resiliencia,
encontramos que la reducción de sección
a' x b' = Su y el ángulo ß formado por las semiprobetas después de la fractura son indicadores de la plasticidad del material. Este establecimiento de
la correla-ción entre estos parámetros y la resiliencia puede
demostrar que el comportamiento dúctil es el que provoca el aumento
de resiliencia r.
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Figura 2.31. Correlación entre la resiliencia y la reducción de sección, y el ángulo b |
| En la figura 2.31 se
establece la correlación entre la reducción de la sección
Su/S y ß con la resiliencia.
Se desprende de la alta correlación alcanzada que: las altas resiliencias son proporcionadas por estructuras de comportamiento dúctil. Por conexión con lo explicado anteriormente, decimos que las secciones fibrosas de fractura son indicadores de un comportamiento del tipo dúctil del material. Las velocidades altas de impacto, los altos concentradores de tensiones y las bajas temperaturas influyen en un comportamiento no dúctil, frágil, del material. |
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