Ensayo de impacto Charpy y curva de transición dúctil-frágil

Fundamento

Una probeta prismática con una entalla en V se apoya sobre dos yunques y un péndulo con masa conocida la golpea del lado opuesto a la entalla. La energía absorbida se calcula por la diferencia de altura del péndulo antes y después del impacto. Repitiendo el ensayo a distintas temperaturas se construye la curva de transición: a alta temperatura el acero absorbe mucha energía y la superficie de fractura se ve fibrosa y con labios de corte; a baja, absorbe poco y la fractura es cristalina y plana. La temperatura de transición se define por un criterio de energía, de porcentaje de fractura dúctil o de expansión lateral. La entalla no es un defecto del ensayo sino su razón de ser: concentra la tensión y genera un estado triaxial que es el que fragiliza.

Matriz (en qué muestra)

Aceros estructurales; recipientes a presión; soldaduras; fundiciones

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Péndulo Charpy de 300 J con codificación digital de energía; baño criogénico con alcohol y nitrógeno líquido o cámara de frío; pinzas de posicionamiento rápido; proyector para la medición de expansión lateral.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Alcohol etílico y nitrógeno líquido para las temperaturas bajas; aceite térmico para las altas.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Probetas normalizadas de 10 × 10 × 55 mm con entalla en V; patrones de verificación de energía certificados.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Probetas; nitrógeno líquido; probetas patrón de verificación anual.

Unidad

J · J a la temperatura de ensayo · % de fractura dúctil · mm de expansión lateral

Rango de referencia

Acero estructural grado 350: mínimo 27 J a 0 °C o a −20 °C según el grado. Aceros para servicio a baja temperatura: 27 a 40 J a −40 o −60 °C. Un acero común a −40 °C puede caer por debajo de 10 J

Norma que lo exige

Reglamentos CIRSOC 301 de estructuras de acero y CIRSOC 304 de estructuras soldadas, adoptados por los códigos de edificación provinciales y municipales; Ley 19.587 y su Decreto 351/79, y las reglamentaciones provinciales de aparatos sometidos a presión, que exigen la calificación de materiales y de soldaduras; Serie IRAM-IAS de normas de productos siderúrgicos, que las especificaciones de compra y los pliegos toman como referencia, que fijan la energía mínima exigida a cada grado de acero y a qué temperaturaargentina e internacional

Norma que describe la técnica

ASTM E23 e ISO 148-1 (ensayo Charpy); ISO 148-2 y ASTM E2248 para la verificación de la máquina; ASME sección IX y ASME sección VIII para los requisitos de calificación; IRAM-IAS U 500-8argentina e internacional

Edición y vigencia de la norma

ASTM E23-24; ISO 148-1:2016

Volumen de muestra

Tres probetas por temperatura; la curva completa requiere del orden de 15 a 30 probetas

Conservación y transporte

La transferencia de la probeta desde el baño al yunque tiene que hacerse en menos de cinco segundos: la probeta se calienta rápido y unos pocos grados cambian la energía de manera notoria en la zona de transición. La entalla se mecaniza con radio y ángulo dentro de tolerancias estrechas, porque una entalla más aguda baja la energía. La máquina se verifica todos los años con probetas patrón certificadas.

Límite de detección típico

0,5 J de resolución del péndulo

Incertidumbre típica

±2 J o 5 %; la dispersión entre probetas en la zona de transición es intrínsecamente alta y por eso se ensayan tres

Área

Metalurgia; Materiales/industrial; Construcción

Fecha de última actualización: 9/9/2026