Método innovador de ensayos de impacto en altas temperaturas aplicado en aceros al carbono

Abstract

En el presente trabajo, se aplica un método innovador de ensayos de impacto en altas temperaturas sobre probetasCharpy de espesor reducido y entalla tipo V. La innovación reside en el método de calentamiento de laprobeta, el cual es realizado in-situ sobre una máquina de impacto tipo Charpy por medio de corriente eléctricaalterna a través de la probeta. Las probetas son calentadas en pocos segundos (v=32 ºC/s) y mantenidas ala temperatura de ensayo por un circuito eléctrico controlado por un termopar ubicado sobre la probeta. Seensayan tres tipos de aceros; de contenidos de carbono bajo, medio y alto (perlítico). La energía al impactofue medida en el rango de fracturas dúctil, desde la temperatura ambiente hasta 820 ºC, por lo tanto para losaceros utilizados el rango de temperaturas ensayado contiene la transformación de fase eutectoide (AC1) ypara el acero de medio carbono contiene además la temperatura del límite +α /  (AC3). Se concluye a partirdel análisis de los ensayos que la energía de impacto es sensible a las transformaciones de fase. A su vez, pordebajo de AC1, al incrementar la temperatura se produce un descenso progresivo en la energía absorbida hastaalcanzar un mínimo a temperaturas intermedias y posteriormente un máximo previo a la transformación defase. Si bien el ímpetu inicial para el desarrollo de esta nueva tecnología fue estimar la transición frágil dúctilque se produce a alta temperatura para algunas aleaciones metálicas, la amplia gama de temperaturas, elevadavelocidad de ensayo y simplicidad del equipamiento, proveen una nueva herramienta de investigación paraestudios a diferentes temperaturas, especialmente en materiales que presentan una activación de mecanismosde fragilización en intervalos de temperatura acotados.

In this paper, an innovative method of impact tests at high temperature on sub-size Charpy V notched specimens is applied. The innovation lies in the method of heating the specimen, which is performed in situ on a Charpy impact machine type by alternating electrical current through the specimen. The specimens are heated in a few seconds (v=32 ºC/s) and held at the test temperature by an electrical circuit controlled by a thermocouple located on the specimen. Three types of steels are tested; with low, medium and high carbon content (perlitic). The impact energy was measured in the range of ductile fractures, from room temperature to 820 ºC, therefore, for the used steels the range of tested temperature contains the eutectoid phase transformation (AC1) and for the medium carbon steel is includes also has the limiting temperature γ+α / γ (AC3). It is concluded from tests analysis that the impact energy is sensitive to phase transformations. In turn, below AC1 the raise of temperature produced a progressive decrease in the energy absorbed up to a minimum at intermediate temperatures and then up to a maximum prior to phase transformation. Although the initial impetus for the development of this new technology was to estimate the brittle ductile transition that occurs at high temperature for some metal alloys, the wide range of temperatures, high test speed and simplicity of equipment, provides a new research tool for studies at different temperatures, especially on materials having embrittlement activation mechanisms at specific temperature intervals.