Resumen

Se investiga la fracturación de aceros estructurales en el rango dúctil Charpy. Se han registrado las dependencias de la carga frente a la deflexión y el tiempo, y se ha evaluado el consumo de energía para diferentes eventos de fractura, como la deflexión plástica y la propagación de la grieta. Se examina la micromorfología de la superficie y los labios de la grieta y se deducen las sucesiones de los mecanismos de decohesión. También se deduce el cambio aproximado de la temperatura de fracturación debido a la disipación adiabática de la energía de deformación en forma de calor.

INTRODUCCIÓN

Los ensayos de tenacidad Charpy (CVN) se utilizan habitualmente para determinar el efecto de la temperatura sobre la propensión de los aceros estructurales a la fractura frágil. Las probetas entalladas se someten al impacto de un martillo con una energía cinética de 300 J. La fractura se produce en modo dúctil, mixto o frágil y, en consecuencia, se consume una cantidad de energía muy diferente. En general, en la región dúctil CVN de la plataforma superior, la energía consumida para la fractura de los aceros estructurales es de 150 J o más y es diferente para los distintos aceros. La energía consumida para la fractura frágil por debajo del umbral inferior de la plataforma es inferior a 10 J y muy similar para aceros con diferentes microestructuras, una amplia gama de tamaños de grano y tensiones de fluencia, así como para aceros envejecidos por deformación [1] (Figura 1).

El tiempo de fracturación depende de la energía de fracturación y es muy diferente, es de 11 ms con la energía de 250 J y de 1 ms con la energía de menos de 10 J.

 También el volumen del metal deformado plásticamente es muy diferente, asciende a varios cientos de mm³ en el rango dúctil y es despreciable en el rango frágil [2]. Prácticamente el 90% de la energía consumida para la deformación plástica y la fractura se disipa en forma de calor [2, 3]. Por esta razón, la fracturación en la zona superior y de transición se produce por encima de la temperatura nominal de ensayo.

En la zona frágil prácticamente no se genera calor de deformación plástica y la fractura se produce a la temperatura nominal de ensayo [1]. Por lo tanto, la temperatura, que se utiliza para mostrar gráficamente la dependencia de la tenacidad CVN frente a la temperatura de ensayo, no es la temperatura de fractura real para el intervalo de ensayo vhole. La distribución temporal y volumétrica de la deformación y la temperatura de fractura complican aún más la correcta comprensión del mecanismo de fractura dúctil Charpy.

• Materias:Fracturas Fabricación de acero Consumo de energía
• Subjects:Fractures Steel making Energy consumption
• Palabras claves:Ensayo Charpy; Aceros estructurales; Fractura dúctil; Dependencia carga-deflexión; Consumo de energía; Superficie y labios de fractura.
• Keywords:Charpy test; Structural steels; Ductile fracturing; Load-deflection dependence; Consumption of energy; Fracture surface and lips