Testing samples size effect on notch toughness of structural steels

Efecto del tamaño de las muestras de ensayo en la tenacidad de entalla de los aceros estructurales

En este artículo, la evaluación de la tenacidad de las muestras de ensayo a escala real (FS) constituye el límite superior de la tenacidad de las muestras de tamaño inferior (SS) de los aceros estructurales al carbono-manganeso. Las relaciones propuestas por Schindler (2000) concuerdan bien con los datos experimentales. La constante de proporcionalidad empírica q* = 0,54 entre la tenacidad de entalla de muestras a escala natural y submedida de los aceros estructurales estudiados concuerda bien con la constante q* = 0,50-0,54 estimada teóricamente. Un conocimiento más preciso del efecto del tamaño de las muestras de ensayo sobre la dependencia de la temperatura de la tenacidad de entalla requiere un análisis de la dispersión de los datos experimentales.

INTRODUCCIÓN

La creciente necesidad de realizar ensayos mecánicos con muestras de tamaño inferior al normal ha motivado el presente estudio, centrado en el efecto del tamaño de las muestras. A veces, por razones económicas, se intenta sustituir el ensayo de la tenacidad a la fractura por un ensayo más barato de la tenacidad a la entalladura. En los trabajos de Barsom y Rolfe [1], Barsom [2] y Marendet y Sanz [3] se han sugerido varias relaciones empíricas, relativas a las relaciones entre la tenacidad a la fractura y el consumo de energía en los ensayos de impacto, así como diferentes métodos de carga. Es necesario un análisis en profundidad, no sólo desde el punto de vista de los métodos específicos de ensayo de muestras de diferentes tamaños, sino, también, para el desarrollo de criterios sólidos de evaluación de las características de fractura, sobre todo teniendo en cuenta los riesgos que implica la aplicación de los resultados de los ensayos de muestras pequeñas a estructuras reales.

INFLUENCIA DE LAS MUESTRAS DE ENSAYO EN LA TENACIDAD DE ENTALLA

La energía consumida en la carga dinámica de impacto de muestras entalladas suele ser una medida suficiente de la resistencia del material a la fractura. Sin embargo, la determinación de una relación entre la energía de impacto KV en los ensayos de resistencia a la entalladura y la resistencia a la fractura K_C es bastante complicada, especialmente en lo que se refiere a los diferentes estados de deformación en el material que rodea la entalladura y en una grieta de fatiga afilada, así como desde el punto de vista de las diferentes velocidades de deformación en la carga dinámica y cuasi estática. Varios autores - Barsom y Rolfe [1], Barsom [2] y Marendet y Sanz [3] sugirieron relaciones empíricas, cuya aplicabilidad en condiciones generales no está clara.