Método de prueba estándar ASTM E604-18 para pruebas de desgarro dinámico de materiales metálicos

El estándar "ASTM E604-18 Método de prueba estándar para pruebas de desgarro dinámico de materiales metálicos" desarrollado por la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM) describe el método de prueba de desgarro dinámico (DT) utilizando muestras con un espesor de 5 mm a 16 mm. . Este método de ensayo es válido para materiales con un espesor mínimo de 5 mm.

El procedimiento de cuchilla prensada descrito para afilar la punta de corte generalmente limita este método de prueba a materiales con un nivel de dureza inferior a 36 HRC. La definición de 36 HRC es un número de dureza Rockwell de 18 en la escala Rockwell C como se define en la norma "Métodos de prueba estándar ASTM E24-36 para la dureza Rockwell de materiales metálicos".

Las definiciones de términos de prueba mecánica en la norma "Terminología estándar ASTM E6-07 para métodos de prueba mecánica" se aplican a este método de prueba. Además, para los efectos de esta norma se aplican los siguientes términos y definiciones:

• La energía de lágrima dinámica se refiere a la energía total requerida para romper muestras de lágrima dinámica analizadas de acuerdo con las disposiciones de este método de prueba. En las máquinas de tipo pendular, la energía dinámica de desgarro es la diferencia entre la energía potencial inicial y final del péndulo o péndulos. En las máquinas de caída de peso, la energía dinámica de desgarro es la diferencia entre la energía potencial inicial del martillo y la energía final del martillo determinada por un sistema calibrado de medición de energía.
• La fractura por corte se refiere a la cantidad de superficie de fractura en la muestra que falla en modo de corte (estable) y se expresa como porcentaje. La sección neta puede ser el área de la sección transversal neta antes de la fractura o el área del plano de proyección de la superficie de la fractura.

La prueba de desgarro dinámico implica que una viga con muescas de un solo borde se carga con impacto en una flexión de tres puntos y se registra la energía de desgarro dinámico. Las muestras de lágrimas dinámicas se rompen mediante máquinas de péndulo o de peso que caen.

El valor de la energía de desgarro dinámico es una medida de la resistencia a la fractura que se propaga rápidamente. En muchas aplicaciones, es de gran interés la resistencia mejorada que se puede desarrollar durante la extensión de la grieta desde una muesca aguda hasta aproximadamente un espesor de placa. El método de prueba proporciona una trayectoria de fractura suficientemente larga para que los resultados sirvan como medida de esta propiedad.

Las superficies de fractura de aceros no austeníticos probados en la zona de transición de temperatura tienen áreas que parecen brillantes y áreas que parecen opacas. Las áreas brillantes y de aspecto facetado se denominan fracturas por escisión, y las áreas de aspecto opaco se denominan fracturas por cizallamiento, dependiendo de los modos de fractura relevantes a microescala.

Este método de prueba puede servir para los siguientes propósitos:

• En investigación y desarrollo, para evaluar los efectos de variables metalúrgicas como composición, procesamiento o tratamiento térmico, o procesos de fabricación como conformado y soldadura, sobre la resistencia dinámica a la fractura por cizallamiento de materiales nuevos o existentes.
• En la evaluación del servicio, determinar la idoneidad de un material para una aplicación particular sólo cuando se establece una correlación entre la energía dinámica de desgarro y el desempeño del servicio.
• Realizar el control de calidad de la producción cuando se solicite información, especificaciones de aceptación y energía mínima de desgarro dinámico. Una discusión detallada de la base para determinar dichos valores mínimos en un caso particular está fuera del alcance de este método de prueba.

La máquina de ensayo utilizada en estos ensayos debe ser del tipo péndulo o de peso descendente con capacidad más que suficiente para romper la muestra de un solo impacto. Los valores de energía lagrimal dinámica superiores al 802 por ciento de la energía potencial inicial del impacto no son válidos.

La capacidad requerida para realizar ensayos de desgarro dinámico en la mayoría de los aceros es de 16 J para muestras de 2700 mm y de 5 J para muestras de 700 mm de espesor. La capacidad requerida para realizar pruebas de desgarro dinámico en hierros fundidos y aleaciones de aluminio es inferior al 20 por ciento de los valores indicados anteriormente para la mayoría de los aceros.

Las pruebas se pueden realizar a velocidades que oscilan entre 4,0 y 8,5 m/s. La velocidad debe especificarse como la velocidad entre el delantero y la muestra en el momento del impacto. Este rango de velocidad corresponde a la velocidad de los martillos lanzados desde una altura de 0,8 a 3,7 m.

La máquina de impacto debe contar con escala calibrada, gráficos o indicador de lectura directa de los valores de energía inicial y final o de la diferencia entre los valores de energía inicial y final. La escala, gráfico o indicador de lectura directa se divide de manera que se puedan estimar los valores dinámicos de energía lagrimal dentro de los incrementos indicados en la norma.

El error en el valor de la energía lagrimal dinámica debido a un error en el péndulo o al peso que cae, o un error en la altura de la caída, no debe exceder el 1 por ciento. El viento y la fricción se pueden compensar aumentando la altura de caída, en cuyo caso la altura no puede superar el valor nominal en más del 2,0 por ciento.

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