La resistencia al impacto Charpy (o resistencia al impacto Charpy con entalla) es una medida de la capacidad de un material para absorber energía y resistir la fractura cuando se somete a una carga de impacto repentina y de alta velocidad, especialmente en presencia de un concentrador de tensión como una entalla.
Este valor proviene del ensayo de impacto Charpy (ensayo de entalla en V de Charpy), uno de los métodos estándar más utilizados en la ciencia e ingeniería de materiales para evaluar la tenacidad a la entalla (qué tan bien un material puede soportar un impacto sin fracturarse de forma frágil).
El ensayo de resistencia al impacto Charpy generalmente sigue estos pasos:
Las unidades de resistencia al impacto Charpy son las siguientes:
Este método es particularmente común para plásticos (según la norma ISO 179) y a veces se denomina ensayo de resistencia al impacto Charpy con entalla. Valores más altos indican un material más duradero (absorbe mejor la energía del impacto sin fracturarse de forma frágil). Valores más bajos indican un comportamiento más frágil (propenso a agrietarse repentinamente al impacto).
Esta prueba,
En resumen, la resistencia al impacto Charpy indica la cantidad de impacto que un material puede soportar antes de fracturarse, especialmente en presencia de muescas, grietas o bordes afilados. Es una forma rápida, económica y muy útil de identificar materiales que podrían fallar catastróficamente bajo cargas repentinas en condiciones reales.
Las normas de resistencia al impacto Charpy definen el procedimiento de ensayo preciso, la geometría de la muestra, los requisitos de la máquina, el tipo de punta de impacto, los detalles de la muesca y la forma en que se deben informar los resultados. Esto garantiza mediciones comparables y repetibles en todo el mundo.
Estas normas difieren principalmente entre metales y plásticos, y entre regiones (por ejemplo, las normas ASTM para EE. UU., las normas ISO y EN a nivel internacional y en Europa).
Las normas de resistencia al impacto Charpy más utilizadas para metales se aplican a aceros, aleaciones y aluminio, en particular para evaluar la transición de dúctil a frágil y la tenacidad en aplicaciones estructurales, de recipientes a presión, de tuberías, de soldadura y de baja temperatura.
La norma ISO 148-1 «Materiales metálicos - Ensayo de impacto con péndulo Charpy - Parte 1: Método de ensayo» es la principal norma internacional (de adopción mundial). Esta norma abarca probetas con entalla en V (la más común) y entalla en U. El radio de impacto es de 2 mm (preferible para la entalla en V) u 8 mm (para la entalla en U o especificaciones anteriores). La probeta suele medir 10 x 10 x 55 mm. Los resultados se expresan como energía absorbida o resistencia al impacto normalizada.
La norma ASTM E23, «Métodos estándar de ensayo para pruebas de impacto de materiales metálicos con barra entallada», es la norma predominante en EE. UU. Abarca los métodos Charpy e Izod, aunque Charpy es mucho más común. El radio de la barra de impacto es de 8 mm (convencional) o de 2 mm (añadido para una mejor conformidad con la norma ISO). Esta norma es muy similar a la ISO 148-1, pero no idéntica. Las diferencias en el radio de la barra de impacto, la calibración, las tolerancias y la verificación pueden generar pequeñas variaciones en los resultados de alta energía.
Otras normas relevantes o complementarias incluyen:
Para los mismos materiales y condiciones, los resultados obtenidos con las normas ASTM E23 e ISO 148-1 suelen ser muy similares, pero no siempre directamente equivalentes debido a las diferencias en la geometría del impacto y la calibración de la máquina. Actualmente, muchas especificaciones permiten el uso de ambas normas, pero indican cuál debe utilizarse.
La resistencia al impacto Charpy (energía absorbida en la prueba Charpy) es esencial porque evalúa directamente la tenacidad de un material, midiendo su resistencia a cargas dinámicas repentinas (impactos o golpes) y a la fractura frágil, especialmente cuando las muescas, grietas, soldaduras o bordes afilados actúan como concentradores de tensión.
Muchos materiales (especialmente los aceros) se comportan de manera muy diferente a altas velocidades de deformación y bajas temperaturas en comparación con cargas estáticas lentas (como los ensayos de tracción). Un material puede ser resistente y dúctil bajo tensión normal, pero si es frágil ante un impacto, puede fracturarse gravemente y sin previo aviso.
Las pruebas de resistencia al impacto Charpy simulan mejor las condiciones reales que las pruebas estáticas. La resistencia a la tracción proporciona información sobre la carga lenta. Charpy imita el impacto a alta velocidad y la sensibilidad a las entallas (las grietas y entallas reales reducen significativamente la tenacidad).
Esta prueba es obligatoria para los componentes críticos de seguridad:
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