Lección Teach
Ensayo de impacto con probeta entallada: evidencias de tenacidad y fractura
El alumnado utiliza el laboratorio remoto Materials para observar ensayos de impacto con probeta entallada, relacionar la energía absorbida con la tenacidad, comparar tratamientos e interpretar con cautela las superficies de fractura.
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Resultados de aprendizaje
Explicar por qué se utilizan ensayos de impacto con probeta entallada para comparar la tenacidad.
Utilizar evidencias del vídeo y de los resultados del ensayo de impacto para comparar tratamientos de materiales.
Distinguir la dureza o la resistencia de la tenacidad al impacto.
Interpretar observaciones de la superficie de fractura sin formular conclusiones excesivas.
Indicar las limitaciones de un resultado de impacto obtenido con una sola probeta y a una sola temperatura.
Vista previa de la actividad del estudiante
Contenido de la actividad
Solo vista previa. En una sesión de clase, los estudiantes pueden completar respuestas y entregar su trabajo al docente.
1. ¿Por qué una entalla y un impacto rápido?
10 min
Un ensayo de impacto con probeta entallada responde a una pregunta distinta de la que plantean los ensayos de tracción o dureza: ¿cuánta energía puede absorber una probeta durante una fractura rápida?
La entalla concentra las tensiones en una zona. Esto hace que el ensayo sea sensible al comportamiento frágil, al tratamiento térmico, a la microestructura y a la temperatura. Un material puede ser duro o resistente y, sin embargo, absorber poca energía de impacto si se fractura de forma repentina.
En un ensayo de impacto pendular, el martillo parte con una cantidad conocida de energía mecánica. La deformación y la fractura absorben y disipan parte de esa energía, por lo que el péndulo alcanza una altura menor después del impacto. El laboratorio puede presentar directamente la energía absorbida o mostrar una vista final de la escala o del rebote. Si la escala indica energía absorbida, un valor más alto significa que la probeta ha absorbido más energía durante la fractura.
Montaje del ensayo de impacto con probeta entallada
El resultado no es solo un número. El vídeo, la escala final y el aspecto de la fractura también constituyen evidencias, pero interpreta el sentido de la escala únicamente cuando el etiquetado sea claro.
¿Por qué se utiliza una probeta entallada en vez de una barra lisa en un ensayo de impacto? Explícalo en términos de concentración de tensiones y fractura.
¿Cuál de estas afirmaciones es científicamente más prudente?
2. Observa las evidencias del impacto
20 min
Utiliza la ruta Notched-bar impact de Materials (ensayo de impacto con probeta entallada). Siempre que sea posible, compara distintos tratamientos de una misma aleación: así la comparación se centra en el procesado y no en composiciones químicas completamente diferentes.
Evidencias del resultado de impacto
Esta imagen sirve para reconocer el indicador; no copies su lectura como dato de tu ensayo C45. En esta esfera, kpm es una unidad de energía (1 kpm ≈ 9,81 J) y la escala marcada Grade indica el ángulo en grados; no registres una lectura angular como energía absorbida. Si el sentido de las agujas o de las escalas no está claro en el ensayo en directo, indica No se puede determinar — [motivo].
Abre Materials y realiza un ensayo de impacto
Abre Materials desde esta actividad.
Selecciona steel (acero), después C45 y, para el primer ensayo, hardened (templado).
Después de elegir el tratamiento, selecciona Notched-bar impact (ensayo de impacto con probeta entallada).
Observa el vídeo del impacto y la escala final o imagen de resultados. Para cada fuente ausente o ilegible —vídeo, escala/resultado, energía absorbida o fractura— escribe No visible/no disponible o No se puede determinar — [motivo]; no inventes observaciones. Registra el ensayo en una fila.
Repite la misma ruta con soft annealing (recocido de ablandamiento) y registra esa condición en una segunda fila.
Si el laboratorio ofrece repeticiones, mantenlas separadas en lugar de calcular la media desde el principio.
Evidencias del impacto con probeta entallada
Utiliza una fila por probeta o repetición. Si se muestra la energía absorbida, registra el valor y la unidad. Para cada fuente ausente o ilegible —vídeo, escala/resultado, energía absorbida o fractura— escribe No visible/no disponible o No se puede determinar — [motivo]. No inventes evidencias.
| Material / aleación / tratamiento | Repetición | Energía absorbida, si se muestra | Observación de la fractura o "No visible/no disponible" | Evidencias del vídeo o la escala o "No visible/no disponible" | Grado de confianza y motivo |
|---|---|---|---|---|---|
¿Qué dos filas constituyen la comparación más válida y por qué? Menciona la aleación, el tratamiento y el tipo de evidencia.
3. Relaciona energía, fractura y tratamiento
20 min
Según tus evidencias de impacto, ¿qué probeta parece presentar mayor tenacidad en este ensayo? Utiliza la energía absorbida si se muestra; en caso contrario, usa solo una comparación inequívoca del rebote o de la escala en las mismas condiciones. El aspecto de la fractura es una evidencia complementaria del modo de fractura y, por sí solo, no determina la tenacidad al impacto. Si las evidencias no permiten una comparación fiable, indica que no se puede determinar la tenacidad relativa y explica el motivo.
Interpreta con cautela el aspecto de la fractura. Una superficie más plana y brillante, con aspecto de clivaje, puede sugerir un comportamiento más frágil. Una superficie más rugosa o fibrosa, la presencia de labios de cizalladura o una mayor deformación cerca de la entalla pueden sugerir un comportamiento más dúctil. Una imagen de baja resolución solo permite formular interpretaciones prudentes. Si la superficie de fractura no está disponible, registra esa limitación en lugar de inferir su aspecto.
Si la superficie de fractura es visible, describe una característica y explica con cautela si sugiere un comportamiento más frágil o más dúctil. Si no está disponible, indícalo y explica cómo limita tu interpretación.
¿Por qué no debes afirmar que esta actividad permite obtener una curva completa de transición dúctil-frágil?
4. Conclusión del ensayo de impacto
10 min
Escribe un breve párrafo de informe sobre el ensayo de impacto. Incluye la comparación, las evidencias de energía absorbida o una lectura inequívoca del rebote o de la escala, la interpretación de la tenacidad y una limitación. Trata el aspecto de la fractura únicamente como evidencia complementaria del modo de fractura. Si las evidencias no permiten una comparación fiable, formula una conclusión justificada de que no se puede determinar la tenacidad relativa.
5. Ampliación de la sesión completa: revisa evidencias inciertas
15 min
Con un compañero o con el profesor, elige una fuente de evidencia de tus dos ensayos que no esté disponible, sea ilegible o resulte ambigua. Explica qué observación adicional o repetición en las mismas condiciones resolvería la incertidumbre y cómo podría cambiar —o mantener— tu conclusión acotada sobre la tenacidad. No es necesario entregar una respuesta escrita.
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