--- title: "Tenacidad al impacto del acero y ensayo Charpy" description: "Descubra cómo los ensayos Charpy miden la tenacidad al impacto y cómo la temperatura, la geometría de la entalla, la orientación y las normas…" canonical: https://steelequivalents.com/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy language: es robots: index, follow og_type: article type: wiki-article language_alternates: en: https://steelequivalents.com/wiki/reading-a-datasheet/steel-impact-toughness-and-charpy-testing.md cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/materiálový-list/rázová-houževnatost-oceli-a-charpyho-zkouška.md de: https://steelequivalents.com/de/wiki/werkstoffdatenblatt-lesen/kerbschlagzähigkeit-von-stahl-und-charpy-prüfung.md es: https://steelequivalents.com/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy.md fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/lire-une-fiche-technique/résilience-des-aciers-aux-chocs-et-essais-charpy.md hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/anyagadatlap/az-acél-ütőszívóssága-és-a-charpy-vizsgálat.md it: https://steelequivalents.com/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/resilienza-all-urto-dell-acciaio-e-prova-charpy.md nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/materiaaldatablad/kerfslagtaaiheid-van-staal-en-charpy-proeven.md pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/karta-materiałowa/udarność-stali-i-badanie-metodą-charpy-ego.md pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/ler-uma-ficha-técnica/tenacidade-ao-impacto-do-aço-e-ensaio-de-charpy.md ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/характеристики-стали/ударная-вязкость-стали-и-испытания-по-шарпи.md tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/teknik-veri-sayfası/çeliğin-darbe-tokluğu-ve-charpy-testi.md zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/如何读懂材料数据表/钢材冲击韧性与夏比试验.md ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/鋼材データシートの読み方/鋼材の衝撃靭性とシャルピー試験.md ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/قراءة-ورقة-البيانات/متانة-الصلب-ضد-الصدمات-واختبار-شاربي.md ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/강재-물성표-읽는-법/강철의-충격-인성-및-샤르피-시험.md pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/ler-uma-ficha-técnica/tenacidade-ao-impacto-do-aço-e-ensaio-charpy.md hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/डेटाशीट-कैसे-पढ़ें/इस्पात-की-आघात-कठोरता-और-चार्पी-परीक्षण.md content_hash: sha256:f5ff7ae2fe3aa35ebeaf40f526936190e9b6db3839c85a1d81e9714ab8cb616b generated: 2026-09-26 --- > **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page, > served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML. > Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy > Canonical URL: https://steelequivalents.com/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy > Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi > Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything > below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. Compare it to detect a real > content change; `generated` moves on every render and is not a change signal. ![Tenacidad al impacto del acero y ensayo Charpy](/images/uploads/b1c5397a-20d3-4ca5-b6b5-4e02e1f19ff3/wiki-hero-a-standardized-charpy-v-notch-steel-specimen-being-struck-by-a-pendulum-impact-t-1920x823.jpg) Leer una ficha técnica # Tenacidad al impacto del acero y ensayo Charpy Descubra cómo los ensayos Charpy miden la tenacidad al impacto y cómo la temperatura, la geometría de la entalla, la orientación y las normas afectan a los resultados. ![Retrato de Anders Bergström, reportero del sector del acero](/images/uploads/a7d8e5bc-7cdf-409b-913b-211e63e8c441/anders-bergstr-m-1920x1920.jpg) **[Anders Bergström](/es/noticias/autor/anders-bergstrom "Anders Bergström")** Leer una ficha técnica 56 min de lectura Actualizado 14 ago 2026 Revisado con evidencia En esta páginaEn esta página - [Qué significa la tenacidad al impacto del acero y qué no significa la energía Charpy](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#qué-significa-la-tenacidad-al-impacto-del-acero-y-qué-no-significa-la-energía-charpy "Qué significa la tenacidad al impacto del acero y qué no significa la energía Charpy") - [El ensayo de péndulo Charpy: probeta, entalla y evento de fractura](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#el-ensayo-de-péndulo-charpy-probeta-entalla-y-evento-de-fractura "El ensayo de péndulo Charpy: probeta, entalla y evento de fractura") - [ASTM E23, ISO 148-1:2016 e ISO 14556:2023](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#astm-e23-iso-148-1-2016-e-iso-14556-2023 "ASTM E23, ISO 148-1:2016 e ISO 14556:2023") - [Verificación de la máquina, calibración y credibilidad de un resultado](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#verificación-de-la-máquina-calibración-y-credibilidad-de-un-resultado "Verificación de la máquina, calibración y credibilidad de un resultado") - [Temperatura, aceros ferríticos y transición de dúctil a frágil](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#temperatura-aceros-ferríticos-y-transición-de-dúctil-a-frágil "Temperatura, aceros ferríticos y transición de dúctil a frágil") - [Historial de muestreo, orientación y procesamiento del acero](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#historial-de-muestreo-orientación-y-procesamiento-del-acero "Historial de muestreo, orientación y procesamiento del acero") - [Apariencia de la fractura, área de cizallamiento, separación longitudinal y ranuras laterales](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#apariencia-de-la-fractura-área-de-cizallamiento-separación-longitudinal-y-ranuras-laterales "Apariencia de la fractura, área de cizallamiento, separación longitudinal y ranuras laterales") - [Ensayo Charpy instrumentado y qué señales adicionales puede mostrar](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#ensayo-charpy-instrumentado-y-qué-señales-adicionales-puede-mostrar "Ensayo Charpy instrumentado y qué señales adicionales puede mostrar") - [De la energía Charpy a la tenacidad a la fractura y la detención de grietas](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#de-la-energía-charpy-a-la-tenacidad-a-la-fractura-y-la-detención-de-grietas "De la energía Charpy a la tenacidad a la fractura y la detención de grietas") ## Qué significa la tenacidad al impacto del acero y qué no significa la energía Charpy ### Tenacidad al impacto frente a resistencia, ductilidad y tenacidad a la fractura La tenacidad al impacto es la resistencia de un material a la fractura cuando se aplica una carga rápidamente, a menudo a través de una entalla que concentra las tensiones. No es la misma propiedad que la resistencia, la ductilidad a tracción o la tenacidad a la fractura, aunque todas pueden afectar al resultado. #### Propiedades mecánicas relacionadas Límite elástico La tensión a la que comienza la deformación plástica durante un ensayo de tracción. Resistencia a la tracción La tensión de ingeniería máxima alcanzada durante un ensayo de tracción. Ductilidad Deformación plástica antes de la fractura, expresada habitualmente mediante el alargamiento o la reducción de área. Tenacidad a la fractura Resistencia de una grieta preexistente a propagarse bajo condiciones definidas de probeta, espesor, carga y validez. El límite elástico describe la tensión a la que comienza la deformación plástica durante un ensayo de tracción. La resistencia a la tracción es la tensión de ingeniería máxima alcanzada en dicho ensayo. Ninguno de estos valores indica cómo se comportará durante un evento de carga rápida un acero que contenga una grieta aguda. Un acero de alta resistencia puede presentar una baja resistencia a la fractura por clivaje, especialmente a baja temperatura, mientras que un acero de menor resistencia puede absorber una cantidad considerable de energía de impacto. La ductilidad describe la deformación plástica que se produce antes de la fractura, generalmente mediante el alargamiento o la reducción de área en una probeta de tracción. La tenacidad al impacto incluye un efecto de la velocidad de deformación y un efecto de entalla que la ductilidad a tracción convencional no reproduce. Una probeta Charpy entallada tiene pocas posibilidades de redistribuir las tensiones mediante una deformación uniforme. Por ello, la entalla hace que la restricción local y la iniciación de la grieta sean aspectos centrales del ensayo. La energía absorbida Charpy no es un valor de KIC ni una medición completa de la tenacidad a la fractura. Strong evidence Tenacidad a la fractura **Tenacidad a la fractura** Propiedad de resistencia a la propagación de grietas medida con una geometría de probeta, carga, espesor, grieta y condiciones de validez definidas. La tenacidad a la fractura es una clase de propiedad diferente. Valores como KIC, JIC o el desplazamiento de apertura en la punta de la grieta (CTOD) describen la resistencia de una grieta preexistente a propagarse bajo condiciones definidas de probeta, espesor, carga y validez. KIC, por ejemplo, es un valor de tenacidad a la fractura en deformación plana obtenido en condiciones destinadas a suprimir los efectos del tamaño de la probeta y de la plasticidad. Una entalla Charpy en V es lo bastante aguda como para favorecer la iniciación de la fractura, pero no es una probeta de tenacidad a la fractura previamente fisurada por fatiga, y su energía absorbida no es un valor de KIC. El comportamiento de detención de grietas también debe mantenerse separado. Un material puede resistirse a iniciar una grieta y, sin embargo, ofrecer una resistencia diferente frente a una grieta en propagación. En los aceros para tuberías, el ensayo de desgarro por caída de peso examina el comportamiento de detención de grietas mediante la medición de las fracciones de cizallamiento dúctil y de clivaje en las superficies de fractura a lo largo de un intervalo de temperaturas de impacto. Este método no es intercambiable con el ensayo Charpy. ### Por qué la energía absorbida es un indicador indirecto del material En un ensayo Charpy convencional, un péndulo golpea una probeta entallada simplemente apoyada. La diferencia entre la energía inicial y final del péndulo indica el trabajo absorbido por la probeta y, en la práctica, por algunas pérdidas asociadas que se tienen en cuenta mediante el procedimiento de ensayo. El resultado se expresa como energía de impacto absorbida, normalmente en julios. En 2024, NIST describió el ensayo Charpy como un ensayo de alta velocidad de carga que mide la energía absorbida durante la fractura y proporciona una medida indirecta de la tenacidad al impacto. #### Interprete la energía como un indicador indirecto La energía Charpy combina deformación plástica, iniciación de grieta, crecimiento de grieta, fricción, efectos de la máquina y fractura final. No es una constante única del material que se transfiera sin cambios a todas las geometrías de componente ni velocidades de carga. \[1\] \[1\] [**ISO 148-1:2016 Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method**](https://www.iso.org/cms/render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/06/38/63802.html). International Organization for Standardization. ISO standard, 2016. «Indirecta» es la palabra importante. La energía medida combina varios fenómenos: deformación plástica cerca de la entalla, iniciación de la grieta, propagación estable o inestable de la grieta, fricción y efectos de la máquina, y el proceso final de fractura. No es una única constante del material que pueda transferirse sin cambios a todas las geometrías de componentes o velocidades de carga. ASTM E23 abarca los ensayos de impacto Charpy de viga simplemente apoyada y de Izod de viga en voladizo, incluidos los requisitos de las probetas, los procedimientos, la verificación de la máquina, la presentación de informes y la determinación del aspecto de la fractura por cizallamiento. ISO 148-1:2016 especifica los ensayos de impacto con péndulo Charpy de entalla en V y de entalla en U para materiales metálicos. El tipo de entalla es importante; los resultados de entallas en V y en U no deben considerarse equivalentes sin una base especificada. El aspecto de la fractura aporta información que el valor de energía por sí solo no puede proporcionar. El desgarro dúctil generalmente requiere una deformación plástica considerable y absorbe más energía. La fractura dominada por clivaje suele absorber menos. Por tanto, el porcentaje de fractura por cizallamiento, la expansión lateral y la posición de un resultado en una curva de transición de dúctil a frágil pueden modificar la interpretación ingenieril de una misma energía nominal. Los ensayos instrumentados pueden aportar información adicional sobre la respuesta fuerza-tiempo o fuerza-desplazamiento. ISO 14556:2023 especifica los ensayos Charpy instrumentados de entalla en V y los equipos utilizados para medir y registrar características adicionales del comportamiento de la fractura; ISO 148-1:2016 no contempla este método instrumentado. El estado de la máquina también es importante. ASTM E23 e ISO 148-2 proporcionan requisitos de verificación, y el Charpy Machine Verification Program de NIST utiliza probetas certificadas para las comprobaciones periódicas de las máquinas. ### El peligro de tratar un único valor Charpy como una propiedad universal Una afirmación como «este acero tiene una tenacidad Charpy de 80 J» está incompleta. Puede no indicarse la temperatura. También pueden faltar la geometría de la entalla, la orientación de la probeta, el espesor de la placa, la condición del tratamiento térmico, la ubicación del muestreo, la dirección del ensayo, el número de probetas, la norma aplicable y el aspecto de la fractura. Cada omisión puede alterar el significado del resultado. #### No utilice la energía a temperatura ambiente como garantía de servicio en frío En los aceros ferríticos, la energía absorbida y el modo de fractura pueden cambiar bruscamente al disminuir la temperatura. La temperatura de ensayo establecida debe representar la condición de servicio pertinente, sujeta al código de diseño y la especificación aplicables. Los aceros ferríticos suelen mostrar una transición de dúctil a frágil al disminuir la temperatura. Por tanto, un resultado a temperatura ambiente puede ofrecer pocas garantías sobre el comportamiento a una temperatura de servicio más baja. Incluso dentro de la región de transición, pequeños cambios de temperatura pueden producir grandes variaciones en la energía y en el modo de fractura. La energía de meseta superior, la energía de la región de transición y el comportamiento de la meseta inferior se deben a mecanismos de fractura diferentes, por lo que se requieren correlaciones separadas cuando los datos Charpy se utilizan para estimar un valor inferior de tenacidad a la fractura. Estas correlaciones pueden respaldar una evaluación preliminar de ingeniería para condiciones definidas de aceros ferríticos; no convierten la energía absorbida en tenacidad a la fractura en deformación plana. Un resultado Charpy no puede interpretarse independientemente de su plan de muestreo y de la orientación de la probeta. Strong evidence \[2\] \[2\] [**ASTM A673/A673M: Standard Specification for Sampling Procedure for Impact Testing of Structural Steel**](https://store.astm.org/a0673_a0673m-25.html). ASTM International. ASTM International standard, 2025.La orientación de la probeta es otra variable decisiva. Una probeta Charpy longitudinal muestrea el acero de manera diferente que una probeta transversal o a través del espesor, porque la dirección de laminación, las inclusiones, la bandeadura y la estructura granular afectan a la propagación de la grieta. ASTM A673/A673M especifica los procedimientos de muestreo para los ensayos Charpy longitudinales de entalla en V de acero estructural y distingue las frecuencias de ensayo por colada de las de ensayo por pieza. Por tanto, el muestreo forma parte del resultado, no es un detalle administrativo añadido después del ensayo. La evaluación de NIST de 2011 sobre probetas Charpy con ranuras laterales determinó que estas ranuras reducen la deformación plástica acumulada en las energías de meseta superior y favorecen la formación de separaciones, cuya intensidad es máxima cerca de la temperatura de transición de dúctil a frágil. Este hallazgo ilustra por qué la geometría de la probeta puede modificar tanto la energía medida como la superficie de fractura. Un resultado Charpy es útil cuando se comunica como una observación de ensayo definida: la condición del material, la norma, la entalla, la orientación, la temperatura, el plan de muestreo, la energía y el aspecto de la fractura en conjunto. Sin este contexto, un único número no es una propiedad universal del acero y, por sí solo, no puede establecer la seguridad frente a la fractura en servicio. ## El ensayo de péndulo Charpy: probeta, entalla y evento de fractura ### Probetas Charpy normalizadas con entalla en V y en U El ensayo Charpy utiliza una pequeña barra rectangular con una entalla mecanizada en una de sus caras. La probeta se coloca horizontalmente sobre dos apoyos y luego recibe el impacto de un péndulo en la cara opuesta a la entalla. Esta disposición obliga a que la grieta se inicie en una ubicación controlada y se propague a través del ligamento remanente. El resultado no es simplemente una propiedad de «el acero», sino la respuesta de una probeta, una entalla, una orientación, una temperatura y una condición del material determinadas. ISO 148-1:2016 especifica los ensayos de impacto con péndulo Charpy y entalla en V o en U para materiales metálicos. Las denominaciones entalla en V y entalla en U describen el perfil de la entalla, no dos resultados de ensayo intercambiables. Una entalla en V tiene lados inclinados que se encuentran en un radio de fondo controlado, lo que produce una concentración de tensiones relativamente aguda. Una entalla en U tiene un fondo redondeado y, por tanto, un campo de tensiones local diferente. La profundidad de la entalla, el ángulo incluido, el radio de fondo, las dimensiones de la probeta y el acabado superficial están prescritos por la norma aplicable. Pequeñas desviaciones pueden modificar la iniciación de la grieta y la deformación plástica antes de la fractura. Dimensión nominal (mm) Dimensiones nominales comúnmente asociadas con una probeta Charpy de tamaño completo; la norma aplicable establece las dimensiones permitidas y las alternativas de tamaño reducido. La probeta Charpy de tamaño completo utilizada habitualmente mide nominalmente 10 mm × 10 mm × 55 mm, aunque la norma aplicable y la especificación del producto determinan las dimensiones permitidas y las alternativas de tamaño reducido. En una probeta con entalla en V, la entalla normalmente tiene 2 mm de profundidad, un ángulo incluido de 45 grados y un radio de fondo especificado. Estas cifras describen una geometría normalizada, no una receta general para cualquier probeta de impacto. Las dimensiones de la entalla en U también deben ajustarse a la norma seleccionada y no deben inferirse a partir de la práctica aplicable a las entallas en V. Charpy e Izod son configuraciones distintas de ensayo de impacto contempladas en ASTM E23. | Método | Apoyo de la probeta | Resultado principal o alcance | |---|---|---| | Charpy | Viga simplemente apoyada | Energía de impacto del péndulo y, cuando se requiere, aspecto de la fractura por cizalladura | | Izod | Viga en voladizo | Ensayo de impacto pendular conforme a los requisitos aplicables de ASTM E23 | ASTM E23 contempla tanto los ensayos de impacto Charpy de viga simplemente apoyada como los ensayos de impacto Izod de viga en voladizo. Esta distinción es importante. Una probeta Izod se sujeta como un voladizo y recibe el impacto por encima del apoyo, mientras que una probeta Charpy está apoyada en ambos extremos. Un valor obtenido mediante un método no puede reclasificarse como resultado del otro. ASTM E23 también aborda los requisitos de las probetas, los procedimientos, la verificación de las máquinas, la elaboración de informes y la determinación del aspecto de la fractura por cizallamiento. La entalla suele orientarse de modo que el percutor cargue la cara sin entalla y que la entalla quede en el lado sometido a tracción de la sección en flexión. La iniciación de la grieta se produce entonces en el fondo de la entalla cuando el ligamento se flexiona. También debe informarse de la orientación de la probeta. En una chapa laminada, por ejemplo, una probeta Charpy con entalla en V longitudinal toma muestras de una combinación de dirección de laminación, inclusiones, bandeado y estructura granular diferente de la de una probeta transversal o en la dirección del espesor. ASTM A673/A673M especifica los procedimientos de muestreo para los ensayos Charpy longitudinales con entalla en V de aceros estructurales y distingue las frecuencias de ensayo por colada de las frecuencias de ensayo por pieza. Por tanto, el muestreo forma parte del significado del resultado comunicado. ![Tenacidad al impacto del acero y ensayo Charpy](/images/uploads/71cba343-02a2-412b-93ff-1007fed6070d/wiki-inline-the-pendulum-impact-path-simply-supported-charpy-specimen-notch-orientation-and-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/71cba343-02a2-412b-93ff-1007fed6070d/wiki-inline-the-pendulum-impact-path-simply-supported-charpy-specimen-notch-orientation-and-1920x1094.avif "Ampliar imagen — Tenacidad al impacto del acero y ensayo Charpy")The pendulum’s energy loss is related to the work absorbed during fracture, with machine losses accounted for by the test procedure. ### Impacto con péndulo y cálculo de la energía absorbida #### Secuencia del impacto pendular 1. **Elevación** El péndulo se eleva hasta una altura definida y se le proporciona una energía potencial conocida. 2. **Liberación** El péndulo desciende con una velocidad controlada. 3. **Golpe** El percutor impacta la probeta en la cara opuesta a la entalla. 4. **Fractura** La probeta se fractura o se dobla a través del ligamento restante. 5. **Medición** La diferencia entre la energía inicial y final del péndulo se utiliza para informar de la energía absorbida. Antes de su liberación, el péndulo se eleva hasta una altura definida y se le proporciona una energía potencial conocida. Desciende, golpea la probeta a una velocidad controlada, fractura o flexiona la barra y asciende por el lado opuesto hasta una altura menor. De forma simplificada, la energía absorbida es E=mg⁢(h1−h2), donde m es la masa efectiva del péndulo, g es la aceleración gravitatoria y h1 y h2 son las alturas inicial y final del péndulo. Las máquinas reales tienen en cuenta las pérdidas mecánicas, la fricción, la resistencia aerodinámica, la geometría del percutor y la calibración de la máquina. El valor mostrado se comunica convencionalmente en julios. \[3\] \[3\] [**Charpy Machine Verification Program**](https://www.nist.gov/programs-projects/charpy-machine-verification-program). National Institute of Standards and Technology. NIST program resource, 2024. NIST describe el ensayo Charpy como un ensayo a alta velocidad de aplicación de carga que mide la energía absorbida durante la fractura y proporciona una medida indirecta de la tenacidad al impacto. Las máquinas se comprueban periódicamente mediante procedimientos como el NIST Charpy Machine Verification Program, utilizando probetas certificadas conforme a ASTM E23 e ISO 148-2. La verificación establece que la máquina produce resultados aceptables; no elimina la variación causada por la composición química del acero, el tratamiento térmico, la preparación de la probeta o el muestreo. La energía incluye más que la energía necesaria para crear una nueva superficie de grieta. También incluye la flexión elástica y plástica, la iniciación de la grieta, el desgarro estable, los efectos de la fricción y otras deformaciones que tienen lugar durante el evento. Un valor elevado suele ir acompañado de un desgarro dúctil, mientras que un valor bajo suele acompañar a una fractura dominada por clivaje, pero la energía por sí sola no identifica el proceso completo de fractura. La superficie fracturada debe examinarse y, cuando sea necesario, debe registrarse el aspecto de la fractura por cizallamiento. La temperatura puede modificar considerablemente el resultado. Los aceros ferríticos, como muchos grados de acero al carbono y de baja aleación para estructuras, pueden presentar una transición dúctil-frágil al disminuir la temperatura. Un único valor a temperatura ambiente no puede representar el comportamiento a la temperatura de diseño invernal, en una zona afectada térmicamente por la soldadura o durante un evento de propagación rápida de grietas en servicio. La energía Charpy puede respaldar correlaciones especificadas para estimar la tenacidad a la fractura límite inferior en aceros ferríticos, pero se aplican relaciones independientes al comportamiento en la meseta inferior, en la región de transición y en la meseta superior. No es un valor de tenacidad a la fractura en deformación plana ni establece directamente el comportamiento de detención de grietas. El ensayo de desgarro por caída de peso es un método independiente para evaluar el comportamiento de detención de grietas en aceros para tuberías; mide las fracciones de cizallamiento dúctil y de clivaje a distintas temperaturas de impacto. ### Geometría de viga simplemente apoyada, condiciones de apoyo y orientación de la entalla La probeta Charpy se comporta aproximadamente como una viga simplemente apoyada durante el impacto. Sus extremos descansan sobre yunques con una luz prescrita, mientras que el percutor aplica una carga concentrada cerca del punto medio. Los apoyos, la luz, el radio del percutor, la holgura, la alineación y la velocidad de impacto influyen en la tensión de flexión y en el grado de restricción alrededor de la entalla. Una probeta mal asentada, desalineada, dañada o golpeada fuera de la ubicación especificada puede producir un valor engañoso aunque sus dimensiones parezcan correctas. La orientación de la entalla controla qué dirección del material queda situada transversalmente a la trayectoria de la grieta. La textura de laminación, las inclusiones alargadas, la estructura de solidificación de la soldadura, la segregación y la deformación previa pueden hacer que los resultados longitudinales, transversales y en la dirección del espesor difieran considerablemente. Las marcas de mecanizado, un radio de fondo excesivo, las rebabas, la corrosión y el calor generado durante la preparación también pueden modificar la iniciación de la grieta. La comparabilidad requiere la misma norma, el mismo tipo de entalla, las mismas dimensiones, orientación, temperatura, disposición de los apoyos e historial de preparación. Las ranuras laterales ilustran cómo la geometría puede modificar aún más el comportamiento de fractura. NIST informó en 2011 de que las ranuras laterales reducen la acumulación de deformación plástica en energías de la meseta superior y favorecen la formación de separaciones; la severidad de estas separaciones es máxima cerca de la temperatura de transición dúctil-frágil. Estas probetas pueden ser útiles para una investigación definida, pero sus resultados no deben combinarse con valores Charpy ordinarios sin indicar el método empleado. \[4\] \[4\] [**ISO 14556:2023 Metallic materials — Charpy V-notch pendulum impact test — Instrumented test method**](https://www.iso.org/cms/render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/08/21/82164.html). International Organization for Standardization. ISO standard, 2023. ISO 14556:2023 especifica el ensayo de impacto instrumentado con péndulo Charpy y entalla en V, que registra la fuerza y el desplazamiento, u otras señales relacionadas, para proporcionar información adicional sobre el comportamiento de fractura. ISO 148-1:2016 no sustituye el ensayo convencional de energía por ese método instrumentado. El resultado Charpy convencional es la respuesta normalizada a un único evento de impacto controlado, no una simulación directa de cada grieta en servicio, historial de carga, condición de restricción o problema de detención de grietas. ## ASTM E23, ISO 148-1:2016 e ISO 14556:2023 Los resultados Charpy son mediciones estandarizadas, pero no son automáticamente intercambiables entre normas. Un valor notificado depende de la probeta, la entalla, la orientación, la temperatura de ensayo, la máquina de péndulo, el estado de verificación, la condición del material y las reglas de notificación. Además, describe la energía de impacto absorbida, no la tenacidad a la fractura en deformación plana, la resistencia a la detención de grietas ni todos los aspectos del comportamiento de fractura. NIST describe el ensayo Charpy como un ensayo con una alta velocidad de aplicación de carga que mide la energía absorbida durante la fractura y proporciona una medida indirecta de la tenacidad al impacto (NIST, 2024). Esta distinción es importante en los aceros ferríticos, que suelen experimentar una transición dúctil-frágil a medida que desciende la temperatura. Por tanto, un resultado a temperatura ambiente puede ocultar una reducción pronunciada de la energía a una temperatura de servicio inferior. ### Qué controla y notifica ASTM E23 \[5\] \[5\] [**ASTM E23: Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials**](https://store.astm.org/standards/e23). ASTM International. ASTM International standard, 2025. ASTM E23 contempla tanto los ensayos de impacto Charpy con viga simplemente apoyada como los ensayos de impacto Izod con viga en voladizo (ASTM International, 2025). Para los ensayos Charpy, sus requisitos abordan las dimensiones de la probeta y los detalles de la entalla, el apoyo y la orientación de la probeta, el procedimiento de ensayo, el funcionamiento de la máquina, la verificación y la notificación de resultados. La norma también incluye la determinación del aspecto de la fractura por cizallamiento, lo que permite utilizar la superficie de fractura como complemento del resultado de energía absorbida. Esta cobertura hace que el número notificado sea más que una simple lectura del péndulo, pero no convierte el ensayo en una medición directa de la tenacidad a la fractura. La máquina registra la diferencia de energía asociada con la probeta rota, que normalmente se notifica en julios o pies-libra. El valor solo es significativo junto con el tipo de entalla, la orientación de la probeta, la temperatura de ensayo, la identificación del material y el requisito de aceptación aplicable. El estado de la máquina forma parte de la cadena de medición. Las máquinas Charpy se verifican periódicamente con probetas de referencia certificadas conforme a ASTM E23 e ISO 148-2, mediante programas como el Charpy Machine Verification Program de NIST. Una máquina que no haya cumplido los requisitos de verificación aplicables puede producir un resultado numéricamente preciso que, aun así, no sea adecuado para la comparación. ASTM E23 tampoco define por completo el significado del muestreo para todos los productos de acero. ASTM A673/A673M especifica los procedimientos de muestreo para los ensayos Charpy longitudinales con entalla en V de aceros estructurales y distingue las frecuencias de ensayo por colada de las frecuencias de ensayo por pieza. Por tanto, dos resultados obtenidos mediante el mismo procedimiento de impacto pueden representar distintos niveles de vigilancia de la producción si sus planes de muestreo difieren. El aspecto de la fractura aporta información que la energía por sí sola no puede proporcionar. La fractura dúctil por cizallamiento generalmente absorbe más energía, mientras que la fractura frágil dominada por clivaje generalmente absorbe menos. El porcentaje de fractura por cizallamiento puede identificar la posición de una probeta en una curva de transición, aunque las mediciones del aspecto deben seguir el procedimiento de notificación aplicable. Un resultado de alta energía en la meseta superior no establece un valor específico de KIC, JIC ni de tenacidad a la detención de grietas. ### Alcance de ISO 148-1:2016 para los ensayos Charpy convencionales ISO 148-1:2016 especifica los ensayos de impacto con péndulo Charpy con entalla en V y con entalla en U para materiales metálicos (ISO, 2016). Define la configuración de ensayo convencional: una probeta entallada se apoya como una viga simplemente apoyada y se rompe mediante un percutor pendular en condiciones especificadas. La energía absorbida resultante es un valor de impacto definido por el método, no una constante universal del material. Las configuraciones con entalla en V y con entalla en U no son intercambiables. La geometría de la entalla modifica la concentración de tensiones, la deformación plástica, la iniciación de la grieta y la energía necesaria para fracturar la probeta. Por consiguiente, las dimensiones de la probeta, la forma de la entalla, la orientación, la temperatura, los detalles del percutor y la verificación de la máquina deben acompañar cualquier comparación entre los resultados de ISO 148-1:2016 y los resultados obtenidos mediante otro método. ISO 148-1:2016 excluye los ensayos Charpy instrumentados. Se ocupa del ensayo convencional con péndulo y de la determinación de la energía absorbida; las mediciones que requieren el registro de fuerza y desplazamiento corresponden a ISO 14556. ISO 148-2 aborda la verificación de las máquinas de impacto Charpy con péndulo, por lo que el cumplimiento de ISO 148-1:2016 no debe considerarse una prueba de que una máquina no verificada produce datos comparables. \[6\] \[6\] [**What fracture toughness can I assume for a ferritic steel if I know that it meets a certain Charpy energy requirement?**](https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/faq-what-fracture-toughness-can-i-assume-for-a-ferritic-steel-if-i-know-that-it-meets-a-certain-charpy-energy-requirement). TWI. TWI Technical Knowledge, 2024. El alcance de la norma tampoco elimina los efectos específicos del material. Un acero ferrítico puede presentar una meseta inferior, una región de transición y una meseta superior a medida que cambia la temperatura. Cuando la energía Charpy se utiliza para estimar un valor inferior de tenacidad a la fractura en estas regiones, se necesitan relaciones distintas; las relaciones correspondientes al comportamiento de la meseta inferior, la región de transición y la meseta superior no son las mismas (TWI, 2024). Estas correlaciones solo son aplicables dentro de los límites establecidos para el material, la geometría y la temperatura. \[7\] \[7\] [**Side-Grooved Charpy Impact Testing: Assessment of Splitting and Fracture Properties of High-Strength Steels**](https://www.nist.gov/publications/side-grooved-charpy-impact-testing-assessment-splitting-and-fracture-properties-high). National Institute of Standards and Technology. NIST publication, 2011. Una investigación de NIST publicada en 2011 sobre probetas Charpy con ranuras laterales determinó que las ranuras laterales reducen la deformación plástica acumulada en los niveles de energía de la meseta superior y favorecen el desdoblamiento. La severidad del desdoblamiento fue máxima cerca de la temperatura de transición dúctil-frágil. Este hallazgo ilustra por qué la preparación de la probeta puede modificar el comportamiento de fractura sin cambiar la denominación Charpy nominal. ### Ensayos Charpy instrumentados conforme a ISO 14556:2023 ISO 14556:2023 especifica los ensayos de impacto con péndulo Charpy instrumentado y entalla en V, así como los equipos de medición y registro utilizados para ellos (ISO, 2023). Además de la energía absorbida total por el péndulo, el sistema instrumentado registra datos relacionados con la fuerza durante el impacto, lo que permite analizar etapas como la iniciación de la grieta, la propagación inestable y la fractura posterior, sujetas a los requisitos de medición y a la interpretación de datos establecidos en la norma. Esto puede proporcionar información sobre el comportamiento de fractura, y no únicamente un valor integrado de energía. Los registros de fuerza-desplazamiento o fuerza-tiempo pueden ayudar a distinguir la energía de iniciación de la energía de propagación y pueden revelar diferencias entre el desgarro dúctil, el clivaje y la fractura mixta. Las señales adicionales no producen automáticamente un valor de tenacidad a la fractura en deformación plana; el tamaño de la probeta, el grado de restricción, la agudeza de la entalla, la calibración y las hipótesis de análisis siguen siendo importantes. ISO 14556:2023 es específicamente un método Charpy instrumentado con entalla en V. Sus resultados no deben combinarse de manera indiscriminada con los valores convencionales con entalla en V de ISO 148-1:2016 ni con los valores de ASTM E23, incluso cuando las probetas parezcan similares. Los distintos equipos, calibraciones, definiciones, filtros, convenciones de notificación y criterios de aceptación pueden modificar las magnitudes notificadas. Tampoco debe confundirse el ensayo Charpy con el ensayo de desgarro por caída de peso. Este método independiente examina el comportamiento de detención de grietas de los aceros para tuberías mediante la medición de las fracciones de cizallamiento dúctil y de clivaje a distintas temperaturas de impacto. Responde a una cuestión de ingeniería diferente. La energía Charpy, los datos de impacto instrumentado, el aspecto de la fractura y las mediciones de detención de grietas son evidencias relacionadas, no denominaciones intercambiables. ## Verificación de la máquina, calibración y credibilidad de un resultado ### Verificación directa y probetas de referencia certificadas Un resultado Charpy es creíble únicamente cuando el sistema de ensayo completo ha demostrado que puede producir una respuesta conocida. La verificación de la máquina proporciona esa demostración. No equivale a comprobar si el péndulo oscila, si la probeta encaja entre los yunques o si la escala muestra un valor plausible. Conforme a ASTM E23 e ISO 148-2, la verificación directa utiliza probetas de referencia certificadas con valores establecidos de energía de impacto. El laboratorio rompe estas probetas en la máquina y compara los resultados medidos con el intervalo certificado. Dado que las probetas de referencia presentan un comportamiento conocido, permiten comprobar la máquina y su cadena de medición en condiciones reales de impacto, en lugar de limitarse a verificar dimensiones individuales. Esta distinción es importante porque el ensayo Charpy es una medición realizada a una alta velocidad de aplicación de carga. NIST describe el ensayo como una medición de la energía absorbida durante la fractura y como una medida indirecta de la tenacidad al impacto. El péndulo debe transferir energía durante un evento de fractura de corta duración, mientras la máquina registra la diferencia entre su energía inicial y final. Por lo tanto, pequeñas pérdidas mecánicas o errores geométricos pueden afectar al valor indicado. Una verificación directa puede poner de manifiesto varios modos de fallo a la vez. Una fricción excesiva del péndulo reduce la energía disponible antes del impacto. Un percutor dañado, redondeado, orientado incorrectamente o con dimensiones incorrectas modifica la forma en que se aplica la carga sobre la entalla. Los yunques desgastados o una separación incorrecta entre los apoyos alteran las condiciones de flexión y contacto. La desalineación de los apoyos puede introducir torsión o una restricción desigual. La máquina aún puede producir una fractura limpia y una lectura de la esfera graduada que parezca verosímil, aunque no cumpla el requisito relativo a las probetas de referencia. La capacidad de la máquina también desempeña una función definida. Un péndulo demasiado grande para el intervalo de energía previsto puede proporcionar una resolución deficiente, mientras que una máquina con capacidad insuficiente no puede fracturar correctamente la probeta o puede perder exactitud de medición cerca de su límite. La norma aplicable y el diseño de la máquina determinan la capacidad permitida, el intervalo de energía, la geometría del percutor, los apoyos de la probeta y el sistema de indicación. La verificación no es simplemente un sinónimo de calibración. Por lo general, la calibración se refiere a la exactitud de un elemento de medición frente a una referencia trazable. La verificación determina si la máquina Charpy ensamblada, incluidos sus componentes mecánicos y su indicación de energía, produce resultados aceptables en el ensayo prescrito. Un laboratorio puede calibrar un codificador o inspeccionar una escala y, aun así, disponer de una máquina que no supere la verificación directa porque el percutor, los cojinetes, la fricción o los apoyos presentan defectos. ### Programa de verificación de máquinas Charpy de NIST El Programa de verificación de máquinas Charpy de NIST respalda la verificación periódica de máquinas Charpy mediante probetas certificadas, de conformidad con ASTM E23 e ISO 148-2. El programa existe porque las diferencias entre máquinas pueden ser suficientemente grandes como para ocultar diferencias entre materiales, especialmente cuando las energías medidas se encuentran cerca de un límite de especificación o cuando se comparan resultados entre laboratorios. Las probetas certificadas no sustituyen a las probetas de producción. Son materiales de control utilizados para establecer si la respuesta medida por la máquina se encuentra dentro de un intervalo aceptado. Un resultado conforme respalda la confianza en el sistema de ensayo en el momento de la verificación; no certifica todos los ensayos futuros ni demuestra que cada probeta haya sido preparada, orientada, acondicionada y ensayada correctamente. Entre las verificaciones formales siguen siendo necesarios los controles rutinarios. El personal debe confirmar las dimensiones del percutor y de los yunques, la alineación de los apoyos, la posición del péndulo, la nivelación de la máquina, las pérdidas por fricción, el funcionamiento del sistema de indicación o de la instrumentación, así como el estado de las protecciones y del equipo de contención. La probeta debe cumplir las dimensiones requeridas, el radio y la profundidad de la entalla, la orientación de la entalla y el estado superficial especificados. La inspección de la entalla puede identificar rebabas, rugosidad excesiva, marcas de mecanizado o un radio fuera de tolerancia. Estos controles abordan la geometría de la probeta y de la máquina; la verificación directa aborda la respuesta de fractura medida por el sistema ensamblado. El control de la temperatura es una fuente independiente de incertidumbre. Los aceros ferríticos pueden pasar de una fractura dúctil de alta energía a una fractura dominada por clivaje y de baja energía a medida que desciende la temperatura. Una probeta ensayada a una temperatura incorrecta puede producir un valor perfectamente repetible que responda a la pregunta equivocada. El laboratorio debe controlar el tiempo de acondicionamiento, el tiempo de transferencia, la temperatura del baño o de la cámara y la temperatura alcanzada realmente por la probeta. El procedimiento del operador es igualmente importante: un centrado incorrecto, una probeta invertida, una liberación retardada o una orientación equivocada de la entalla pueden invalidar una máquina que, por lo demás, haya superado la verificación. ASTM E23 contempla los ensayos de impacto Charpy de viga simplemente apoyada y de Izod de viga en voladizo, incluida la verificación de la máquina, la elaboración de informes y la determinación del aspecto de la fractura por cizallamiento. ISO 148-1:2016 especifica los ensayos pendulares Charpy con entalla en V y en U para materiales metálicos. Los ensayos instrumentados constituyen un ámbito separado: ISO 14556:2023 aborda los ensayos Charpy instrumentados con entalla en V y los equipos utilizados para registrar información adicional sobre la fractura. ### Por qué un valor de impacto aparentemente correcto aún puede ser poco fiable Un resultado numérico puede parecer razonable y, aun así, carecer de significado con respecto al material. La verificación no puede eliminar la dispersión entre probetas, la variación entre coladas, los efectos de la orientación ni los errores de muestreo. ASTM A673/A673M especifica los procedimientos de muestreo para los ensayos Charpy longitudinales con entalla en V de acero estructural y distingue las frecuencias de ensayo por colada de las frecuencias de ensayo por pieza. Por tanto, el plan de muestreo forma parte de lo que representa el resultado. Tres probetas ensayadas correctamente, pero procedentes de una ubicación no representativa, no caracterizan una estructura completa. El aspecto de la fractura aporta evidencias que el valor de energía por sí solo no puede proporcionar. Por lo general, la cizalladura dúctil consume más energía que el clivaje, pero una misma energía absorbida puede resultar de distintas combinaciones de cizalladura, clivaje, deslaminación y deformación plástica. NIST informó en 2011 de que las ranuras laterales reducen la acumulación de deformación plástica en energías de la meseta superior y favorecen la deslaminación, cuya intensidad es máxima cerca de la temperatura de transición dúctil-frágil. La geometría de la probeta puede modificar el proceso de fractura. La energía Charpy tampoco es un valor de tenacidad a la fractura en deformación plana. Las correlaciones pueden estimar una tenacidad a la fractura de límite inferior para determinados aceros ferríticos y determinados intervalos de temperatura, pero se aplican relaciones distintas al comportamiento de la meseta inferior, de la región de transición y de la meseta superior. Un valor a temperatura ambiente no puede describir el servicio a baja temperatura cuando el acero experimenta una transición dúctil-frágil. \[8\] \[8\] [**What is the drop-weight tear test?**](https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/faq-what-is-the-drop-weight-tear-test). TWI. TWI Technical Knowledge, 2024. Por último, el ensayo Charpy no sustituye a los ensayos de detención de grietas. El ensayo de caída de peso para desgarro evalúa el comportamiento de detención de grietas de los aceros para tuberías mediante las fracciones de cizalladura dúctil y de clivaje a distintas temperaturas de impacto. Responde a una pregunta diferente. Una máquina verificada hace que un valor Charpy sea más fiable como medición; no convierte ese valor en una descripción completa de la resistencia a la fractura. ## Temperatura, aceros ferríticos y transición de dúctil a frágil Los aceros ferríticos suelen presentar una transición de dúctil a frágil a medida que disminuye la temperatura. A temperaturas más altas, puede desarrollarse deformación plástica alrededor de la entalla y absorber una cantidad considerable de energía de impacto antes de que la probeta se separe. A temperaturas más bajas, el movimiento de las dislocaciones está más restringido, la tensión local aumenta rápidamente en la raíz de la entalla y la clivación puede propagarse con una deformación plástica limitada. Este cambio no se representa mediante una única temperatura universal ni mediante un solo valor Charpy. Un ensayo Charpy registra la energía absorbida por una probeta entallada durante la fractura a una temperatura y una velocidad de carga especificadas. NIST lo describe como un ensayo a una alta velocidad de carga y como una medida indirecta de la tenacidad al impacto, no como un ensayo directo de tenacidad a la fractura en deformación plana. El resultado también depende de la forma de la entalla, la orientación de la probeta, el estado de la placa o del producto, el procedimiento de ensayo y el muestreo. ASTM E23 contempla ensayos de impacto Charpy de viga simplemente apoyada y de impacto Izod de viga en voladizo, mientras que ISO 148-1:2016 especifica ensayos pendulares Charpy con entalla en V y en U para materiales metálicos. Estas designaciones y procedimientos son importantes al comparar resultados. ### Meseta inferior, región de transición y meseta superior Las tres regiones comúnmente analizadas del comportamiento Charpy de los aceros ferríticos. | Régimen | Comportamiento típico de fractura | Precaución interpretativa | |---|---|---| | Meseta inferior | Fractura predominantemente similar a la clivación, con una energía absorbida relativamente baja | La baja energía, por sí sola, no describe la propagación de grietas en una estructura | | Región de transición | Clivación y cizalladura dúctil mixtas, con una dispersión de energía potencialmente grande | Pequeños cambios de temperatura pueden producir grandes cambios en la energía y el aspecto de la fractura | | Meseta superior | Deformación plástica extensa y, por lo general, mayor energía absorbida | La energía de la meseta superior no es un valor directo de la tenacidad a la fractura | Meseta inferior **Meseta inferior** Región de baja temperatura de una curva Charpy de acero ferrítico, donde las energías absorbidas son relativamente bajas y la fractura suele estar dominada por la clivación. La conocida curva de temperatura Charpy suele dividirse en tres regímenes interpretativos. La meseta inferior es la región de bajas temperaturas en la que las energías absorbidas permanecen relativamente bajas y los cambios con la temperatura pueden ser modestos. La fractura es predominantemente de tipo clivaje, aunque todavía pueden aparecer pequeñas áreas dúctiles o labios de cizallamiento. Un valor bajo de la meseta inferior indica una absorción limitada de energía plástica; por sí solo, no proporciona una descripción completa de la propagación de grietas en una estructura. La región de transición se encuentra entre las mesetas inferior y superior. En ella, un cambio modesto de temperatura puede producir un cambio considerable en la energía absorbida y en el aspecto de la fractura. Algunas probetas pueden mostrar una combinación de clivaje y cizallamiento dúctil, y la dispersión puede ser sustancial. Por tanto, la temperatura asociada con una energía especificada, como la exigida por un contrato, no es automáticamente la temperatura física de transición del material. Otra definición puede utilizar una energía intermedia, un criterio basado en el aspecto de la fractura o un porcentaje especificado de fractura por cizallamiento. En la meseta superior, la probeta absorbe mucha más energía mediante una deformación plástica extensa antes de la separación final. El valor medido tampoco es un valor directo de tenacidad a la fractura. La energía Charpy de la meseta superior se ve afectada por las dimensiones de la probeta, la agudeza de la entalla, la velocidad de deformación, la orientación y el confinamiento. NIST informó en 2011 que las ranuras laterales en las probetas Charpy reducen la acumulación de deformación plástica a energías de la meseta superior y favorecen la formación de separaciones, cuya intensidad es máxima cerca de la temperatura de transición de dúctil a frágil. Un resultado obtenido con ranuras laterales no debe considerarse intercambiable con el de una probeta estándar sin modificar. Estos regímenes no son puntos situados en una escala lineal de «malo» a «bueno». Cuando la energía Charpy se correlaciona con la tenacidad a la fractura de límite inferior para comportamientos de meseta inferior, región de transición y meseta superior, se utilizan relaciones distintas, como señaló TWI en 2024. Estas correlaciones requieren una clase de acero, un intervalo de temperatura, una configuración de probeta y unos supuestos de confinamiento aplicables. La energía Charpy sigue siendo energía de impacto, medida en julios; la tenacidad a la fractura se expresa habitualmente mediante parámetros como KIC, JIC o una medida relacionada de la punta de la grieta. ### Fractura por clivaje frente a cizallamiento dúctil El clivaje es un proceso de fractura rápido y frágil en el que una grieta avanza a lo largo de planos cristalográficos preferentes con poca deformación plástica previa. Su superficie de fractura suele presentar un aspecto relativamente brillante y granular. Debido a que se realiza un trabajo plástico limitado, las probetas dominadas por clivaje generalmente absorben menos energía Charpy. Por tanto, la meseta inferior se asocia con una energía baja y una elevada proporción de fractura frágil, aunque el aspecto exacto depende del acero, la orientación, la entalla y la temperatura de ensayo. La fractura dúctil se desarrolla mediante flujo plástico y la nucleación, el crecimiento y la coalescencia de huecos microscópicos. Por lo general, consume más energía y produce una superficie de aspecto fibroso o mate, a menudo con labios de cizallamiento cerca de las caras exteriores. La región de transición puede contener ambos mecanismos en una misma superficie de fractura. Informar de la energía absorbida sin indicar el aspecto de la fractura puede ocultar ese cambio. Por este motivo, las normas y especificaciones pueden exigir el porcentaje de fractura por cizallamiento además de la energía. Una probeta con una energía moderada y una fractura mixta cuenta una historia diferente de la de otra con la misma energía, pero predominantemente de cizallamiento dúctil. ASTM E23 incluye la determinación del aspecto de la fractura por cizallamiento y los requisitos de información. Los ensayos instrumentados pueden añadir información sobre la fuerza, el desplazamiento y la energía absorbida durante el evento: ISO 14556:2023 aborda los ensayos Charpy instrumentados con entalla en V, mientras que ISO 148-1:2016 no cubre ese método instrumentado. El ensayo de desgarro por caída de peso proporciona otra distinción útil. Es un método independiente para tuberías de acero destinado a evaluar el comportamiento de detención de grietas, mediante la determinación de las fracciones de cizallamiento dúctil y de clivaje en distintos intervalos de temperatura de impacto. Sus resultados no deben sustituir a la energía Charpy ni presentarse como la misma medición. ### Por qué la temperatura de servicio debe regir la temperatura de ensayo La temperatura de ensayo determinante debe representar la condición de servicio pertinente más baja, teniendo en cuenta los márgenes exigidos por el código de diseño y la especificación aplicables. Un resultado Charpy a temperatura ambiente establece el comportamiento únicamente en esa condición ensayada o cerca de ella. No puede establecer la posición de la meseta inferior, el comportamiento de transición ni el aspecto de la fractura a una temperatura de diseño más baja. Esta limitación es especialmente importante para los aceros estructurales ferríticos. ASTM A673/A673M especifica procedimientos de muestreo para ensayos Charpy longitudinales con entalla en V de acero estructural y distingue las frecuencias de ensayo por colada de las frecuencias de ensayo por pieza. El muestreo forma parte del significado del resultado: un único conjunto de probetas conformes no necesariamente describe todas las ubicaciones, orientaciones, coladas, espesores o estados del producto. Por tanto, la temperatura de ensayo debe indicarse junto con la energía absorbida, la orientación de la probeta, la designación de la entalla, la norma y cualquier requisito relativo a la fractura por cizallamiento. El estado de la máquina también es importante; ASTM E23 e ISO 148-2 proporcionan marcos de verificación, y el Charpy Machine Verification Program de NIST utiliza probetas certificadas para la verificación periódica de las máquinas. Sin esos datos, un valor informado de «tenacidad Charpy» está incompleto. La temperatura no es una nota al pie del resultado; en el caso del acero ferrítico, puede determinar si la fractura observada es predominantemente dúctil o está dominada por el clivaje. ## Historial de muestreo, orientación y procesamiento del acero ### ASTM A673/A673M y muestreo de acero estructural Un resultado Charpy describe una probeta definida tomada de una pieza de acero definida. Para las chapas estructurales, ASTM A673/A673M es importante porque especifica los procedimientos de muestreo para los ensayos Charpy longitudinales de entalla en V, en lugar de tratar el muestreo como un detalle administrativo añadido después del ensayo. La norma aborda de dónde se toman las probetas y con qué frecuencia se requieren las muestras de impacto conforme a las disposiciones de ensayo por colada o de ensayo por pieza. Estas decisiones forman parte del significado del resultado. La ubicación del muestreo puede ser importante porque una chapa no es perfectamente uniforme a lo largo, a lo ancho ni a través de su espesor. La segregación química puede ser más intensa cerca de determinadas regiones de un lingote o de un producto de colada continua, mientras que la reducción por laminación, la velocidad de enfriamiento y las diferencias de temperatura entre la superficie y el centro pueden producir microestructuras distintas a través del espesor. Por lo tanto, una probeta cortada de una ubicación permitida demuestra el comportamiento del material muestreado conforme al plan especificado. No establece automáticamente el comportamiento de todas las ubicaciones de la chapa, de todas las chapas de una serie de producción ni de todos los componentes fabricados con ella. ASTM A673/A673M también debe interpretarse junto con la especificación del material aplicable y con los requisitos de compra o fabricación. La edición y las reglas aplicables al producto determinan las disposiciones exactas de muestreo. Un informe que indique únicamente “ensayo Charpy” omite información esencial: la norma aplicable, la orientación de la probeta, la temperatura de ensayo, la ubicación de la muestra, la frecuencia requerida, el resultado de energía absorbida y cualquier requisito relativo al aspecto de la fractura. ASTM E23 proporciona el marco general para los ensayos Charpy de flexión simple, incluidos los requisitos de las probetas, los procedimientos, la verificación de la máquina, la elaboración de informes y la determinación del aspecto de la fractura por cizallamiento. El Programa de Verificación de Máquinas Charpy de NIST describe el ensayo como una medición, a una alta velocidad de aplicación de carga, de la energía absorbida durante la fractura; no convierte esa energía en un valor directo de tenacidad a la fractura en deformación plana. ### Ensayos longitudinales frente a transversales “Charpy longitudinal” identifica la orientación de la probeta con respecto a la dirección principal de laminación del producto. En una probeta longitudinal, la longitud de la probeta está generalmente alineada con la dirección de laminación, mientras que la orientación de la entalla determina la dirección en la que la grieta avanza a través del material. Una probeta transversal se corta con su longitud perpendicular a la dirección de laminación. Se trata de direcciones materiales diferentes, no de designaciones intercambiables. La laminación alarga los granos y las inclusiones y puede producir una microestructura bandeada. En consecuencia, una grieta que avance atravesando características alargadas puede encontrar una secuencia diferente de ferrita, perlita, bandas de segregación o inclusiones que una grieta que avance a lo largo de ellas. La energía medida puede variar con la orientación, especialmente en aceros de chapa con una textura marcada, un bandeado pronunciado o debilidad a través del espesor. El efecto no está determinado únicamente por la denominación del grado. El espesor de la chapa, la relación de reducción, la práctica de recalentamiento, la laminación controlada, la normalización, el temple y revenido y el historial de enfriamiento contribuyen a dicho efecto. La entalla y la dirección de propagación de la grieta requieren la misma atención. Una designación longitudinal en ASTM A673/A673M no constituye un sustituto universal de un requisito de tenacidad transversal, a través del espesor o relacionado con la soldadura. Si una estructura somete una chapa a carga en una dirección no representada por la probeta de ensayo, el valor informado puede constituir una base incompleta para la evaluación. El ingeniero debe hacer coincidir la orientación de la probeta con la trayectoria de grieta prevista y con el requisito de la norma de diseño o de materiales aplicable. La temperatura añade otra limitación. Los aceros ferríticos suelen experimentar una transición dúctil-frágil al disminuir la temperatura. Por lo tanto, un valor longitudinal a temperatura ambiente puede ocultar un resultado mucho menor a la temperatura de servicio, o una respuesta diferente de la de una probeta transversal a la misma temperatura. La energía absorbida y el aspecto de la fractura deben interpretarse conjuntamente: la cizalladura dúctil generalmente absorbe más energía, mientras que la fractura dominada por clivaje suele absorber menos. ASTM E23 incluye la determinación del aspecto de la fractura por cizallamiento, mientras que ISO 148-1:2016 especifica los ensayos de péndulo Charpy con entalla en V y en U para materiales metálicos. Las mediciones instrumentadas son independientes; ISO 14556:2023 contempla los ensayos Charpy instrumentados de entalla en V y los equipos utilizados para registrar información adicional sobre la fuerza y el desplazamiento. ### Ensayos por colada, ensayos por pieza y variabilidad del material El ensayo por colada y el ensayo por pieza son estrategias de muestreo, no dos denominaciones para el mismo ensayo. El ensayo por colada vincula la frecuencia de muestreo con la colada de acero, es decir, el material producido a partir de una fusión química controlada. El ensayo por pieza asigna el muestreo a piezas o unidades individuales del producto conforme al requisito aplicable. ASTM A673/A673M distingue estos enfoques y sus frecuencias, por lo que una especificación que invoque uno de ellos no puede interpretarse como si exigiera el otro. La frecuencia exacta debe obtenerse de la edición y de la disposición aplicable al producto; no debe inferirse de una práctica Charpy genérica. Esta distinción es importante cuando una colada se transforma en numerosas chapas, cuando las chapas difieren considerablemente en espesor o cuando las condiciones de procesamiento cambian durante la producción. Una muestra a nivel de colada puede proporcionar evidencia sobre el material representado por el plan de muestreo especificado, pero no puede revelar cada hilera local de inclusiones, banda de segregación, laminación o variación del procesamiento. El ensayo por pieza aumenta la relación directa entre un resultado y una pieza concreta del producto, pero sigue examinando la región muestreada y no toda la estructura terminada. El procesamiento posterior a la producción de la chapa puede crear una separación adicional entre el resultado del metal base y el comportamiento en servicio. La soldadura introduce ciclos térmicos que modifican el tamaño de grano, los productos de transformación, la dureza, las tensiones residuales y la tenacidad local en la zona afectada térmicamente. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede modificar nuevamente esas características. Una probeta del metal base tomada conforme a ASTM A673/A673M no califica el metal de soldadura ni la zona afectada térmicamente, salvo que dichas regiones se muestreen y ensayen por separado conforme al procedimiento aplicable. NIST informó en 2011 de que las ranuras laterales de las probetas Charpy reducen la acumulación de deformación plástica en el intervalo de energía de meseta superior y favorecen la formación de separaciones, cuya intensidad es máxima cerca de la temperatura de transición dúctil-frágil. Esto ilustra por qué la geometría de la probeta y el aspecto de la fractura pueden modificar la interpretación de un valor de energía. La energía Charpy puede respaldar estimaciones especificadas de la tenacidad a la fractura del límite inferior para aceros ferríticos, pero se aplican relaciones distintas al comportamiento en la meseta inferior, en la región de transición y en la meseta superior. Sigue siendo un resultado de energía de impacto correspondiente a la orientación y condición del material muestreado, no una descripción completa de todas las trayectorias de grieta, regiones de soldadura o componentes. ## Apariencia de la fractura, área de cizallamiento, separación longitudinal y ranuras laterales La probeta Charpy rota contiene información que el valor de energía absorbida no puede mostrar por sí solo. La energía es el trabajo realizado por el péndulo al fracturar la probeta; la apariencia de la fractura registra cómo se empleó ese trabajo. Un valor elevado puede reflejar una deformación plástica extensa, mientras que un valor inferior puede indicar una clivación rápida, pero una misma energía nominal puede resultar de distintas combinaciones de plasticidad, extensión de la grieta y restricción. Esta distinción es especialmente importante en los aceros ferríticos, que normalmente pasan de un comportamiento dúctil a temperaturas más elevadas a un comportamiento dominado por la clivación al disminuir la temperatura. Por tanto, un resultado a temperatura ambiente puede ocultar una transición en la que el modo de fractura cambia bruscamente en un intervalo de temperatura relativamente reducido. ASTM E23 incluye la determinación de la apariencia de la fractura por cizallamiento en los ensayos Charpy e Izod, mientras que ISO 148-1:2016 especifica los ensayos de impacto con péndulo Charpy de entalla en V y de entalla en U para materiales metálicos. Ninguna de las dos normas convierte la apariencia de la fractura en un sustituto de la energía, la tenacidad o la cualificación para el servicio. ![Tenacidad al impacto del acero y ensayo Charpy](/images/uploads/d45cbdd9-357d-498f-a018-ddde10f7677c/wiki-inline-a-broken-steel-charpy-specimen-showing-contrasting-ductile-shear-and-cleavage-fr-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/d45cbdd9-357d-498f-a018-ddde10f7677c/wiki-inline-a-broken-steel-charpy-specimen-showing-contrasting-ductile-shear-and-cleavage-fr-2027x2560.avif "Ampliar imagen — Tenacidad al impacto del acero y ensayo Charpy")Fracture appearance adds evidence about how the absorbed impact energy was spent. ### Interpretación de las características dúctiles y de clivación Una región dúctil de cizallamiento suele presentar un aspecto fibroso, mate o desgarrado. La grieta avanza mediante una deformación plástica considerable, a menudo por nucleación, crecimiento y coalescencia de microhuecos. En una superficie de fractura, este mecanismo puede producir una textura más rugosa y labios de cizallamiento inclinados cerca de las superficies libres. El ensayo correspondiente suele registrar una mayor energía absorbida porque la probeta se deforma apreciablemente antes de separarse por completo. La fractura por clivación suele ser más brillante y presentar un aspecto más cristalino, con facetas relativamente planas y patrones en río que indican una propagación rápida de la grieta a través de planos cristalográficos preferentes. Implica mucha menos deformación plástica macroscópica que el desgarro dúctil. Una superficie dominada por la clivación suele acompañar a un resultado de baja energía de impacto, pero la apariencia visual debe interpretarse teniendo en cuenta la orientación de la probeta, el grado de acero, la temperatura, el estado de la entalla y el método de examen. Una superficie fracturada no constituye un diagnóstico metalográfico completo. La transición suele ser mixta en lugar de abrupta. Una probeta puede contener desgarro dúctil en las superficies exteriores y una región de clivación más próxima a la entalla, o zonas dúctiles y de clivación separadas por un límite visible. Informar sobre la fracción de fractura por cizallamiento, a menudo como porcentaje de la superficie de fractura, puede mostrar que un material está atravesando la transición de dúctil a frágil incluso cuando los valores de energía se solapan. Por ejemplo, dos probetas pueden absorber una energía similar mientras una presenta una fractura predominantemente fibrosa y la otra contiene una zona de clivación considerable; estos resultados no transmiten la misma advertencia sobre la propagación de grietas a baja temperatura. La apariencia de la fractura también ayuda a revelar la dispersión de los resultados. La energía Charpy se ve afectada por la agudeza de la entalla, las inclusiones locales, la estructura de grano, la orientación de la probeta y la temperatura de ensayo. Un único promedio puede ocultar una probeta con una región de clivación inusualmente grande. El examen de las caras fracturadas añade una comprobación física de si la energía medida concuerda con el modo de fallo esperado. Esta evidencia no debe etiquetarse erróneamente como tenacidad a la fractura en deformación plana. NIST describe el ensayo Charpy como un ensayo a alta velocidad de aplicación de carga que mide la energía absorbida durante la fractura y proporciona una medida indirecta de la tenacidad al impacto. Las correlaciones pueden estimar un valor inferior de la tenacidad a la fractura para aceros ferríticos, pero se aplican relaciones distintas al comportamiento en la meseta inferior, en la región de transición y en la meseta superior. Un valor Charpy no es una medición directa de KIC, JIC ni de la detención de grietas. ### La apariencia de la fractura por cizallamiento como resultado informado La apariencia de la fractura por cizallamiento es un resultado que se informa junto con la energía absorbida, la temperatura de ensayo, la orientación de la probeta y los datos de identificación. En los trabajos basados en normas, es importante el método utilizado para determinar la fracción de cizallamiento; las estimaciones visuales, los procedimientos de comparación y las convenciones de medición no deben mezclarse sin indicar la base utilizada. El informe debe identificar si la probeta tenía una configuración estándar de entalla en V o de entalla en U, y si presentaba alguna modificación, como ranuras laterales. Un aumento de la fracción de cizallamiento con el incremento de la temperatura suele respaldar una transición de la clivación hacia la fractura dúctil. Por sí solo, no establece una temperatura de transición universal. Los ingenieros pueden definir una temperatura de transición a partir de un criterio de energía, un criterio de área de cizallamiento o una combinación especificada, y dichas temperaturas no tienen por qué ser idénticas. Por tanto, debe indicarse el criterio elegido. Los ensayos instrumentados pueden proporcionar información adicional sobre la aplicación de la carga y los eventos de fractura. ISO 14556:2023 abarca los ensayos Charpy instrumentados de entalla en V y los equipos utilizados para medir y registrar el comportamiento al impacto; los ensayos instrumentados quedan fuera del alcance de ISO 148-1:2016. Estos métodos pueden ayudar a distinguir las características de iniciación y propagación, pero siguen requiriendo el control de la geometría, el estado del material, la temperatura y la orientación. El muestreo también afecta a la interpretación. ASTM A673/A673M especifica los procedimientos de muestreo para los ensayos Charpy longitudinales de entalla en V de aceros estructurales y distingue las frecuencias de ensayo por colada de las frecuencias de ensayo por pieza. Por consiguiente, una fotografía de la fractura y un valor de energía describen una probeta ensayada concreta; no representan automáticamente todas las chapas, piezas o coladas. ### Resultados de NIST sobre probetas Charpy con ranuras laterales La evaluación de NIST de 2011 sobre los ensayos de impacto Charpy con ranuras laterales concluyó que las ranuras laterales modifican más que el contorno de la probeta. En energías de la meseta superior, reducen la acumulación de deformación plástica y favorecen la separación longitudinal. La intensidad de separación indicada fue máxima cerca de la temperatura de transición de dúctil a frágil. La separación longitudinal es una característica de separación o desgarro que puede desarrollarse por delante de la trayectoria principal de fractura o junto a ella. Las ranuras laterales guían la deformación y modifican la restricción a lo ancho de la probeta, alterando el crecimiento de la grieta y la morfología resultante de la fractura. Pueden hacer que la superficie de fractura parezca más segmentada y pueden afectar tanto a la energía medida como a la distribución entre las regiones dúctiles y de clivación. Por ese motivo, las probetas Charpy con ranuras laterales y las probetas Charpy convencionales no deben compararse de manera superficial. La geometría modificada cambia la restricción, la plasticidad, la extensión de la grieta y la posibilidad de que se produzca separación longitudinal. Un resultado obtenido con ranuras laterales puede ser útil para una finalidad de investigación o cualificación definida, pero no es simplemente una versión más aguda de un resultado estándar. La geometría, la forma de la entalla, las dimensiones de las ranuras, la orientación, la temperatura y el método de informe deben coincidir con la comparación prevista. Los resultados de NIST también refuerzan la limitación central de la energía de impacto: el número por sí solo no identifica el mecanismo de fractura. La energía, el área de cizallamiento, las características de clivación y la separación longitudinal deben interpretarse conjuntamente, manteniendo visibles la norma aplicable y el diseño de la probeta. ## Ensayo Charpy instrumentado y qué señales adicionales puede mostrar El ensayo Charpy instrumentado añade canales de medición al ensayo ordinario de impacto con péndulo. En lugar de registrar únicamente la energía inicial y final del martillo, la máquina registra la fuerza aplicada a la probeta y su variación durante el evento. Este registro adicional puede mostrar cuándo la probeta comienza a perder capacidad de soportar carga, cuánto trabajo se realiza antes del crecimiento de la grieta y cómo se desarrolla la fractura después de su iniciación. No convierte una probeta Charpy en una probeta convencional de tenacidad a la fractura. La norma ISO 148-1:2016 especifica los ensayos de impacto con péndulo Charpy de entalla en V y de entalla en U para materiales metálicos, pero el ensayo instrumentado queda excluido de ese método. La norma independiente ISO 14556:2023 especifica el ensayo instrumentado de impacto con péndulo Charpy de entalla en V, así como los equipos de medición y registro utilizados para obtener información adicional sobre el comportamiento de la fractura en condiciones de impacto. ASTM E23 contempla los ensayos de impacto Charpy de viga simplemente apoyada y de impacto Izod de viga en voladizo, incluidos los requisitos de las probetas, los procedimientos, la verificación de la máquina, la elaboración de informes y la determinación del aspecto de la fractura por cizallamiento; un resultado instrumentado sigue dependiendo de la norma de ensayo aplicable y de los requisitos de información. ![Tenacidad al impacto del acero y ensayo Charpy](/images/uploads/a0913c6e-30f6-4695-9735-b4ff08dc2948/wiki-inline-instrumented-charpy-testing-with-force-time-and-cumulative-energy-traces-during-1920x1288.jpg)[](/images/uploads/a0913c6e-30f6-4695-9735-b4ff08dc2948/wiki-inline-instrumented-charpy-testing-with-force-time-and-cumulative-energy-traces-during-1920x1288.avif "Ampliar imagen — Tenacidad al impacto del acero y ensayo Charpy")Instrumented Charpy testing records how force and absorbed work change throughout the impact event. ### Información de fuerza-tiempo y energía-tiempo Un resultado convencional de Charpy suele notificarse como energía de impacto absorbida, normalmente en julios. NIST describe el ensayo Charpy como un ensayo a alta velocidad de carga que mide la energía absorbida durante la fractura y proporciona una medida indirecta de la tenacidad al impacto. La instrumentación añade un registro de fuerza-tiempo y, a menudo, un registro de fuerza-desplazamiento o fuerza-energía, a partir del cual puede calcularse el trabajo total. En términos simplificados, el área bajo una curva de fuerza-desplazamiento es el trabajo mecánico transmitido a la probeta, mientras que una curva de energía-tiempo muestra la rapidez con la que se acumula dicho trabajo. La forma de la curva es importante. Un ascenso inicial pronunciado puede reflejar la carga elástica y plástica del ligamento de la entalla. Una fuerza máxima puede marcar el punto en el que la probeta alcanza su carga máxima, aunque la fuerza máxima no es automáticamente idéntica a la iniciación física de la grieta. Un tramo descendente puede indicar crecimiento de la grieta, colapso plástico, cambios en el contacto con el percutor o una combinación de estos efectos. Por tanto, la señal debe interpretarse teniendo en cuenta la geometría de la probeta, la configuración del percutor, la luz entre apoyos, la velocidad de impacto y la temperatura de ensayo. Un registro significativo comienza con una medición de calidad. Los transductores de fuerza, la medición del desplazamiento o de la velocidad, la temporización, el ancho de banda del amplificador, la frecuencia de adquisición de datos y la calibración afectan a la curva registrada. La vibración mecánica puede producir oscilaciones que se asemejen a eventos de fractura. El filtrado puede eliminar el ruido, pero un filtrado excesivo también puede desplazar un pico u ocultar un breve evento de iniciación. La flexibilidad de la máquina y la masa del percutor influyen en la relación entre la señal registrada y la fuerza que realmente soporta la probeta. La energía instrumentada integrada también debe comprobarse frente al resultado convencional de energía absorbida de la máquina. No está garantizada la concordancia: la fricción, las pérdidas del péndulo, los efectos de los dispositivos de fijación, los errores de calibración y el método elegido para reconstruir la relación fuerza-desplazamiento pueden producir diferencias. La verificación periódica de la máquina sigue siendo pertinente. ISO 148-2 y ASTM E23 proporcionan procedimientos de verificación, incluidas las probetas certificadas del Charpy Machine Verification Program descrito por NIST. ### Comportamiento de iniciación y propagación durante el impacto Un uso importante del registro de fuerza es separar el evento en etapas. Antes de que avance una grieta, el ligamento de la entalla puede experimentar deformación elástica y plástica. Si posteriormente se inicia una grieta, la curva de fuerza-tiempo puede mostrar un cambio de pendiente, un máximo local, una caída repentina u otra característica seleccionada por el procedimiento analítico. El trabajo realizado hasta el punto de iniciación seleccionado puede denominarse energía de iniciación, mientras que el trabajo restante se asocia con la propagación posterior de la grieta y la deformación de la probeta. Estos términos describen un análisis, no una verdad física automática. La iniciación de la grieta puede producirse antes de una caída evidente de la fuerza, especialmente cuando el desgarro dúctil estable se desarrolla gradualmente. A la inversa, un cambio brusco de la señal puede deberse a un efecto de la máquina o del contacto, y no a la formación de una grieta nueva. Para confirmar qué representa una característica determinada pueden ser necesarias imágenes de alta velocidad, el examen de la fractura después del ensayo, un análisis de flexibilidad u otros sensores complementarios. La distinción puede ser especialmente informativa en la transición de dúctil a frágil de los aceros ferríticos. A temperaturas más bajas, la clivación puede producir una pérdida rápida de carga y una deformación relativamente pequeña. A temperaturas más altas, el desgarro dúctil y la deformación plástica pueden consumir más energía a lo largo de una parte más extensa del registro. El aspecto de la fractura proporciona una comprobación esencial: las regiones de cizallamiento y fibrosas generalmente respaldan una interpretación diferente de la de las regiones dominadas por la clivación, incluso cuando dos probetas presentan energías totales similares. La orientación de la probeta y el estado del material siguen formando parte del resultado. ASTM A673/A673M especifica los procedimientos de muestreo para el ensayo Charpy de entalla en V en dirección longitudinal de acero estructural y distingue las frecuencias de ensayo por colada de las frecuencias de ensayo por pieza. Una curva de fuerza detallada de una ubicación de muestreo no puede establecer el comportamiento en todas las orientaciones, espesores de placa, regiones de soldadura o condiciones de tratamiento térmico. La evaluación de NIST de 2011 sobre probetas Charpy con entallas laterales concluyó que las entallas laterales reducen la acumulación de deformación plástica en las energías de la meseta superior y promueven la separación longitudinal, cuya intensidad es máxima cerca de la temperatura de transición de dúctil a frágil. Estos cambios geométricos pueden modificar el historial de fuerza y el aspecto de la fractura. No deben considerarse una modificación menor al comparar conjuntos de datos. ### Límites de la conversión de datos instrumentados en tenacidad a la fractura Los datos de Charpy instrumentado pueden respaldar cálculos de mecánica de la fractura, pero la conversión requiere un procedimiento analítico especificado, una calibración validada y supuestos sobre la geometría de la grieta, la deformación, la velocidad de carga y el comportamiento del material. Un registro de fuerza-tiempo por sí solo no proporciona un factor crítico de intensidad de tensiones válido, KIc, ni un valor válido de JIc en deformación plana. Un ensayo normalizado de tenacidad a la fractura utiliza una probeta con prefisura por fatiga, dimensiones controladas, medición del tamaño de la grieta, requisitos de validez y criterios para la deformación plana o la tenacidad elastoplástica. Una entalla Charpy en V mecanizada presenta un radio de entalla, una geometría del ligamento, una disposición de carga y, a menudo, un nivel de restricción diferentes. La carga dinámica modifica aún más la respuesta del material. Aunque una curva instrumentada permita estimar la energía de iniciación o una fuerza asociada con el crecimiento de la grieta, dicha estimación no es automáticamente intercambiable con la tenacidad a la fractura. La energía Charpy puede relacionarse con un límite inferior de la tenacidad a la fractura de los aceros ferríticos mediante correlaciones especificadas, pero se aplican relaciones distintas al comportamiento en la meseta inferior, en la región de transición y en la meseta superior. La temperatura, la geometría de la entalla, la orientación de la probeta, el aspecto de la fractura y el estado del material deben acompañar al valor numérico. El comportamiento de detención de grietas es, además, una cuestión independiente: el ensayo de desgarro por caída de peso caracteriza la detención de grietas en aceros para tuberías mediante las fracciones de cizallamiento dúctil y de clivación a lo largo de distintas temperaturas de impacto, en lugar de sustituir sus resultados por datos Charpy o de tenacidad a la fractura. Por tanto, el ensayo instrumentado añade evidencia, no un factor de conversión universal. Su interpretación más sólida se obtiene cuando el equipo está verificado, las señales son limpias y están calibradas, la probeta y la temperatura están documentadas, y el criterio de iniciación o propagación se declara explícitamente. ## De la energía Charpy a la tenacidad a la fractura y la detención de grietas La energía Charpy no es un valor de tenacidad a la fractura. Es la energía absorbida cuando una probeta entallada normalizada se rompe bajo el impacto de un péndulo a alta velocidad de aplicación de carga. NIST describe el resultado como una medida indirecta de la tenacidad al impacto, no como una medición directa de un parámetro en la punta de la grieta, como KIC, JIC o el desplazamiento de apertura de la punta de la grieta. La distinción es importante porque una pequeña probeta Charpy y un componente estructural grande con una grieta experimentan diferentes niveles de restricción, tamaños de grieta, estados de tensión y dimensiones de la zona plástica. ASTM E23 contempla tanto los ensayos de impacto Charpy con viga simplemente apoyada como los ensayos Izod con viga en voladizo, mientras que ISO 148-1:2016 especifica los ensayos de péndulo Charpy con entalla en V y en U para materiales metálicos. Los ensayos de impacto instrumentados son independientes: ISO 14556:2023 aborda los ensayos Charpy instrumentados con entalla en V y registra la fuerza, el desplazamiento y la energía durante la fractura. La verificación de la máquina también influye en la confianza que puede depositarse en el resultado. ASTM E23 e ISO 148-2 exigen una verificación periódica, incluidos ensayos con probetas de referencia certificadas, y NIST gestiona un Programa de Verificación de Máquinas Charpy. Por tanto, el valor expresado en julios describe una probeta, entalla, orientación, temperatura, velocidad de ensayo y condición del material concretas. ASTM A673/A673M añade otra precisión para el acero estructural: especifica procedimientos de muestreo para ensayos Charpy longitudinales con entalla en V y distingue las frecuencias de ensayo por colada de las de ensayo por pieza. El muestreo forma parte del significado del resultado. Un valor obtenido de una única probeta seleccionada no puede representar automáticamente cada placa, región adyacente a una soldadura, dirección de laminación o temperatura de servicio. ### Correlaciones condicionales para aceros ferríticos En los aceros ferríticos, la energía Charpy puede servir para estimar la tenacidad a la fractura del límite inferior cuando la correlación se ha establecido para la clase de acero y el régimen de fractura pertinentes. Esto resulta útil porque los aceros ferríticos suelen presentar una transición dúctil-frágil al disminuir la temperatura. Su curva de energía de impacto puede contener una meseta inferior, una región de transición y una meseta superior, y la relación entre la energía absorbida y la resistencia a la fractura cambia entre esas regiones. Se aplican relaciones distintas al comportamiento de la meseta inferior, la región de transición y la meseta superior. Una correlación seleccionada para la meseta superior no debe aplicarse a un resultado de la meseta inferior simplemente porque ambos valores se expresen en julios. En la región de transición, pequeños cambios de temperatura pueden producir grandes cambios en el modo de fractura y en la energía medida, por lo que es esencial conocer la temperatura a la que se obtuvo el valor Charpy. El aspecto de la fractura proporciona una segunda evidencia: una fractura dominada por clivaje generalmente absorbe menos energía, mientras que el desgarro dúctil suele producir una mayor deformación plástica y una mayor energía absorbida. Incluso dentro de los aceros ferríticos, la composición química, el tamaño de grano, el nivel de resistencia, el tratamiento térmico, el espesor de la placa, la dirección de laminación, la agudeza de la entalla y la irradiación o el envejecimiento térmico pueden modificar la relación. Por tanto, una correlación es un modelo condicional, no una conversión universal de julios a tenacidad a la fractura. Puede proporcionar una estimación conservadora para una evaluación preliminar de una población de materiales definida, un intervalo de temperaturas, una orientación de probeta y una condición de validez determinados. No convierte un resultado Charpy rutinario en una medición de la tenacidad a la fractura en deformación plana. La propia probeta también puede afectar a la interpretación. En un estudio de NIST publicado en 2011, las probetas Charpy con ranuras laterales mostraron una menor acumulación de deformación plástica a energías de la meseta superior y un aumento de la exfoliación; la severidad de esta exfoliación fue máxima cerca de la temperatura de transición dúctil-frágil. Este hallazgo refuerza el argumento: incluso una geometría Charpy modificada puede cambiar el proceso de fractura y no puede considerarse intercambiable con una probeta ordinaria con entalla en V. ### Estimaciones del límite inferior y sus limitaciones Una estimación del límite inferior tiene por objeto evitar afirmar una resistencia a la fractura superior a la que respaldan las evidencias. Puede ser apropiada para una evaluación preliminar, para evaluaciones de integridad realizadas conforme a procedimientos definidos o para situaciones en las que un código o una práctica reglamentaria permita específicamente una relación basada en Charpy. La estimación debe conservar sus condiciones: familia del material, intervalo del límite elástico, orientación, temperatura, configuración de la entalla, intervalo de energía y parámetro de tenacidad a la fractura que se estima. El límite inferior no garantiza que un componente resista cualquier grieta. Las probetas Charpy son pequeñas y su fractura puede producirse con menor restricción que en un componente grueso que contenga una grieta de fatiga aguda. Por tanto, una grieta estructural puede experimentar un campo de tensiones diferente del correspondiente a la entalla Charpy mecanizada. El espesor, las tensiones residuales, los defectos de soldadura, la velocidad de aplicación de la carga, el tamaño de la grieta y la biaxialidad pueden reducir la pertinencia de una correlación energética simple. Un valor medido a temperatura ambiente también dice poco sobre el comportamiento a una temperatura de servicio inferior, a menos que se haya establecido la curva de transición. Cuando el riesgo de fractura frágil sea relevante, el aspecto de la fractura y los datos de temperatura de transición deben acompañar al valor de energía. Un único resultado de la meseta superior puede ocultar una transición pronunciada a temperaturas más bajas; un resultado de la meseta inferior puede identificar una condición en la que el clivaje ya controla la fractura. Los ensayos directos de tenacidad a la fractura siguen siendo necesarios cuando la evaluación depende de un valor cualificado de K, J o del desplazamiento de apertura de la punta de la grieta, bajo requisitos especificados de restricción y validez. ### En qué se diferencia el ensayo de desgarro por caída de peso El ensayo de desgarro por caída de peso responde a una pregunta distinta de la del ensayo Charpy. Se desarrolló para evaluar el comportamiento de detención de grietas en aceros para tuberías, no simplemente para clasificar pequeñas probetas según la energía de impacto absorbida. Una tira relativamente larga y entallada recibe un impacto en condiciones controladas, y la superficie de fractura resultante se examina en un intervalo de temperaturas. La evaluación se centra en las proporciones de fractura por cizallamiento dúctil y de fractura por clivaje, incluida la determinación de si una fractura en propagación permanece detenida cuando cambia el modo de fractura. El ensayo Charpy pregunta cuánta energía absorbe una barra entallada normalizada antes de fracturarse y puede informar sobre la energía absorbida, la expansión lateral y el aspecto de la fractura por cizallamiento. El ensayo de desgarro por caída de peso pregunta cómo se comporta una fractura que se propaga en un acero para tuberías y cómo cambia la superficie de fractura entre el desgarro dúctil y el clivaje. Ambos ensayos pueden revelar una transición dúctil-frágil, pero sus geometrías, dimensiones de las probetas, respuestas a la carga y resultados de ingeniería son diferentes. Utilice el ensayo Charpy para establecer el comportamiento de la energía de impacto y de la transición para el material y la orientación especificados. Utilice una correlación Charpy permitida únicamente para una estimación declarada del límite inferior de la tenacidad a la fractura. Utilice el ensayo de desgarro por caída de peso cuando la cuestión de ingeniería se refiera a la fractura de larga propagación y a la detención de grietas en acero para tuberías. Ninguno de los dos resultados puede responder por sí solo a la otra pregunta. ## Referencias 1. \[1\] International Organization for Standardization. [ISO 148-1:2016 Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method](https://www.iso.org/cms/render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/06/38/63802.html). ISO standard, 2016. [](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#wiki-cite-ref-1) https://www.iso.org/cms/render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/06/38/63802.html 2. \[2\] ASTM International. [ASTM A673/A673M: Standard Specification for Sampling Procedure for Impact Testing of Structural Steel](https://store.astm.org/a0673_a0673m-25.html). ASTM International standard, 2025. [](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#wiki-cite-ref-2) https://store.astm.org/a0673\_a0673m-25.html 3. \[3\] National Institute of Standards and Technology. [Charpy Machine Verification Program](https://www.nist.gov/programs-projects/charpy-machine-verification-program). NIST program resource, 2024. [](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#wiki-cite-ref-3) https://www.nist.gov/programs-projects/charpy-machine-verification-program 4. \[4\] International Organization for Standardization. [ISO 14556:2023 Metallic materials — Charpy V-notch pendulum impact test — Instrumented test method](https://www.iso.org/cms/render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/08/21/82164.html). ISO standard, 2023. [](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#wiki-cite-ref-4) https://www.iso.org/cms/render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/08/21/82164.html 5. \[5\] ASTM International. [ASTM E23: Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials](https://store.astm.org/standards/e23). ASTM International standard, 2025. [](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#wiki-cite-ref-5) https://store.astm.org/standards/e23 6. \[6\] TWI. [What fracture toughness can I assume for a ferritic steel if I know that it meets a certain Charpy energy requirement?](https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/faq-what-fracture-toughness-can-i-assume-for-a-ferritic-steel-if-i-know-that-it-meets-a-certain-charpy-energy-requirement). TWI Technical Knowledge, 2024. [](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#wiki-cite-ref-6) https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/faq-what-fracture-toughness-can-i-assume-for-a-ferritic-steel-if-i-know-that-it-meets-a-certain-charpy-energy-requirement 7. \[7\] National Institute of Standards and Technology. [Side-Grooved Charpy Impact Testing: Assessment of Splitting and Fracture Properties of High-Strength Steels](https://www.nist.gov/publications/side-grooved-charpy-impact-testing-assessment-splitting-and-fracture-properties-high). NIST publication, 2011. [](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#wiki-cite-ref-7) https://www.nist.gov/publications/side-grooved-charpy-impact-testing-assessment-splitting-and-fracture-properties-high 8. \[8\] TWI. [What is the drop-weight tear test?](https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/faq-what-is-the-drop-weight-tear-test). TWI Technical Knowledge, 2024. [](/es/wiki/leer-una-ficha-t%C3%A9cnica/tenacidad-al-impacto-del-acero-y-ensayo-charpy#wiki-cite-ref-8) https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/faq-what-is-the-drop-weight-tear-test **De un vistazo** Resultado Charpy habitual Energía de impacto absorbida, normalmente en julios Condición de carga principal Impacto a alta velocidad de carga Variables clave Temperatura, entalla, orientación, muestreo y estado del material Lo que no es Un valor directo de KIC, JIC, CTOD ni de detención de grieta [Volver a Leer una ficha técnica](/es/wiki/leer-una-ficha-técnica "Leer una ficha técnica — Steel Wiki")