RESUMEN:Concepto de dureza:
Diferentes conceptos asociados con el comportamientode la
superficie de los cuerpos. Tipos: ->por rayado ->por
penetracin ->por rebote Por penetracin: diferentes
indentadores.
Definiciones ms comunes: dureza Brinell ->dureza Meyer
->dureza Vickers Condiciones generales del ensayo
Ensayo de dureza Rockwell
Ensayos de microdurezaEnsayo no destructivo:
Se evala la resistencia de un material a ser endentado por
otro.
Se aplica una carga a un penetrador sobre el materialque se
quiere caracterizar y se mide el tamao de la huella. Mquina se
llama durmetroLas endentadas reses pueden ser: - Esferas Pirmides
Conos Se puede estimar la resistencia a la traccinAlgunas de las
escalas ms empleadas son: HBN (Hardness Brinell Number) HRA, HRB,
HRC,.. (Hardness Rockwell series A, B, C,...) VHN o HV (Hardness
Vickers Number) KHN o HK (Hardness Knoop) Otros ensayos de dureza
por penetracin
Ensayo Vickers: endentado piramidal de diamante, DPH=
1.854P/L2.
Ensayo Rockwell: Utiliza la profundidad de indentacin como
medida de la dureza, se registra en divisiones (es adimensional).
Se debe indicarla carga y el penetrados (ej. RC 70).
Precauciones (generales) del ensayo:->instrumental y muestra
limpios, secos y libres de xido->superficie de la muestra plana
y perpendicular al endentado->control del espesor y espaciado
respecto de bordes y marcas->velocidad de aplicacin de la
carga-Conversin de relaciones de dureza: no hay relaciones de
conversin universales porque no se mide una propiedad bien definida
y los ensayos no se basan en el mismo tipo de mediciones.
-Hay normas para aceros (ASTM, ASM, SAE, IRAM, etc.).
-Dependencia con la temperatura: H = A ex {-BT}.Ensayo
BRINELL
Indentador: Esfera de 10mm de acero con carburo
detungsteno.Carga: 3000kg
HBN =
Donde:P: cargaD: dimetro de las esferad: dimetro de la
impronta
Nmero de Brinell: carga/(rea superficial)
Relacin de similitud geomtrica:
Observaciones: vara con la carga y tiene un mximo en un valor
intermedio, est influenciado por el acabado superficial
Ensayo ROCKWELL A, C, D (HRA, HRC, HRD)
Endentado: Cono de diamante.
Cargas:PA = 60 KgPC = 150 KgPB = 100 Kg
Formula: HRA, HRC, HRD = 100 - 500t
Ensayo VICKERS
Indentador: Pirmide de diamante
F = Carga en kgfHV = Vickers hardnessd = Media aritmtica de las
dos diagonales, d1 y d2 en mm
OBJETIVOS:ENSAYO DE DUREZA BRINELL
- Conocer las principales caracterstica de los equipos de
medicin de dureza Brinell.- Medir adecuadamente la dureza de
materiales por el sistema Brinell.- Determinar experimentalmente la
dureza Brinell.- Estudiar su campo de aplicacin. ENSAYO DE DUREZA
ROCKWELL- Conocer las principales caractersticas de los equipos de
medicin de dureza Rockwell.- Medir adecuadamente la dureza de
materiales por el sistema Rockwell.- Determinar experimentalmente
la dureza Rockwell.- Estudiar su campo de aplicacin. ENSAYO DE
DUREZA VICKERS-Conocer las principales caractersticas de los
equipos de medicin de dureza Vickers-Medir adecuadamente la dureza
de materiales por el sistema Vickers-Determinar experimentalmente
la dureza Vickers -Estudiar su campo de aplicacin. INTRODUCCION: La
determinacin de la dureza es uno de los ensayos mecnico-tecnolgicos
ms importantes. Se ha difundido ampliamente el uso de ensayos
mecnicos de la dureza. Esto se explica por la rapidez y la
sencillez de dichos ensayos, por los pequeos tamaos de las
probetas, el bajo costo y la facilidad de transporte del equipo
necesario, al igual que por la posibilidad de efectuar los ensayos
en artculos fabricados sin tener que destruirlos. Por dureza se
entiende las diversas caractersticas de la resistencia que ofrece
el material a una deformacin local, concentrada en un volumen
reducido, en su superficie exterior o en la superficie de su corte.
El ensayo de dureza siempre se efecta sobre la superficie de la
probeta y consiste en la penetracin en ella de otro cuerpo, ms duro
que el metal ensayado. La dureza se determina como resultado de la
comunicacin del metal de alguna deformacin plstica en un volumen
pequeo. El presente informe fue realizado para determinar la
dureza, es decir, la resistencia de un material a ser penetrado. El
ensayo de dureza Rockwell constituye el mtodo ms usado para medir
la dureza debido a que es muy simple de llevar a cabo y no requiere
conocimientos especiales. Se pueden utilizar diferentes escalas que
provienen de la utilizacin de distintas combinaciones de
penetradores y cargas, lo cual permite ensayar prcticamente
cualquier metal o aleacin. Hay dos tipos de penetradores: unas
bolas esfricas de acero endurecido (templado y pulido) de 1/16,
1/8, y pulg, y un penetrador cnico de diamante con un ngulo de 120
+/- 30' y vrtice redondeado formando un casquete esfrico de radio
0,20 mm (Brale), el cual se utiliza para los materiales ms
duros.
La dureza es una condicin de la superficie del material, no
representa ninguna propiedad de la materia y est relacionada con
las propiedades elsticas y plsticas del material. Si bien, es un
trmino que nos da idea de solidez o firmeza, no existe una
definicin nica acerca la dureza y se la suele definir
arbitrariamente en relacin al mtodo particular que se utiliza para
la determinacin de su valor. De esta manera algunas definiciones
son:1) Resistencia a la identacin permanente bajo cargas estticas o
dinmicas (dureza por penetracin) 2) Absorcin de energa bajo cargas
de impacto o dinmicas (dureza por rebote) 3) Resistencia a la
abrasin (dureza por desgaste) 4) Resistencia al rayado (dureza por
rayado). Independientemente de las definiciones enumeradas, en
general, se entiende por dureza la propiedad que tienen los
materiales de resistir la penetracin de un identador bajo carga. En
este sentido definiremos dureza como la resistencia de un material
a la deformacin plstica localizada. Los diferentes mtodos
desarrollados para medir la dureza en general consisten en producir
una deformacin local, en el material que se ensaya, a travs de un
identador. Los valores obtenidos son siempre dependientes del mtodo
y las condiciones en las que se ensaya por lo que para que un valor
de dureza sea til y permita su comparacin debe estar acompaado de
la indicacin del mtodo utilizado y las condiciones del ensayo. Los
diferentes mtodos utilizados para obtener los valores de dureza se
pueden clasificar en dos grandes grupos segn la forma de aplicacin
de la carga: Ensayos estticos en lo que la carga se aplica en forma
esttica o cuasi-esttica. En este caso un identador se presiona
contara la superficie de ensayo con una carga que se aplica en
forma relativamente lenta. En general la medida de dureza en este
tipo de ensayo resulta del cociente de la carga aplicada y el rea
de la huella que deja el identador en la superficie, como es el
caso de los mtodo Brinell, Vickers y Knoop, o bien es una medida de
la profundidad de la identacin como en el ensayo Rockwell. Ensayos
dinmicos en los que la carga se aplica en forma de impacto. En
general el identador es lanzado sobre la superficie a ensayar con
energa conocida y el valor de dureza se obtiene a partir de la
energa de rebote del penetrador luego de impactar en la muestra,
como sucede en el mtodo de Shore y en el de Leeb, ambos conocidos
como mtodos de dureza por rebote. Si bien se pueden clasificar en
este grupo mtodos como el de Poldi, o uno mucho ms moderno como el
UCI Ultrasonic Contact Impedance, los de rebote son los ms
representativos de los ensayos dinmicos de dureza. En los ensayos
dinmicos los resultados obtenidos son dependientes de las
propiedades elsticas del material que se ensaya y en general los
valores son comparables entre materiales en los que dichas
propiedades son iguales, o bien se requiere la calibracin del
instrumento antes de ensayar un material cuyo mdulo elstico es
desconocido. En general se mide dureza cuando se ha establecido una
correlacin entre la dureza y alguna otra propiedad del material,
como por ejemplo la resistencia a la abrasin o al desgaste, la
resistencia a la traccin, etc. Sin embargo debe advertirse que
dichasBASE TEORICA:DUREZA BRINELLSe entiende por dureza la
propiedad de la capa superficial de un material de resistir la
deformacin elstica, plstica y destruccin, en presencia de esfuerzos
de contacto locales inferidos por otro cuerpo, ms duro, el cual no
sufre deformaciones residuales (indentador penetrador), de
determinada forma y dimensiones.Un anlisis de la anterior definicin
nos lleva a las siguientes conclusiones:1) la dureza, por
definicin, es una propiedad de la capa superficial del material, no
del material en s 2) los mtodos de dureza por indentacin presuponen
la presencia de esfuerzos de contacto, por lo tanto la dureza puede
ser cuantificada como tal 3) el indentador o penetrador no debe
sufrir deformaciones residuales.
El estndar ASTM E 10-78 define la dureza Brinell como un mtodo
de ensayo porindentacin por el cual, con el uso de una mquina
calibrada, se fuerza una bolaendurecida, bajo condiciones
especficas, contra la superficie del material a ensayar y semide el
dimetro de la impresin resultante luego de remover la carga
Atenindonos a la definicin, el nmero de dureza Brinell (como
esfuerzo de contacto), es la relacin de la carga P que efecta el
indentador esfrico de dimetro D, al rea de la superficie de la
huella:
HBS para los casos en que se utilice bola de aceroHBW para
cuando se utilice bola de carburo de tungsteno
El carburo de tungsteno es un compuesto cermico formado por
tungsteno y carbono.Pertenece al grupo de los carburos con
composicin qumica de W3C hasta W6C
En la prctica se usa la siguiente frmula de trabajo:
Dnde:
D = es el dimetro de la bola en mm,F = es la carga aplicada en
kgf, yd = es el dimetro medio de la indentacin en mm.
El mtodo estndar como tal se realiza bajo las siguientes
condiciones:
Dimetro de la bola (D) : 10 mm Carga (F): 3000 kgf Duracin de la
carga (t): 10 ... 15 s
El mtodo estndar como tal se realiza bajo las siguientes
condiciones:Dimetro de la bola (D) : 10 mmCarga (F): 3000
kgfDuracin de la carga (t): 10 ... 15 s
En el caso de realizarse el ensayo bajo estas condiciones el
nmero de dureza Brinell se denota sin ningn sufijo. Ejemplo:
220 HB
Esta notacin indica una dureza Brinell de 220 bajo las
condiciones estndar arribanombradas. (10/3000/15).
Si por alguna razn no pueden aplicarse las condiciones estndar
es posible aplicar cargas menores y utilizar indentadores esfricos
de dimetros menores (estas mediciones no se consideran como
estndar). En este caso la obtencin de resultados comparables de los
ensayos exige la observacin del criterio de semejanza que para el
caso dado corresponde a la constante de la relacin de la carga
respecto al cuadrado del dimetro de la bola (obsrvese la frmula de
dureza), es decir:
P/D2=CONS
Se toma esta relacin igual a 30, 10 y 2,5 segn la naturaleza y
dureza supuesta del material investigado.
En el caso de realizarse el ensayo bajo condiciones distintas a
las estndar y atendiendo a la consideracin anterior, la dureza
Brinell se denota tambin como HB, pero con la adicin de sufijos que
indiquen el dimetro de la bola, la carga y el tiempo de aplicacin
de la misma. Ejemplo:
63 HB 10/500/30
Esta notacin indica una dureza Brinell de 63 medida con una bola
de 10 mm deDimetro y una carga de 500 kgf aplicada durante 30
s.
Para la escogencia de la relacin de carga y la correspondiente
combinacin de dimetro de bola y carga a aplicar se poseen tablas
ampliamente conocidas.
Se debe tener sumo cuidado en que el dimetro de la huella est
entre el 24% y 60% del dimetro de la bola. Es decir, para las
condiciones estndar (bola de 10 mm), el dimetro de la huella debe
estar entre 2,4 y 6 mm. En la literatura se considera que la huella
ideal es de d= 0,375 D.
PROCEDIMIENTOPara obtener la dureza Brinell de la superficie de
un material se presiona contra laprobeta una bola de acero con
determinado dimetro D. La bola se mantiene algn tiempo bajo la
carga P. Luego de retirada la carga se miden dos dimetros, en
direcciones mutuamente perpendiculares, de la impronta dejada, con
ayuda de un microscopio. El valor medio de los dimetros (d) y los
otros valores se sustituyen en la frmula de trabajo para obtener el
valor de la dureza Brinell. En las mismas condiciones se realizan
varias indentaciones ms.
MAQUINARIA, MATERIALES E INSTRUMENTOS DE MEDIDA.
Mquina: Para los ensayos Brinell se usa el escleroscopio HP-250
marcaWekstoffprfmaschinen, del cual se muestra su aspecto general
en la figura 2. Este aparato sirve para la medicin tanto de dureza
Brinell como Vickers. Aplica cargas hasta de 250 kgf, por lo que es
necesario aplicar los criterios de semejanza de los que se habl
arriba. Posee incorporado un microscopio de medicin, el cual posee
una resolucin de 0,001mm. El funcionamiento y procedimiento de
medicin sern explicados por el profesor y el monitor en el momento
de la prctica.
El estndar ASTM E 10 presenta las siguientes exigencias a las
mquinas de medicin de dureza Brinell: el diseo debe ser tal que se
excluya cualquier mecimiento o movimientos laterales del indentador
o de la probeta durante la aplicacin de la carga.
En las mquinas que usan pesos muertos, para la aplicacin de la
carga deben evitarse las sobrecargas al momento de la aplicacin de
la fuerza causadas por la inercia del sistema.
Indentadores. La bola estndar para el ensayo de dureza Brinell
debe tener 10 mm de dimetro con una desviacin no mayor de 0,005 en
cualquiera de los dimetros. Las bolas ms pequeas tienen dimetros y
tolerancias como se muestra en la siguiente tabla.
Dimetro de la bola [mm] Tolerancia [mm]
10 0,005
5 0,004
De 1 hasta 2,5 0,0030,003
Las bolas de carburo de tungsteno deben tener una dureza Vickers
(HV) de al menos 1500 (actualmente no se recomiendan bolas de
acero).
La prueba de dureza Brinell no se recomienda para materiales que
tengan una dureza superior a 650 HBW.
Las bolas deben estar excelentemente pulidas y libres de
defectos en su superficie.
Las bolas no deben sufrir deformaciones residuales ms altas que
las indicadas en la tabla.
Microscopio. Segn el estndar las divisiones de la escala del
microscopio u otros aparatos de medicin utilizados para la medicin
del dimetro de la huella debern ser tales que permitan la medicin
del dimetro de 0,1 mm y la estimacin del dimetro a 0,05 mm, cifra
ampliamente superada por el microscopio incorporado en la mquina
WPM HP-250.
TABLA DE SELECCIN DE LOS GRADOS DE FUERZA
MaterialGama deGrado deTiempo de
durezasfuerzaaplicacin
HB[s]
Hierro dulce, acero, acero colado, fundicin67...5003010...15
maleable.
Metales ligeros, aleaciones fundidas y amasadas,22...3151030
aleaciones de fundicin inyectadas, cobre, latn,
bronce, nquel, aleaciones de aluminio.
Aluminio puro, magnesio, cinc, latn fundido.11...158560
Metales antifriccin.6...782,560
Plomo, estao, soldadura blanda.3...391,2560
60606060
DUREZA VICKERS
Definicin de dureza: Se entiende por dureza la propiedad de la
capa superficial de unmaterial de resistir la deformacin elstica,
plstica y destruccin, en presencia de esfuerzos de contacto locales
inferidos por otro cuerpo, ms duro, el cual no sufre deformaciones
residuales (indentador penetrador), de determinada forma y
dimensiones.
El mtodo Brinell, ya estudiado, posee una serie de
insuficiencias. Con dicho mtodo no se puede ensayar probetas si su
dureza se aproxima a la dureza de la bola, porque sta sufre
deformaciones que alteran los resultados del ensayo. Si se utilizan
bolas de acero este hecho limita la prueba Brinell a durezas mximas
HB 400...500, si se usan bolas de carburo se limita a durezas HB
650. A causa de la gran profundidad de la impronta es imposible
determinar la dureza de la capa superficial especialmente tratada,
porque la bola penetra a travs de esta capa a la parte interior ms
blanda. La medicin del dimetro de la impronta a veces no es exacta
a causa de que el metal desalojado por la bola se acumula cerca de
los bordes de la impronta. Por esto surgi la necesidad de hallar
otros mtodos de determinacin de la dureza.
Durante las mediciones estandarizadas de dureza Vickers se hace
penetrar un indentador de diamante en forma de pirmide de cuatro
caras (ver figura 1a) con una ngulo determinado en el vrtice. La
utilizacin de una pirmide de diamante tiene las siguientes
ventajas:
1) las improntas resultan bien perfiladas, cmodas para la
medicin.2) la forma de las improntas es geomtricamente semejante
por lo cual la dureza para un mismo material es constante,
independientemente de la magnitud de laCarga. 3) la dureza con la
pirmide coincide con la dureza Brinell para los materiales de
dureza media. 4) este mtodo es aplicable con igual xito para los
materiales blandos y duros, y sobre todo para los ensayos de
probetas delgadas y las capas superficiales.
Los nmeros HV y HB son cercanos en su valor absoluto debido a la
igualdad del ngulo del vrtice de la pirmide al ngulo entre las
tangentes a la bola para el caso de una huella ideal cuando d =
0,375 D. Esta consideracin sirve de base para determinar el valor
del ngulo del vrtice de la pirmide estndar = 136.
El estndar ASTM E 92-82 define la dureza Vickers como un mtodo
de ensayo por indentacin por el cual, con el uso de una mquina
calibrada, se fuerza un indentador piramidal de base cuadrada que
tiene un ngulo entre caras especfico, bajo una carga
predeterminada, contra la superficie del material a ser ensayado y
se mide la diagonal resultante de la impresin luego de remover la
carga.
El sentido fsico del nmero de dureza Vickers es anlogo a HB. La
magnitud de HV es tambin un esfuerzo convencional medio en la zona
de contacto del indentador, muestra y suele caracterizar la
resistencia del material a la deformacin plstica considerable.Con
base en esto:
donde d es la media aritmtica de las diagonales d1 y d2.
Debido a que el valor del ngulo a es constate e igual a 136, en
la prctica se usa la siguiente frmula de trabajo:
El mtodo estndar se realiza bajo las siguientes condiciones:
IndentadorPirmide de diamante a = 136
Carga (P):1...120 kgf
Duracin de la carga (t):10 ... 15 s
El nmero de dureza Vickers se denota como HV. Ejemplos:
440 HV 30
Esta notacin indica una dureza Vickers de 440 bajo carga de 30
kgf. Aplicada por un tiempo de 10 a 15 s.
440 HV 30/20
Esta notacin indica una dureza Vickers de 440 bajo carga de 30
kgf. Aplicada por un tiempo de 20 s.
Para la escogencia de la magnitud de la carga nos basamos en
criterios de conveniencia, debemos recordar que el mtodo Vickers
posee semejanza geomtrica interna y en un principio es indiferente
la carga aplicada. Sin embargo una carga muy alta puede causar que
el indentador penetre ms all de la capa superficial a la que se
desee medrsele la dureza, de otro lado una impronta muy pequea es
difcil de medir y las imperfecciones geomtricas de la pirmide
influyen en la precisin del mtodo. Para nuestra prctica se
recomienda aplicar una carga de 60 kgf, as la impronta tiene una
medida adecuada y su profundidad de penetracin es moderada.
PROCEDIMIENTOPara obtener la dureza Vickers de la superficie de
un material se presiona contra laprobeta un indentador piramidal de
diamante con ngulo entre sus caras a = 136.
La pirmide se mantiene algn tiempo bajo la carga P. Luego de
retirada la carga se miden las dos diagonales de la impronta
dejada, con ayuda de un microscopio.
El valor medio de las diagonales (d) y el valor de la carga se
sustituyen en la frmula de trabajo para obtener el valor de la
dureza Vickers. En las mismas condiciones se realizan varias
indentaciones ms.
Mquina. Para los ensayos Vickers se usa el escleroscopio HP-250
marcaWekstoffprfmaschinen, del cual se muestra su aspecto general
en la figura 3. Este aparato sirve para la medicin tanto de dureza
Brinell como Vickers. Aplica cargas hasta de 250 kgf. Posee
incorporado un microscopio de medicin, el cual posee una resolucin
de 0,001 mm. El funcionamiento y procedimiento de medicin sern
explicados por el profesor y el monitor en el momento de la
prctica.
DUREZA ROCKWELL
Definicin de dureza: se entiende por dureza la propiedad de la
capa superficial de un material de resistir la deformacin elstica,
plstica y destruccin, en presencia de esfuerzos de contacto locales
inferidos por otro cuerpo, ms duro, el cual no sufre deformaciones
residuales (indentador penetrador), de determinada forma y
dimensiones.
Los mtodos Brinell y Vickers, ya estudiados, poseen la
insuficiencia principal de que la medicin de las caractersticas
geomtricas de la impronta toma cierto tiempo, adems dicha medicin a
veces no es exacta a causa de que el metal desalojado por la bola
se acumula cerca de los bordes de la impronta. Por esto surgi la
necesidad de desarrollar otros mtodos de determinacin de la dureza
llevando al desarrollo de mtodos como el Rockwell, en el cual la
medicin de la dureza es mucho ms gil y objetiva.
El mtodo de Rockwell aunque es un mtodo de indentacin no
pretende de manera directa medir la dureza a travs de la
determinacin directa de la magnitud de los esfuerzos de contacto,
sino que la define como un nmero arbitrario, inversamente
proporcional a la penetracin del indentador.
El estndar ASTM E 18-03 define la dureza Rockwell como un mtodo
de ensayo porindentacin por el cual, con el uso de una mquina
calibrada, se fuerza un indentador cnicoesferoidal de diamante
(penetrador de diamante), o una bola de acero endurecido (acero o
carburo de tungsteno), bajo condiciones especficas contra la
superficie del material a ser ensayado, en dos operaciones, y se
mide la profundidad permanente de la impresin bajo condiciones
especficas de carga.
El estndar ASTM E18-03 define el nmero de dureza Rockwell como
un nmero derivado del incremento neto en la profundidad del
indentador cuando la fuerza en el indentador esincrementada desde
una fuerza previa (preliminar especfica) hasta una fuerza total
(especfica) y luego retornada al valor de fuerza previa.
Al comienzo el indentador penetra un poco en la superficie de la
muestra bajo la accin de la carga previa P0, la cual se mantiene
hasta el final del ensayo. Esto garantiza una mayor exactitud del
ensayo ya que excluye la influencia de las vibraciones y de las
irregularidades de la delgada capa superficial. Despus se expone la
probeta a la accin de la carga total Pf = P0 + P1, y la profundidad
de penetracin aumenta. Luego de retirada la carga principal P1, en
el sistema probeta-indentador ocurre una recuperacin elstica, ya
que sobre el acta slo la carga previa P0, siendo posible la medicin
de la profundidad de penetracin h, la cual determina el nmero de
dureza Rockwell (HR).
Para determinar la dureza Rockwell se utilizan dos tipos de
indentadores: el cnico-esferoidal de diamante y el de bola (acero o
carbono de tungsteno) de varios dimetrosEntre el nmero de Rockwell
y la profundidad de la impronta h existe la siguiente
dependencia:
Para el cono de diamante HR:
Para las bolas de acero HR:
De estas frmulas se deduce que cada unidad de dureza Rockwell
corresponde a unapenetracin de 0,002 mm y que el valor de dichas
unidades debe ser restado de cierto tope para que haya coherencia:
a menor profundidad de penetracin mayor ser el nmero de Rockwell y
viceversa.
En la prctica no hay necesidad de usar estas frmulas, ya que los
indicadores de las mquinas de Rockwell de manera automtica realizan
estas operaciones mostrando directamente el nmero de dureza en sus
diales. Esta caracterstica granje para este mtodo una gran
popularidad.El estndar define las caractersticas geomtricas de los
indentadores. Para el penetrador cnico esferoidal se muestran en la
figura:
Las bolas son similares a las del mtodo Brinell y tienen los
siguientes dimetros: 1/16; 1/8; 1/4; 1/2.Las cargas a aplicar
pueden ser:
carga previa P0 [kgf]10
carga principal P1 [kgf]50 90 140
carga total Pf [kgf]60 100 150
A partir de las combinaciones posibles de distintos indentadores
y cargas, el estndar ASTME18 define 15 escalas diferentes de
durezas Rockwell. Se muestra la tabla que las define, tomada
directamente de dicho estndar. En esta tabla se muestra tambin la
aplicabilidad de cada tipo de prueba.
PROCEDIMIENTOPara obtener la dureza Rockwell de la superficie de
un material se indentador (cnico-esferoidal o esfrico, segn el
caso) con una carga previa, luego se aplica la carga principal para
sostener la carga total durante algn tiempo. Luego de retirada la
carga principal y mantenido la previa, valor de la dureza Rockwell,
calculado automticamente por la mquina. En las mismas condiciones
se realizan varias indentaciones ms.
MAQUINARIA, MATERIALES E INSTRUMENTOS DE MEDIDA.
Mquina. Para los ensayos Rockwell se usa el escleroscopio
HPWekstoffprfmaschinen, del cual se muestra su aspecto general en
la siguiente figura. Este aparato sirve para la medicin tanto de
dureza Rockwell como Brinell y Vickers. Aplica cargas hasta de 250
kgf. Posee incorporado un sistema de medicin de la profundidad de
penetracin, el cual muestra la dureza Rockwell obtenida durante el
ensayo.
Indentadores. El indentador de diamante debe ser un cono con
punta esfrica altamente pulido.
El ngulo debe ser de 120 30. La punta debe ser una esfera de
dimetro nominal 0,200 mm.
Las esferas deben tener una dureza Vickers (HV) de al menos 850.
Las bolas tienen dimetros ytolerancias como se muestra en la
siguiente tabla.
Dimetro de la bolaTolerancia [in]
1/16 0,001
1/8 0,001
0,001
1/2 0,001
RESULTADOS Y ANALISIS DE LOS RESULTADOS
DUREZA BRINELL
PROBETA ALUMINIO:
CARGA(N)306CARGA(KG)31,25INDENTADOR2,5 mm
ENSAYO NHUELLALECTURA DUREZALECTURA DUREZA(FORMULA
11,3918,8518,85
2
3
PROBETA BRONCE:
CARGA(N)613CARGA(KG)62,5INDENTADOR2,5 mm
ENSAYO NHUELLALECTURA DUREZALECTURA DUREZA(FORMULA
10,868mm 102,33102,33
2
3
PROBETA ACERO 1045:
CARGA(N)613CARGA(KG)62,5INDENTADOR2,5 mm
ENSAYO NHUELLALECTURA DUREZALECTURA DUREZA(FORMULA
10,868mm 102,33102,33
2
3
PROBETA ACERO 1020:
CARGA(N)613CARGA(KG)62,5INDENTADOR2,5 mm
ENSAYO NHUELLALECTURA DUREZALECTURA DUREZA(FORMULA
10,868mm 102,33102,33
2
3
DUREZA VICKERS:
PROBETA ALUMINIO:
CARGA(N)CARGA(KG)
ENSAYO N1 DIAGONAL2DIAGONALPROMEDIO DIAGONALLECTURA DUREZA
(TABLA)LECTURA DUREZA(FORMULA)
1
2
3
PROMEDIO
PROBETA BRONCE:
CARGA(N)CARGA(KG)
ENSAYO N1 DIAGONAL2DIAGONALPROMEDIO DIAGONALLECTURA DUREZA
(TABLA)LECTURA DUREZA(FORMULA)
1
2
3
PROMEDIO
PROBETA ACERO 1045:
CARGA(N)CARGA(KG)
ENSAYO N1 DIAGONAL2DIAGONALPROMEDIO DIAGONALLECTURA DUREZA
(TABLA)LECTURA DUREZA(FORMULA)
1
2
3
PROMEDIO
PROBETA ACERO 1020:
CARGA(N)CARGA(KG)
ENSAYO N1 DIAGONAL2DIAGONALPROMEDIO DIAGONALLECTURA DUREZA
(TABLA)
1
2
3
PROMEDIO
DUREZA ROCKWELL:
PROBETA ALUMINIO:
ENSAYOINDENTADORCARGA(KG)LECTURA DUREZAESCALA
1
2
3
RESULTADO
PROBETA BRONCE:
ENSAYOINDENTADORCARGA(KG)LECTURA DUREZAESCALA
1
2
3
RESULTADO
PROBETA ACERO 1045:
ENSAYOINDENTADORCARGA(KG)LECTURA DUREZAESCALA
1
2
3
RESULTADO
PROBETA ACERO 1020: ENSAYOINDENTADORCARGA(KG)LECTURA
DUREZAESCALA
1
2
3
RESULTADO
CUESTIONARIO:
CUESTIONARIO BRINELL:
1.- EN QUE CASOS SE PUEDE UTILIZAR DUREZA BRINELL?
Se utiliza en estos respectivos casos:
Este ensayo se utiliza en materiales blandos (de baja dureza) y
muestras delgadas. El indentador usado es una bola de acero
templado de diferentes dimetros. Para los materiales ms duros se
usan bolas de carburo de tungsteno. En el ensayo tpico se suele
utilizar una bola de acero de 10 milmetros de dimetro, con una
fuerza de 3000 kilopondios. El valor medido es el dimetro del
casquete en la superficie del material.
Este ensayo slo es vlido para valores menores de 600 HB en el
caso de utilizar la bola de acero, pues para valores
2.- Cules son las caractersticas principales de este ensayo?
CARACTERSTICAS DEL ENSAYO:No se puede realizar sobre piezas
esfricas o cilndricas.
No es fiable en materiales muy duros y de poco espesor.
Para que el error del ensayo por deformacin del material no sea
muy grande, debe cumplirse:D/4 < d < D/2.
Por aproximacin puede conocerse el tipo de acero que se ensaya
mediante la relacin:%C = (HB 80) / 141.
3.- Qu entiende por identacion? Cuntos tipos de indentadores
existen?
