LABORATORIO No.2

ENSAYO DE DUREZAPractica Nº2

1.- OBJETIVOS.

Determinar la dureza Rockwell de varias muestras. Conocer el funcionamiento de dos tipos de durómetros y su funcionamiento. Conocer las diversas

clases de escalas para determinar las durezas de los materiales Aprender cuál es la escala de dureza más indicada para un uso determinado de un material dado. Reconocer las ventajas y limitaciones del ensayo Relacionar la dureza a otras propiedades mecánicas.

2.- FUNDAMENTO TEORICO.

Con el ensayo de los materiales deben determinarse los valores de resistencia, verificarse las propiedades y establecerse el comportamiento de aquellos bajo la acción de las influencias externas. El factor económico juega un rol de importancia en el campo de la fabricación en general, imponiendo un perfecto conocimiento de los materiales a utilizar, de manera de seleccionarlos para cada fin y poder hacerlos trabajar en el límite de sus posibilidades, cumpliendo con las exigencias de menor peso, mejor calidad y mayor rendimiento. En los ensayos físicos se determinan generalmente la forma y dimensiones de los cuerpos, su peso específico y densidad, contenido de humedad, etc., y en los mecánicos la resistencia, elasticidad y plasticidad, ductilidad, tenacidad y fragilidad, etc.

ENSAYOS DE DUREZA La dureza de un material es la resistencia que opone a la penetración de un cuerpo más duro. La resistencia se determina introduciendo un cuerpo de forma esférica, cónica o piramidal, por el efecto que produce una fuerza determinada durante cierto tiempo en el cuerpo a ensayar. Como indicador de dureza se emplea la deformación permanente (plástica) En algunos casos, es necesario determinar las características mecánicas de los 'materiales sin llegar a su destrucción. También podemos determinar la dureza conseguida mediante un tratamiento de dureza. Podemos mencionar los tres tipos de ensayos de dureza más importantes:

DUREZA ROCKWELL (HRc; HRb)

Constituye el método más usado para medir la dureza debido a que es muy simple de llevar a cabo y no requiere conocimientos especiales. Se aplica a materiales más duros que la escala Brinell. Este ensayo tiene las siguientes variantes: Dureza Rockwell B: usado para materiales más blandos, los penetradores son de acero templado, como bolas de 1/16 de pulgada, 1/8, 1/6 y ½ de pulgada. Durezas Rockell A, e y D: donde el penetrador es un cono de diamante cuyo ángulo en la base es de 120º Es la más extendida, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales. En el test Rockwell el penetrador es forzado contra el material con una fuerza preliminar menor de 10 kp. Cuando el equilibrio ha sido alcanzado, un dispositivo indicador, que sigue los movimientos del penetrador y también responde a los cambios en la profundidad de la penetración del indentador, se dispone en posición establecida. Cuando la carga menor preliminar todavía se está aplicando, se impone una carga mayor dando como resultado un incremento en la penetración. Cuando el equilibrio se alcanza la fuerza adicional se quita, pero la fuerza preliminar se mantiene aún. El incremento permanente en la penetración resulta de aplicar y quitar la fuerza mayor adicional usada para calcular el grado de dureza Rockwell. Es decir, se determina un numero de dureza a partir de la diferencia de profundidad de penetración que resulta al aplicar una carga inicial pequeña y después una carga mayor.

DUREZA BRINELL (HB) Es un ensayo mecánico propuesto por el sueco J.A. Brinell en 1900. Consiste en una prensa hidráulica de operación manual diseñada para imprimir un penetrador duro esférico sobre la superficie de la probeta analizada; la presión se mide por un manómetro y se aplica por medio de una bomba' de aceite, la pieza de ensayo se coloca en soporte que puede subir o bajar mediante un tornillo Se fuerza un inventador de balín de acero templado o de carburo de tungsteno de un diámetro adecuado a la dureza del material contra la probeta, con una fuerza adecuada para la dureza del material. El tiempo de aplicación de la fuerza varía entre 10-30 s. dependiendo de la aleación Examinada; después se quita la carga y se mide el diámetro de la impresión en la probeta con un microscopio o lente especial con un rastreador láser para lectura automática Para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar. Poco precisa con chapas de menos de 6mm de espesor. El valor así obtenido, se aplica a la fórmula Brinell. El número de dureza Brinell se define como la fuerza aplicada dividida por la superficie de contacto entre el indentador y la probeta después de haberse retirado el indentador.

3.- MATERIAL Y EQUIPO

Durómetro Rockwell semiautomático. Durómetro portátil PCe 1000 Probetas de ensayo

4.- PROCEDIMIENTO

Preparación de la muestra Se tiene que preparar una probeta de superficie lisa (muestras de varios materiales). La muestra debe tener caras paralelas. La temperatura de la superficie a medir no debe ser superior a 120°C. Si el peso del objeto a comprobar es superior a 5 kg. no es necesaria una preparación previa.

Los objetos a comprobar entre 2 y 5 kg y los objetos con paredes delgadas deberán situarse sobre una base estable con un peso mínimo de 5 kg. La base debe estar fuertemente fijada al objeto para evitar vibraciones.

Los objetos a comprobar por debajo de 2 kg deberán unirse a la base con pasta de acoplamiento(p.e. vaselina).

El objeto a comprobar debe pesar más de 50 g. Deberá medir en dirección vertical con respecto a la base. El espesor mínimo del objeto a medir no debe sobrepasar los 3 mm. El objeto a comprobar no puede estar magnetizado. La capa dura del objeto a comprobar no puede superar los 0,8 mm.

Si las superficies son curvas, el radio no puede ser inferior a 30mm. Puede adquirir un componente opcional para medir radios más pequeños o superficies curvas.

Durómetro pce 1000

Este durómetro utiliza el método de medición LEEB. Viene definido por la relación entre la velocidad de rebote de un cuerpo percutor con respecto a su velocidad de percusión multiplicada por 1000. Una mayor dureza en la superficie del material se corresponde con una velocidad de rebote más alta.

Para un grupo de materiales específico (acero, aluminio) la dureza Leeb establece una relación directa con sus condiciones de dureza

Cuando mida la dureza de un material con un método de prueba estadístico tradicional (cuerpo penetrador), cualquier modificación de la presión ejercida produce un cambio en el valor de medición. Existirán diferentes curvas de conversión según los diferentes cuerpos penetradores. Por tanto, cuando la dureza Leeb es convertida a otro valor de dureza, deberá facilitarse el cuerpo penetrador utilizado con el valor convertido

5. DATOS

TIPO DE MATERIAL DUREZA 1 DUREZA 2 DUREZA 3 PROMEDIO DE DUREZA

ACERO NOBLE [HRb] 45.4 45.8 55 48.73 [HRb]ACERO [HRc] 43.3 45.7 49.8 42.27 [HRc]FUNDIDO GRIS [Hb] 134 137 117 129.33 [Hb]

6. RESULTADOS

Se logro medir cada una de las piezas de una manera acertada, colocando bien el sentido de medición (vertical, inclinada y horizontal) para aquellas que lo necesitaban. De esta manera se logro obtener las mediciones en el rango establecido para cada material. Pero el durómetro Pce 1000 en determinados momentos arrojaba datos muy alejados al rango del material, por lo cual se tuvo que realizar varias mediciones hasta que los datos estén en el rango establecido.

7. CONCLUSION

Se llego a la conclusión que la dureza es una propiedad muy importante del material, la cual debe ser obtenida de manera muy eficaz, por ende se debe llegar a optimizar el ensayo de dureza con el durómetro semiautomático de esa forma se llegara a obtener datos más veraces que con el durómetro Pce 1000, ya que en el laboratorio se observo que este instrumento no es del todo confiable porque arroja datos que no están en el rango establecido por errores múltiples como: mala inmovilización del material, elección mala de la dirección de disparo, etc. Que hacen que el ensayo no sea muy confiable. Esto debe ser remediado con la realización de varias medidas con el propósito de la aproximación a los rangos que tiene cada material.