Guía 3 dureza def (1)

UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA. ESCUELA DE INGENIERÍAS.
INGENIERÍA INDUSTRIAL.
LABORATORIO CIENCIA DE LOS MATERIALES. ELABORÓ: ING. EFRÉN GIRALDO T.
PRÁCTICA # 3.DUREZA DE LOS MATERIALES
GUÍA PRÁCTICA # 3 DUREZA.
1-Materiales necesarios
Una lima plana desechable.
Probetas de acero bajo, medio y alto Carbono. No ferrosos.
2 Buriles desechables
EQUIPO REQUERIDO: DURÓMETRO
2.Objetivos.
Objetivo general:
Aprender a determinar durezas Rockwell B y C en los materiales metálicos
Objetivos específicos:
Conocer el durómetro 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.
3.Máquina para hacer el ensayo de Dureza: durómetro
Principales componentes del Durómetro
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a. El penetrador o indentador en un ensayo de dureza pueden ser varias
esferas de un acero aleado especial, carburo de tungsteno, etc., o también una
pirámide o cono de diamante según el tipo de ensayo a realizar.
Su función es penetrar la pieza para hacerle una huella y tener una indicación
de lo blando o duro que es un material.
b. El montaje del indentador, que sirve para insertar el penetrador o
indentador apropiado en la máquina.
c. Dial: Consta de varias escalas de diferentes colores: Rocwell B color rojo
parte interna, Rocwell C color negro parte externa. Cada escala sirve para
indicarnos el valor de la dureza. Además tiene dos agujas: una pequeña y una
grande.
d. Yunque para pieza a ensayar, sirve para situar la muestra o la pieza a la
que se va tomar dureza. Existen varios tipos según la forma de la pieza.
e. Prensa vertical, acerca el yunque con la probeta al indentador mediante el
giro de la volante accionadota de prensa.
f.. Placa de Precarga, activa la precarga de 10 kgs necesaria en el ensayo
Rockwell, al presionarse hacia abajo.
g. Palanca de conexión de carga. Activa o desactiva la carga máxima
seleccionada previamente en la parte posterior del equipo.
h. Sistema de pesas para la selección de carga máxima en el respectivo
ensayo. En este equipo va situado en la parte de atrás.
i. El durómetro Rockwell dispone de un micrómetro que mide directamente la
profundidad a la que penetra el identador en la pieza.
La dureza es la resistencia que opone un material a ser rayado, penetrado o
deformado permanentemente cuando se aplica a presión otro material
apropiado
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Dial con las escalas Rocwell B y C. Identadores
.
4.Consideraciones generales
a. Cuanto mas pequeña sea la huella obtenida en condiciones normalizadas,
mas duro será el material ensayado.
b. En la mayoría de las pruebas estandarizadas, la carga se aplica al oprimir en
forma lenta el penetrador perpendicularmente a la superficie ensayada, por
un periodo determinado.
c. De los resultados obtenidos se puede calcular un valor empírico de dureza,
conociendo la carga aplicada y el diámetro o área de la huella o su
profundidad. En algunos casos será un cálculo manual y en otros la máquina
lo dará automáticamente.
d. Relación entre la dureza y el esfuerzo máximo que soporta un material
En muchos materiales existe una correlación entre la prueba de dureza y la
resistencia obtenida del ensayo de tensión cuando el material ensayado en
ambas pruebas tiene condiciones similares de trabajo en frío u otros procesos.
Esto se puede obtener de tablas.
La prueba de dureza puede hacerse más fácilmente que el ensayo de tensión
y la información obtenida se evalúa al instante. Si se quiere se puede probar
toda la producción relativamente fácil. Existen además durómetros portátiles.
Por estas razones, por su carácter no destructivo y economía, se emplea
frecuentemente para control de calidad en producción, remplazando varias
veces al ensayo de tensión.
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e. La dureza superficial de un acero bajo C, puede aumentarse añadiendo al
material una capa de Carburo de Hierro, Nitruro de Fe, etc. en un tratamiento
térmico denominado cementación, nitruración, etc...
f. Los métodos de medir la dureza varían con cada material, dando origen a las
diversas escalas o números de dureza:
5.Procedimiento:
a) Ensayo de Dureza Rockwell C
Diseñado para materiales más o menos duros y duros como aceros templados,
normalizados, recocidos, revenidos, bonificados y en otras condiciones.
La secuencia de este ensayo en el durómetro que tenemos en la U(enotros
puede variar un poco el procedimiento) es como sigue:
• Instalar el yunque adecuado a la pieza a tomar dureza.
• Colocar el indentador respectivo(Bryle ó cono de diamante de 120º en
este caso) en el durómetro
• Seleccionar la carga de 150kgs en la parte de atrás de equipo
mediante la adecuada elección de las respectivas pesas.
• Estar seguro de que la palanca de carga esté hacia adelante.
• Colocar la pieza o probeta a ensayar
• Mover la prensa vertical hacia arriba suavemente, mediante la
volante, hasta que el indentador de cono de diamante presione la
probeta de tal manera que la aguja grande del dial comiencen a girar en
el sentido de las manecillas del reloj y quede en posición vertical y la
pequeña alineada con el punto negro.
• Seguidamente presionar hacia abajo la palanca de precarga. Esto
aplica una carga inicial de 10kgs sobre la probeta y se conoce como la
"precarga”.
• Justo al hacer lo anterior las agujas comenzarán a moverse
nuevamente y al final se detendrán y la palanca de carga se moverá
automáticamente hacia atrás, hasta detenerse.
• Hale la palanca de carga hacia delante, en este momento se aplicará
la carga máxima de 150 kgs.
• Nuevamente las agujas se moverán automáticamente hasta que la
aguja mayor queda marcando la dureza en la escala negra
externa(HRC).
• Lea la dureza respectiva y escríbala como HRC: …
• Haga por lo menos tres medidas de dureza en sitios diferentes de la
probeta.
• El principio de este ensayo, está en que a través de un sistema de
palancas se registra en la escala la profundidad de la penetración entre
la precarga y la carga de 150 kilogramos y se lee directamente en el dial
la dureza HRC.
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b) ROCKWELL B
• Diseñado para materiales de dureza baja como aceros de bajo y medio
carbono no templados y materiales no ferrosos. Su escala va de 40 a 100
RB.
• Se utiliza como indentador una esfera de 1/16” y una carga de 100 kgs.
• Se lee en la escala roja interna.
• Unidades = kgs. / mm2
• Procedimiento igual al anterior teniendo en cuenta la carga, el identador y la
escala.
c). Hacer varios ensayos de dureza Rockwell B y C para varios tipos de acero y
no ferrosos.
Nota: cada ensayo de dureza se debe hacer por lo menos tres veces y luego
promediar.
4. Resumen de algunas escalas Rockwell de dureza más utilizadas
ESCALA
DESIGNACION
TIPO Y
TAMAÑO DEL
PENETRADOR
PRECARGA
EN KG
CARGA
MAYOR
EN KG
Escala del Dial
INDENTADOR FORMA
HUELLA Color Colocación
A
Cono de
diamante
10 60 Negro Externa
B
Bola de
1/16"
" 100 Rojo Interna
C
Cono de
diamante
BRYLE
" 150 Negro Externa
D
Cono de
diamante
" 100 Negro Externa
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E
Bola de
1/8"
" 100 Rojo Interna
5.PREGUNTAS
A qué se debe que un mismo material pueda presentar varias durezas?
Qué causas de error puede haber en este ensayo?
Qué precauciones de deben de tener en este ensayo con la superficie?
Si Ud. no tuviera en su empresa una máquina universal para hacer un ensayo
de tracción, pero si un durómetro y requiriera la resistencia máxima de un
material qué haría?
Averigue las principales escalas de dureza y para qué materiales se
recomienda.
Averigüe cuál es la dureza de: una moneda de Cobre, la punta de un cuchillo
de acero, un vidrio, la lima en la escala Mohs(para minerales)
6. RESULTADOS
Tipo de
Material
Dureza 1 Dureza 2 Dureza 3 Promedio de
Dureza
7.BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía sobre ensayos:
http://herramientas.educa.madrid.org/tabla/properiodicas/dureza.html
http://www.steeluniversity.com -No sólo ensayos, también otros tópicos de
materiales. Muy buena
http://www.frrg.utn.edu.ar/cienciad.pdf
http://www.oni.escuelas.edu.ar/olimpi2000/santa-fe-
sur/ensayodemateriales/Ensayos/dureza.htm
http://www.escet.urjc.es/~material/html_es/nano.php
http://herramientas.educa.madrid.org/tabla/properiodicas/dureza.html
http://video.google.com/videoplay?docid=-
1772032048005381586&q=video+dureza&total=81&start=0&num=10&so=0&ty
pe=search&plindex=6
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Existen técnicas semiautomáticas para medir dureza Brinell que emplean un scanner
óptico anexado a una cámara digital montada en una probeta flexible. Esto permite
posicionar la cámara sobre la indentación. La información de la cámara es enviada a una
computadora para analizar la impronta, definir su tamaño y calcular el número HB. Para
usar esta tecnología, la superficie de acabado de la muestra debe ser más cuidada que la
que se usa en mediciones manuales.
La escala de dureza Rockwell está representada por una letra del alfabeto (A, B, C, D, E,
F, G, H y K). Para Rockwell superficial se designa por un número que representa la carga
mayor aplicada y una letra que puede ser N, T o W. El número de dureza Rockwell se
indica con el sufijo HR y la identificación de la escala. Por ejemplo, 80 HRB representa una
dureza Rockwell de 80 en la escala B.
Los equipos modernos para la medida de dureza Rockwell están automatizados y hasta
permiten la variación del tiempo de aplicación de la carga. Sin embargo, los equipos
mecánicos siguen siendo utilizados ampliamente en la industria.
La escala de dureza Rockwell está representada por una letra del alfabeto (A, B, C, D,
E, F, G, H y K). Para Rockwell superficial se designa por un número que representa la
carga mayor aplicada y una letra que puede ser N, T o W. El número de dureza
Rockwell se indica con el sufijo HR y la identificación de la escala. Por ejemplo, 80
HRB representa una dureza Rockwell de 80 en la escala B.
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Los equipos modernos para la medida de dureza Rockwell están automatizados y hasta
permiten la variación del tiempo de aplicación de la carga. Sin embargo, los equipos
mecánicos siguen siendo utilizados ampliamente en la industria.
CONCLUSIONES: En esta práctica se concluye que el diámetro de la huella hecha por el
balín depende de la dureza del material, es decir a mayor diámetro de la huella la dureza
es menor y a menor diámetro de la huella la dureza es mayor, lo cual queda ampliamente
demostrado con los ensayos realizados en esta práctica. Otra de las conclusiones fue de
que el tiempo y la carga de aplicación influyen en el diámetro de la huella, por eso es
necesario contar con una tabla de datos para el tipo de material a utilizar. A si mismo
demostramos que el latón tiene más dureza que el aluminio y el acero tiene mas dureza
que el latón.
BIBLIOGRAFIA:
Libro: Introducción a la Metalurgia Física.
Autor: Avner, Sidney H.
Libro: Materiales y Procesos de Manufactura para Ingenieros
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