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UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
CURSO:
CIENCIA Y TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES
LABORATORIO N°2
ENSAYOS DE DUREZA
 METODO CUALITATIVO
 METODO CUANTITATIVO
AUTORES:
Gutiérrez Zúñiga, Vanesa
Navarro Castro, Raquel
Cántaro Calderón, Daniel
Díaz Salome , Elena
Chavez Pacheco, Giomar
PROFESOR:
Cesar Augusto Lecaros Gutiérrez
Lima, 24 de marzo de 2020

CIENCIA Y TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES Página 1
RESUMEN
La prueba del ensayo de dureza se puede dar de dos formas:
cualitativa y cuantitativa. Por un lado, se la primera de estas
permite determinar la dureza del material a través del método
del rayado del mismo. Por otro lado, la segunda forma es la
más exacta, ya que consiste en medir las magnitudes de las
fuerzas aplicadas y la variación del desplazamiento obtenido
mediante una medición. Este cálculo se realizará a través de la
experimentación en laboratorio para metales ferrosos y no
ferrosos. Los resultados obtenidos estarán en la escala
Rockwell, la cual permitirá hacer la verificación
correspondiente en las tabas de conversión de dureza con el
fin de observar la diferencia entre los tipos de aceros como el
SAE 1020 o aceros aleados, la del latón o aluminio, entre otros.
En esta experiencia trabajada en el laboratorio se hizo uso del
Durómetro, equipo que permite verificar la dureza y distinguir
en diversas medidas o ensayos.

ÍNDICE DE CONTENIDOS
1. INTRODUCCIÓN ………………………..…………..………………………………………… 3
2. OBJETIVOS………………………….…………………………………………………………… 3
2.1 OBJETIVOS GENERALES.………………………………………………………………3
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS…………………………………………………………….. 3
3. DESCRIPCION DEL EQUIPO, MAQUINA Y MATERIAL UTILIZADO…….. 4
3.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES…………………………………….. 4
3.2 PROPIEDADES MECÁNICAS……………………………………………………….. 5
3.3 UNIDADES DE MEDIDA……………………………………………………………… 6
3.4 EQUIPO: DURÓMETRO……………………………………………………………… 7
4. DESCRIPCIÓN DE ENSAYOS DE DUREZA.……………………………………….. 9
5. PROCEDIMIENTO: ENSAYO DE DUREZA…………………………………………. 10
6. RESULTADOS DE ENSAYO……………………………………………………………….. 14
7. OBSERVACIONES…………….………………………………………………………………. 15
8. CONCLUSIONES……………………………..……………………………………………….. 15
9. BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………………………. 15

“ENSAYO DE DUREZA”
1. INTRODUCCIÓN
La resistencia que tienen los materiales a ser rayados y penetrados
es una propiedad mecánica llamada dureza. Esta característica es
importante en el área de ingeniería, ya que nos brinda información
significativa para elegir adecuadamente los metales que se pueden usar
en la construcción de productos, equipos, maquinaria, etc. Además, la
dureza determina otros rasgos en los productos para los que ha sido
usada como la flexibilidad, resistencia, durabilidad, etc. Actualmente
existen diferentes pruebas para determinar la dureza en los diferentes
metales. En este segundo laboratorio se estudia el ensayo de Rockwell,
el cual constituye el método mas usado para medir esta propiedad, ya que
es muy simple de llevar a cabo.
2. OBJETIVOS
2.1OBJETIVO GENERAL
Realizar el ensayo de dureza de metales ferrosos y no ferrosos,
empleando el método cualitativo de rayadura y el método cuantitativo
Rockwell. Además, desarrollar la habilidad para poder operar el equipo
a usar en el ensayo, durómetro en este caso, de la manera más
adecuada.
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Adquirir destrezas para determinar la dureza de un material
mediante el método de rayado.
 Desarrollar la técnica para el manejo de las escalas de dureza
Rockwell.
 Ser capacitado en el manejo de las tablas de conversión de dureza.
 Observar la diferencia entre la dureza del acero 1020 o aceros

aleados y la del latón y aluminio, en estado recocido. Verificar la
respuesta de los metales a pruebas del imán, chispa y lima.
3. DESCRIPCION DEL EQUIPO, MAQUINA Y MATERIAL UTILIZADO
3.1. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES:
Se denomina características de los materiales a su constitución
interna, referidos a los siguientes aspectos:
 Tipo de elemento químico
Fe, Al, Cu, Ni, Ti, W, etc.
 Tipo de enlace molecular establecidos
Covalente, metálico, iónico, etc
 Tipos de red cristalina
De todas las redes Bravais, solo 4 son sistemas de
cristalización para los metales y aleaciones metálicas.
 Tipos de monocristal
Equiaxial, Polígono, Dendríto, Deformado
 Tipos de Policristal
Ordenados, Desordenados
3.2.
PROPIEDADES MECÁNICAS
Son las resistencias que ofrecen los materiales a acciones
energéticas mecánicas, pueden ser: estáticas o dinámicas. Estas
propiedades son:
- Dureza - Torsión

- Tensión - Resiliencia (impacto)
- Compresión - Tenacidad
- Flexión - Fatiga
3.3. UNIDADES DE MEDIDA
Dureza Rockwell (HR): Solo para metales
a. Escalas Normales: Para piezas de gran masa (eje, resorte,
cigüeñal) - Escala A (HRA): Para toda dureza alta y baja. -
Redes cúbicas
sencillas: Los
átomos ocupan sólo
los vértices de la
celda unidad
Redes cúbicas
centradas en el
cuerpo (BCC): Los
átomos, además de
ocupar los vértices,
ocupan el centro de
la celda. En este
caso se cristalizan el
hierro y el cromo.
Redes cúbicas
centradas en las
caras (FCC): Los
átomos, además
de ocupar los
vértices, ocupan el
centro de cada
cara de la celda.
Cristalizan en este
tipo de redes el
oro, cobre,
aluminio, plata etc
Redes hexagonales
compactas (HC): La
celda unitaria es un
prisma hexagonal con
átomos en los vértices
y cuyas bases tiene
un átomo en el centro.
En el centro de la
celda hay tres átomos
más. En este caso
cristalizan metales
como cinc, titanio y
magnesio

Escalas de dureza
Escala B (HRB): Baja dureza = Aleaciones (Al, Cu, Zinc) -
Escala C (HRC): Alta dureza = Aceros; Superaleaciones.
b. Escalas superficiales: Para aquellos casos que tienen
dimensiones pequeñas.
- Escala T (HRT): Baja dureza = AL; Cu.
- Escala N (HRN): Alta dureza para delgados aceros
principalmente.
c. Escala BRINELL (HB):Todo material: Metal, polímeros,
cerámicos.
d. Escala VICKERS (HS): Micro dureza microscópica.
e. Escala SHORT(HS): Para polímeros.
f. Escala KNOOX (HK): Para recubrimientos metálicos.
Escalas de dureza

3.4. EQUIPO: DURÓMETRO
Un durómetro es un aparato especializado en la medición de la
dureza de diferentes materiales utilizando varios procedimientos
llamados ensayos.
3.4.1. Funcionamiento del durómetro: Para la medición de la
dureza de materiales el durómetro funciona de la siguiente
manera: Una vez que se selecciona el material del cual se
quiere conocer la dureza, se normaliza la fuerza que se le ha
de aplicar a través de un elemento penetrador, que también
debe estar normalizado. Dependiendo de la profundidad o
tamaño de la huella que se obtenga de esta aplicación de
fuerza es como sabremos el grado de dureza del material.
Así se puede conocer la resistencia al corte de la superficie
que tiene el material analizado y se utilizan diferentes tipos
de durómetros, entre los que encontramos los que se
explicaron líneas arriba.
3.4.2. Descripción del equipo:
DUROMETRO ROCKWELL HR-110 MR

3.4.3. Uso y aplicaciones del durómetro
El uso más común del durómetro en la industria
farmacéutica es la medición de la resistencia y dureza de
pastillas y cápsulas para verificar que puedan resistir el
proceso de producción, empaque, distribución y venta,
también para asegurarse de que la dureza del medicamento
permita su desintegración dentro del cuerpo o que sea fácil
de masticar.
En industrias como la de la construcción y la del metal se
trata de medir la dureza y resistencia de los materiales con
los que se ha de construir o del metal que se está forjando
para garantizar que cumplen con determinados estándares
de seguridad y calidad.
Características:
• Modelo ecológico que Ahorra Energía.
• Facilidad de ajuste de precarga
• Indicador analógico con pre ajuste automático
• Escalas: 20 ~ 88HRA / 77HRD ~ 40/20 ~ 70HRC
/ 100HRF
~ ~ 60/20 100HRB / 94HRG ~ ~ 30/80 100HRH /
100HRE ~ ~ 70/40 100HRK
• Norma: JIS B 7726 o ISO6508-2 (ASTM E18)
• Resolución 0,5 HR
• Estándares: 6508-1 ISO / JIS Z 2245
• Tiempo de ensayo libre definido por el usuario
• Altura máxima: la muestra de 180 mm (sin
cubierta) o 100 mm (con cubierta)
• Profundidad 165 mm
• Dimensiones: 296(A)×512(L)×780(Alt)mm
• Peso: 49kg

4. DESCRIPCIÓN DE ENSAYOS DE DUREZA
Este ensayo mide la resistencia a la penetración sobre la superficie
de un material, efectuada por un objeto duro. Esta experiencia se realiza
imprimiendo en la muestra (la que está en reposo sobre una plataforma
rígida) un penetrador de geometría determinada, bajo una carga estática
conocida, que se aplica directamente o por medio de un sistema de
palanca. Los métodos más comunes son: ensayo de dureza Brinell,
ensayo de dureza Rockwell y ensayo de microdureza Vickers.
Los valores de dureza obtenidos sirven principalmente para poder
comparar entre materiales, en la inspección y control de calidad, y en la
relación con otras propiedades. Cabe resaltar que la dureza se
correlaciona con la resistencia al desgaste y a la abrasión del material.
En esta sesión de laboratorio se realiza el ensayo de dureza
Rockwel, el cual es rápido y sencillo. Se trabaja cona cargas y
penetradores. Al ser estos menores en comparación con el ensayo Brinell,
la prueba Rockwell se puede emplear entonces en muestras más
delgadas y en materiales más duros como más blandos. En la imagen a
continuación se puede observar los dos tipos de penetradores que se
usan en este ensayo de dureza.
Se pueden utilizar diferentes escalas que provienen de la utilización
de distintas combinaciones de penetradores y cargas, lo cual permite

ensayar virtualmente cualquier metal o aleación desde el más duro al más
blando. Los penetradores son bolas esféricas de acero endurecido que
tienen diámetros de 1/16, 1/8, ¼ y ½ pulg.(1,588;3.175; 6.350 y 12.70 mm)
y un penetrador cónico de diamante(brale), el cual se utiliza para los
materiales más duros.
Con este sistema, se determina un número de dureza a partir de la
diferencia de profundidad de penetración que resulta al aplicar primero
una carga inicial pequeña y después una carga mayor, la utilización de la
carga pequeña aumenta la exactitud de la medida. Basándose en la
magnitud de las cargas mayores y menores, existen dos tipos de ensayo:
Rockwell y Rockwell Superficial. En el ensayo de Rockwell, la carga
menor es de 10Kg, mientras las cargas mayores son 60, 100 y 150 Kg.
Cada escala está representada por una letra del alfabeto; en las tablas
6.4 y 6.5 se indican varias de estas escalas junto con sus penetradores y
sus cargas correspondientes.
5. PROCEDIMIENTO: ENSAYO DE DUREZA
1. Se hace uso de un durómetro de bando marca Rockwell para metales
de lectura analógica.

2. Se identifica el nombre de la pieza y el material sobre el cual se
trabajará.
3. Según la escala seleccionada, se elige el penetrador a utilizar (bola de
esfera o cono de diamante).

4. Seguidamente, se fija la precarga en el durómetro a 980 N y se coloca
el material en la parte más lisa a ser usada.
5. Luego, se ajusta el material en la superficie hasta estabilizar.

6. Según el material, se elige la escala a utilizar (Rockwell C) y se fija en
el marcador rojo lentamente (no se puede retroceder).
7. A continuación, se gira la manija hacia LOAD para completar la carga
necesaria, se espera durante 15 segundos o 30 de acuerdo al tipo de
material.

8. Finalmente, se suelta la palanca lentamente para quitar la carga
UNLOAD y luego se realiza la toma de datos.
6. RESULTADO DEL ENSAYO
Para realizar la prueba de dureza se emplearon los materiales descritos:
 Hierro(Fe): Elemento químico de número atómico 26 situado en el
gurpo 8, periodo 4 de la tabla periódica de los elementos.
 Cobre(Cu): Elemento químico de número atómico 29, se trata de un
metal de transición de color rojizo, se caracteriza por ser buen
conducto de electricidad.
Una vez realizado todo el proceso ya anteriormente indicado para cada
material, se tomaron los siguientes datos:
7. OBSERVACIONES
1. Se aprecia que para el cobre se tomaron 5 mediciones debido a que el

tercer dato no guarda relación con los anteriores, esto se debe a que
durante el desarrollo del procedimiento:
 Se coloco el material en zona rugosa o no estable.
 No se calibro en la escala debida.
 Se libero la carga en un tiempo mínimo.
2. En cuanto al valor atípico que se registró en el material hierro no se
toma en cuenta para la muestra de datos final, ya que esta fuera del
rango o media de las muestras tomadas.
3. En el caso del cobre solo basto la toma de 3 mediciones, porque los
datos que dieron como resultado están dentro del rango.
8. CONCLUSIONES
 Las piezas de trabajo deben tener la superficie limpia, lisa para realizar el
ensayo de dureza con exactitud.
 Cuanto mayor es la deformación causado por el penetrador en la pieza de
trabajo, más blando será el material.
 Cuando un valor esta fuera de la escala se debe cambiar dicha escala y
volver a realizar el ensayo en otro punto del material.
9. BIBLIOGRAFIA
 SMITH, William Fortune (2006) Fundamentos de la ciencia e ingeniería de
materiales. México, D. F.
TOMA DE DATOS
HIERRO COBRE
72.5 35
70.5 36
63.0 (Valor Atípico) 39
77.0
74.5

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