Es el informe de la practica Dureza de los materiales de laboratorio de materiales de la espol el cual esta hecho como se espesifica en la gia para la elaboracion de informes. cualquier error descarguenlo y corrijan a su gusto.

1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL
LITORAL - ESPOL
FACULTAD DE INGENIERIA EN MECÁNICA
Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN - FIMCP
DATOS
 Nombre: Néstor Jamil Mora Rendón
 Materia: Laboratorio de Ciencias de Materiales
 Paralelo & Horario: 106 / miércoles 14:30-15:30
 Número y título de la practica: práctica N°2
PROPIEDADES MECÁNICAS: DUREZA DE LOS MATERIALES
 Profesor: Ing. Néstor Ulloa
 Fecha de la práctica: noviembre 23, 2016
 Fecha de presentación: noviembre 30, 2016
 Nombre de compañero de laboratorio: Luis Ajila – Jose Cansing – Luis
Freire – Steeven Martínez – Víctor Merchán – Hernán Peñaherrera – Cesar
Pillajo – Juan José Zuluaga
RESUMEN
En la práctica determinamos la dureza de dos materiales: tipo de polímero y Acero. Para
determinar la dureza de una probeta de acero utilizamos el durómetro de Vickers, que
sirve para determinar dureza de metales en donde usa un indentador de Diamante de
punta piramidal. Se aplicó una carga de (500gr*F = 4.903355 N) por un tiempo de 15
segundos con un aumento de 100X donde tomamos los valores de las diagonales y
calculamos la dureza (esta dureza ya se presenta en el durómetro automáticamente
después de calcular las diagonales), se repitió el procedimiento 3 veces para obtener un
promedio. Luego nos dirigimos al durómetro de Rockwell donde se determinó la dureza
de la muestra de acero anterior, se usó un indentador de Diamante porque no se sabía
que tan duro era el material, con una carga de (150gr*F = 1.4710N). obteniendo la
dureza de forma automática, lo único que se hace en este durómetro es llegar hasta
cierto grado de presión (290), se repitió el procedimiento 3 veces para obtener un
promedio. El durómetro Shore A es el más sencillo de utilizar, solo se insertaba la
probeta de un tipo de polímero y se dejaba caer la carga del indentador que tiene un
valor de (822 gr*F = 8.06 N), sobre dicha probeta dándonos el valor de la dureza en este
polímero, el procedimiento se repitió 6 veces para obtener un promedio. Con los valores
obtenidos se calculó el promedio y la desviación típica que en este caso es la
incertidumbre de cada dureza respectivamente.

2. ENFOQUE EXPERIMENTAL
En esta práctica se determinó experimentalmente la dureza de una probeta de acero
utilizando dos durómetros como son, el durómetro Vickers (figura 1.) y el durómetro
Rockwell (figura 3.) dándonos para cada uno un valor diferente de dureza ya que tienen
diferentes unidades y escalas en la medición de dureza, también se determinó la dureza
de un polímero por medio del durómetro Shore A (figura 7.), que es el indicado para
este tipo de material.
Para el calculó de la dureza de la probeta de acero (figura 9.) en los dos tipos de
durómetros es necesario que esta tenga sus superficies planas y paralelas, sino es así se
puede tener un error significativo ya que va a variar el valor de las diagonales en el caso
de Vickers y variar el diámetro de la bola de diamante en el caso de Rockwell. En esta
práctica se utilizó la probeta de acero que se pulió en la práctica pasada, pero con la
ayuda del profesor que pulió la otra cara de la probeta para que estas sean paralelas.
Para la dureza de Vickers se colocó la probeta en el respectivo durómetro teniendo en
cuenta que este bien centrada porque puede tener inclinaciones de no estarlo, se aplicó
la carga de (500gr*F = 4.903355 N) por 15 segundos y se procedió a observar por el
microscopio, con este nos ayudamos para la medición de las diagonales que vienen
dadas en micras (tabla.3), este durómetro ya nos entrega la dureza mediante las
diagonales medidas, el proceso se repite 3 veces para obtener un promedio y calcular la
incertidumbre.
Para la dureza Rockwell se utilizó la bola de diamante ya que no se sabía que tan duro
era el material, si salía negativo significa que el material es demasiado duro para usar
este indentador. Se colocó la probeta en el respectivo durómetro y con la palanca
subimos hasta el SET y el equipo nos da la medida de la dureza automáticamente,
teniendo en cuenta que utilizamos la escala C. de este durómetro, con una carga de 150
kg. con la dureza encontrada se buscó en la tabla de escalas de Rockwell
confirmándonos que está bien usada la escala C ya que esta es para aceros tratados
térmicamente (tabla 6.), se repitió el procedimiento 3 veces para obtener un promedio
y calcular la incertidumbre.
Para ladureza Shore utilizamos un tipo de polímero blando, colocándola en el respectivo
durómetro, este es el más fácil de utilizar ya que solo se deja caer la palanca que aplica
la fuerza de (822 gr*F = 8.06 N) de acuerdo con la tabla de las escalas de Shore (tabla
7.), y este nos da el valor de la dureza en el material luego de 3 segundos, se repitió el
procedimiento 6 veces para obtener un promedio y calcular la incertidumbre.
Los materiales y equipos, así como las condiciones de prueba de muestran a
continuación.

3.  Materiales y Equipos
Tabla.1 (Materiales y Equipos)
Durómetro Vickers
Código: 810 – 128 - 02ABU
Modelo: MICROMET 5114
Catalog N°: 1600 - 5114VKA
Serial: 671 - MIT5 - 00137
Durómetro Rockwell
Código: EM – 016
Modelo: LR – 300TDL
Marca: LECO
Serial: FRT80372
Durómetro Shore A
Marca: Qualitest
Modelo: Zwick Roell
Probeta de Acero
Probeta de polímero
 Condiciones de prueba
 Temperatura Ambiente: 24.9C°
 Humedad relativa: 59,6%
Los resultados de cada durómetro se muestran a continuación.

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
 VICKERS
𝑫𝒖𝒓𝒆𝒛𝒂 = ( 𝟏𝟔𝟔. 𝟐𝟑 ± 𝟎. 𝟖𝟕) 𝑯𝑽
 ROCKWELL
𝑫𝒖𝒓𝒆𝒛𝒂 = ( 𝟑𝟕. 𝟎𝟑 ± 𝟎. 𝟓𝟕) 𝑯𝑹𝑪
 SHORE
𝑫𝒖𝒓𝒆𝒛𝒂 = ( 𝟐𝟖. 𝟖𝟎 ± 𝟎. 𝟓𝟒)
 Tabla de resultados
Tabla.2 (Dureza en diferentes durómetros)
DUREZA VICKERS DUREZA ROCKWELL DUREZA SHORE
(166.23 ± 0.87) HV (37.03 ± 0.57) HRC (28.80 ± 0.54)
Para cada durómetro se muestra una dureza especifica en sus respectivas unidades,
con esto podemos decir que cada durómetro tiene una dureza diferente para un
material dado, esto depende de la escala utilizada y de la carga aplicada.
Para el cálculo de la dureza Vickers se utilizaron los datos presentados en la tabla 3.
Con los que se determinó su respectiva incertidumbre.
Para el cálculo de la dureza Rockwell se utilizó los datos que se encuentran en la tabla
4. con estos se determinó su respectiva incertidumbre.
En la tabla 5. Se muestran los datos de las mediciones hechas en el durómetro Shore A
con los que se calculó la dureza con su respectiva incertidumbre.
El motivo de realizar varias mediciones es para encontrar un valor que tenga más
veracidad ya que tomando un solo valor no podemos comprobar si es el valor correcto
de la medición.
Con la dureza obtenida se puede saber que tan factible seria utilizar este material para
una acción en específico, en el caso de la probeta de acero, esta es utilizada para la
construcción de casas, edificios etc.

5. RECOMENDACIONES
 Usar mandil en todo momento durante la práctica.
 Se debe usar Indentadores duros como el de diamante cuando se quiere
determinar la dureza de un material metálico y duro.
 Tener cuidado con la punta de los Indentadores, ya que son muy susceptibles a
daños y tienen un alto costo.
 Aplicar cargas de forma ascendente cuando se use el durómetro de Rockwell
para de esta manera evitar dañar la punta del indentador y no dañar la muestra
con un agujero muy profundo.
 Tener en cuenta que las caras de la probeta estén lisas y paralelas para evitar
errores en las mediciones.
 En el durómetro de Rockwell al momento de subir hasta el SET hacerlo con
mucho cuidado para no pasarnos de ese valor.
REFERENCIAS
 Guía de laboratorio de Ciencias de Materiales. PROPIEDADES MECÁNICAS:
DUREZA DE MATERIALES.
 http://es.slideshare.net/carlosaguilar123/ciencia-materiales-ii
 http://html.rincondelvago.com/dureza-de-materiales.html
 http://es.slideshare.net/juanandrescastromontoya/practica-1-dureza-de-
materiales.
 ensayo de dureza de Brinell / laboratorio de ensaye de materiales / apuntes
prácticas de laboratorio de mecánica de materiales / EncisoMoreno Luis Enrique
/ fecha: 30 de abril de 2015.

6. ANEXOS
CÁLCULOS
 VICKERS
Primera medición
𝐷1 = 74.23 µm
𝐷2 = 74.59 µm
𝑑𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 = 167.4 𝐻𝑉
Segunda medición
𝐷1 = 74.55 µm
𝐷2 = 74.94 µm
𝑑𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 = 166 𝐻𝑉
Tercera medición
𝐷1 = 74.66 µm
𝐷2 = 75.12 µm
𝑑𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 = 165.3 𝐻𝑉
Promedio
𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝐷1 =
∑ 𝑥𝑖
𝑛
= 74.48 µm
𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝐷2 =
∑ 𝑥𝑖
𝑛
= 74.88 µm
𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 =
∑ 𝑥𝑖
𝑛
= 166.23 𝐻𝑉
incertidumbre
𝜎 = √
∑(𝑥𝑖 − 𝑚)²
𝑛 − 1
𝑖𝑛𝑐𝑒𝑟𝑡𝑖𝑑𝑢𝑚𝑏𝑟𝑒 𝐷1 = √
∑(𝑥𝑖 − 𝑚)²
𝑛 − 1
= 0.18
𝑖𝑛𝑐𝑒𝑟𝑡𝑖𝑑𝑢𝑚𝑏𝑟𝑒 𝐷2 = √
∑(𝑥𝑖 − 𝑚)²
𝑛 − 1
= 0.22
𝑖𝑛𝑐𝑒𝑟𝑡𝑖𝑑𝑢𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 = √
∑(𝑥𝑖 − 𝑚)²
𝑛 − 1
= 0.87

7. Tabla.3 (datos de dureza Vickers.)
D1 D2 DUREZA
(74.48 ± 0.18) µm (74.88 ± 0.22) µm ( 𝟏𝟔𝟔. 𝟐𝟑 ± 𝟎. 𝟖𝟕) 𝑯𝑽
 ROCKWELL
Dureza
Tabla.4 (datos de dureza Rockwell)
1er valor 2do valor 3er valor
36.3 37.1 37.7
𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 =
∑ 𝑥𝑖
𝑛
= 37.03
𝑖𝑛𝑐𝑒𝑟𝑡𝑖𝑑𝑢𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 = √
∑(𝑥𝑖 − 𝑚)²
𝑛 − 1
= 0.57
Dato final:
𝑫𝒖𝒓𝒆𝒛𝒂 = ( 𝟑𝟕. 𝟎𝟑 ± 𝟎. 𝟓𝟕) 𝑯𝑹𝑪
 SHORE
Dureza
Tabla.5 (Datos en dureza Shore)
1er valor 2do valor 3er valor 4to valor 5to valor 6to valor
29.1 29.2 29.0 27.6 28.9 29.0
𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 =
∑ 𝑥𝑖
𝑛
= 28.80
𝑖𝑛𝑐𝑒𝑟𝑡𝑖𝑑𝑢𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 = √
∑(𝑥𝑖 − 𝑚)²
𝑛 − 1
= 0.54
Dato final:
𝑫𝒖𝒓𝒆𝒛𝒂 = ( 𝟐𝟖. 𝟖𝟎 ± 𝟎. 𝟓𝟒)

8. Tabla N°6. (Escalas Rockwell)
Símbolo de
la escala Indentador
Carga
mayor (kg) Aplicaciones
A Diamante 60
Aceros tratados y sin tratar.
Materiales muy duros. Laminas
duras y delgadas.
B
Esfera de
1/16 pulgada 100 Aceros recocidos y normalizados.
C Diamante 150 Aceros tratados térmicamente
D Diamante 100 Aceros cementados
E
Esfera de 1/8
pulgada 101 Metales blandos y antifricción.
F
Esfera de
1/16 pulgada 60 Bronce recocido.
G
Esfera de
1/16 pulgada 150 Bronce fosforoso y otros
materiales.
H
Esfera de 1/8
pulgada 60
Metales blandos con poca
homogeneidad, fundiciones con
base hierro.
K
Esfera de 1/8
pulgada 150 Aplicaciones análogas al tipo
anterior.
Tabla n°7. (Escalas de Shore)
Escala Penetrador Carga
(gf)
Aplicación
Shore A
cono truncado
35° de ángulo 882
Gomas blandas, plásticos y
elastómeros, rodillos de
impresión
Shore B
Cono en punta
30° de ángulo
822
Elastómeros y plásticos duros.
Papeles y materiales fibrosos.
Shore C
Cono truncado
35° de ángulo 4536
Elastómeros y plásticos de
dureza media. Evita marcas en
la superficie de la pieza.
Shore D
Cono en punta
30° de ángulo 4536
Gomas duras y plásticos tipo
termoplásticos, plataformas y
boliches.
Shore DO
Bola 3/32
pulgada
4536
Materiales granulares densos y
bobinas textiles
Shore O
Bola 3/32
pulgada 822
Elastómeros muy blandos,
bobinas textiles, materiales
granulares blandos
Shore OO
Bola 3/32
pulgada
113
Espumas ligeras y esponjas
Shore
OOO
Bola 1/12
pulgada
113
Geles y esponjas

9. FIGURAS
Figura 1. Durómetro de Vickers Figura 2. Espesificaciones técnicas
Del durómetro Vickers
Figura 3. Durómetro de Rockwell. Figura 4. Especificacionestécnicas del
Durómetro Rockwel

10. Figura 5. Escalas regulares Figura 6. Indentadorescon sus respectivas escalas
de Rockwell del durómetro Rockwell
Figura 7. Durómetro Shore A Figura 8. Diferentestipos de polímeros
Figura 9. Probeta de Acero pulida

11. EJERCICIOS PARA EL INFORME
 ¿Qué dureza se utiliza para materiales metálicos?
Para analizar materiales metálicos se pueden usar el durómetro de Rockwell y el
durómetro de Vickers.
 ¿Qué dureza se utiliza para materiales poliméricos?
Para analizar materiales poliméricos se utiliza el durómetro Shore A, ya que se
aplican cargas pequeñas. En los materiales poliméricos se encuentran el caucho,
plástico, etc.
 ¿Es posible hacer ensayos Rockwell a láminas delgadas?
No es recomendable, ya que el indentador es muy fino y Rockwell nos ayuda en
láminas gruesas.
 ¿Qué durómetro se utiliza para fundiciones de hierro dúctil?
Como el hierro dúctil es un material frágil, se puede utilizar el durómetro de
Brinell.
 ¿Es posible utilizar dureza Brinell en aceros de bajo carbono?
Los aceros de bajo carbono son materiales blandos en términos de dureza, por lo
tanto, se puede utilizar el durómetro de Brinell.
 ¿Qué dureza se aplica en aceros tratados superficialmente?
Se aplica la dureza de Rockwell, porque cuando un acero es tratado
superficialmente su dureza aumenta, por lo que la dureza de Rockwell nos ayuda
con su indentador de Diamante que es muy duro.
 ¿Con qué dureza puede medir la dureza de las fases de la microestructura?
Se puede medir con el durómetro de Vickers, porque este durómetro cuenta con
microscopio integrado que nos permite medir las diagonales muy pequeñas en una
microestructura.
 ¿La dureza Brinell se determina en función de la profundidad de la huella?
Explíquelo.
Sí, porque la dureza de Brinell es un valor adimensional que depende de la
profundidad de la huella. El durómetro de Brinell utiliza un indentador de acero
el cual ejerce fuerza sobre la superficie y luego mide la huella generada con un
amplificador óptico.