Ensayo de-metalografia-y-dureza

TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA IINNDDUUSSTTRRIIAALL 22
TTEEMMAA::
CCAATTEEDDRRÁÁTTIICCOO::
IInngg.. RRaaffaaeell RRooddrríígguueezz CCóórrddoobbaa
IINNTTEEGGRRAANNTTEESS::
SSAANN SSAALLVVAADDOORR,, 2222 DDEE MMAARRZZOO DDEE 22001100
AAPPEELLLLIIDDOO NNOOMMBBRREE CCAARRNNEETT
Álvarez Ramírez Rudy Enoc AR103108
Galdámez Rivas Enrique Antonio GR100108
García Solís Ramón Eliezar GS100807
Martínez Paredes Katherine Steffanie MP101508
Mejía Alfaro Mario Nelson MA100809
Pineda Quezada Luis Felipe PQ100108
Toches Paz Elías José TP100208

EENNSSAAYYOO DDEE MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA YY DDUURREEZZAA TTIINN22
[Escribir el nombre de la compañía] ||FFAACCUULLTTAADD DDEE IINNGGEENNIIEERRÍÍAA YY AARRQQUUIITTEECCTTUURRAA
TTAABBLLAA DDEE CCOONNTTEENNIIDDOO
OOBBJJEETTIIVVOOSS 1
OOBBJJEETTIIVVOO GGEENNEERRAALL 1
OOBBJJEETTIIVVOOSS EESSPPEECCÍÍFFIICCOOSS 1
IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN 2
AALLCCAANNCCEESS 3
LLIIMMIITTAACCIIOONNEESS 4
GGEENNEERRAALLIIDDAADDEESS 5
EENNSSAAYYOO DDEE MMEETTAALLEESS 5
LLOOSS TTIIPPOOSS DDEE EENNSSAAYYOOSS PPAARRAA MMEETTAALLEESS 6
EENNSSAAYYOOSS NNOO DDEESSTTRRUUCCTTIIVVOOSS 7
EENNSSAAYYOOSS DDEESSTTRRUUCCTTIIVVOOSS 2
EENNSSAAYYOO TTEEÓÓRRIICCOO YY MMAATTEERRIIAALL 5
PPRRUUEEBBAA OO EENNSSAAYYOO DDEE DDUURREEZZAA RROOCCKKWWEELLLL 5
EENNSSAAYYOO DDEE MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA 11
MMAATTEERRIIAALLEESS AA PPRROOBBAARR EENN LLOOSS EENNSSAAYYOOSS 14
AACCEERROO IINNOOXXIIDDAABBLLEE GGRRAADDOO 330044 14
AACCEERROO SSAAEE11002200 ((AASSTTMM AA11002200 // AA11002200MM)) 16
LLAASS PPRROOBBEETTAASS DDEE LLOOSS EENNSSAAYYOOSS 19
LLOOSS EEQQUUIIPPOOSS EE IINNSSTTRRUUMMEENNTTOOSS AA UUTTIILLIIZZAARR EENN CCAADDAA EENNSSAAYYOO 21
AA.. LLIIJJAASS PPAARRAA RREEAALLIIZZAARR UUNN EESSMMEERRIILLAADDOO OO PPUULLIIDDOO.. 21
B. IINNSSTTRRUUMMEENNTTOOSS DDEE CCOORRTTEE PPAARRAA LLAASS MMUUEESSTTRRAASS 23
CC.. MMIICCRROOSSCCOOPPIIOOSS MMEETTAALLÚÚRRGGIICCOOSS.. 24
DD.. EEQQUUIIPPOO DDEE DDUURREEZZAA RROOCCKKWWEELLLL.. 25
EE.. RREEAACCTTAANNTTEESS QQUUÍÍMMIICCOOSS DDEE EENNSSAAYYOOSS:: 28
LLAA PPRREEPPAARRAACCIIOONN,, CCAALLIIBBRRAACCIIOONN,, YY MMOONNTTAAJJEE DDEE LLOOSS IINNSSTTRRUUMMEENNTTOOSS 29
PPRREEPPAARRAACCIIÓÓNN YY CCAALLIIBBRRAACCIIÓÓNN DDEE LLAA MMAAQQUUIINNAA DDEE DDUURREEZZAA 29

PPRREEPPAARRAACCIIÓÓNN YY CCAALLIIBBRRAACCIIÓÓNN DDEELL MMIICCRROOSSCCOOPPIIOO 29
PPRREEPPAARRAACCIIÓÓNN DDEE LLAA PPIIEEZZAA:: PPAARRAA EELL EENNSSAAYYOO DDEE MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA YY DDUURREEZZAA 30
PPRREEPPAARRAACCIIÓÓNN EELLEECCTTRROOQQUUÍÍMMIICCAA PPAARRAA EELL EENNSSAAYYOO DDEE MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA 32
LLOOSS MMEEDDIIOOSS DDEE MMEEDDIICCIIÓÓNN YY FFOORRMMAASS CCOONN LLAASS RREESSPPEECCTTIIVVAASS VVAARRIIAABBLLEESS AA
CCOONNTTRROOLLAARR 34
PPRRUUEEBBAA DDEE DDUURREEZZAA 34
MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA 35
PPAASSOOSS AA RREEAALLIIZZAARR EENN LLOOSS EENNSSAAYYOOSS 36
PPAASSOOSS PPAARRAA EELL EENNSSAAYYOO DDEE MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA YY EELL EENNSSAAYYOO DDEE DDUURREEZZAA:: 36
11EERR
PPAASSOO:: CCOORRTTEE DDEE LLAASS PPRROOBBEETTAASS 36
22DDOO
PPAASSOO:: EELL PPUULLIIDDOO BBAASSTTOO EENN LLAASS PPRROOBBEETTAASS PPAARRAA AAMMBBOOSS EENNSSAAYYOOSS 37
33EERR
PPAASSOO:: EELL PPUULLIIDDOO IINNTTEERRMMEEDDIIOO EENN LLAASS PPRROOBBEETTAASS PPAARRAA AAMMBBOOSS EENNSSAAYYOOSS 39
44TTOO
PPAASSOO:: EELL PPUULLIIDDOO FFIINNOO EENN LLAASS PPRROOBBEETTAASS PPAARRAA AAMMBBOOSS EENNSSAAYYOOSS 40
55TTOO
PPAASSOO:: PPRRUUEEBBAA PPAARRAA EELL EENNSSAAYYOOSS DDEE DDUURREEZZAA ³³RROOCCKKWWEELLLL´´:: 40
66TTOO
PPAASSOO:: PPRRUUEEBBAA PPAARRAA EELL EENNSSAAYYOOSS DDEE MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA:: 43
PPRREESSEENNTTAACCIIÓÓNN DDEE DDAATTOOSS IINNIICCIIAALLEESS 46
LLEECCTTUURRAA YY RREEGGIISSTTRROO DDEE DDAATTOOSS DDEE LLOOSS EENNSSAAYYOOSS 47
EENNSSAAYYOO DDEE DDUURREEZZAA RROOCCKKWWEELLLL 47
AACCEERROO IINNOOXXIIDDAABBLLEE 330044 47
AACCEERROO 11002200 48
EENNSSAAYYOO DDEE MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA 48
ACERO AL CARBONO SAE 1020 49
ACERO INOXIDABLE GRADO 304 49
IINNTTEERRPPRREETTAACCIIÓÓNN YY AANNÁÁLLIISSIISS DDEE LLOOSS RREESSUULLTTAADDOOSS 51
DDUURREEZZAA AACCEERROO 11002200 52
DDUURREEZZAA DDEE AACCEERROO IINNOOXXIIDDAABBLLEE 330044 52
MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA DDEELL AACCEERROO 11002200 52
MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA DDEELL AACCEERROO IINNOOXXIIDDAABBLLEE 330044 53
CCOONNCCLLUUSSIIOONNEESS 55
RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS 57
AANNEEXXOOSS 58

TABLA DE EQUIVALENCIA DE DUREZAS 58
COMPOSICIÓNQUÍMICA DEALGUNOS ACEROS INOXIDABLES 59
NORMAS ASTM: 60
BBIIBBLLIIOOGGRRAAFFÍÍAA 61

[Escribir el nombre de la compañía] ||FFAACCUULLTTAADD DDEE IINNGGEENNIIEERRÍÍAA YY AARRQQUUIITTEECCTTUURRAA 11
OOBBJJEETTIIVVOOSS
OOBBJJEETTIIVVOO GGEENNEERRAALL
Determinar a través de los ensayos de dureza y metalografía el cumplimiento
de propiedades y característica del acero al carbono con medio contenido de
carbono, SAE 1020, y el acero inoxidable de grado 304 con lo establecido en
las normas ASTM; identificando por medio de la estructura microscópica y la
dureza de dichos aceros.
OOBBJJEETTIIVVOOSS EESSPPEECCÍÍFFIICCOOSS
Establecer las dimensiones, características y propiedades de las probetas a
utilizar en los ensayos de metalografía y dureza de acuerdo a lo especificado
en las normas ASTM.
Identificar el funcionamiento y características de los equipos e instrumentos a
utilizar para el desarrollo óptimo de los ensayos de metalografía y dureza.
Describir de manera concisa los pasos detallados de los ensayos de
metalografía y dureza, especificando los materiales a utilizar para la realización
de la misma.
Interpretar los datos obtenidos de cada ensayo a través de la comparación de
las características establecidas en las normas ASTM y de esa manera concluir.

IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN
Este documento contiene información sobre los ensayos de metalografía y
dureza; con el propósito de verificar si se cumple las características del acero
SAE 1020 y acero inoxidable grado 304 con lo establecido por las normas
ASTM.
Se da a conocer una información general sobre los distintos ensayos que se
pueden elaborar sobre los metales y desde cuando se comenzó con la
elaboración de ellos; limitaciones y alcances que se presentaron durante la
elaboración de los ensayos. Se describen de manera detalla en que consiste el
ensayo de metalografía y dureza para ambos aceros; luego se presentan los
materiales, equipos y materiales que se utilizan en dichos ensayos para que se
puedan obtener resultados óptimos y de esa manera se especifica los paso
necesarios para el desarrollo de los ensayos.
Posteriormente, se exteriorizan los datos que se deben obtener en los ensayos
comparándolos con los obtenidos durante los ensayos, mostrando a través de
un cuadro comparativo con las características y propiedades que se
especifican en las normas ASTM estableciendo a través del análisis de dichos
datos las conclusiones y recomendaciones que se encuentran al final de este
documento.

AALLCCAANNCCEESS
En los ensayos de metalografía y dureza del acero al carbono con medio
contenido de carbono, SAE 1020, y el acero inoxidable grado 304; se pretende
la visualización de las características estructuras y la edición a la resistencia a
la penetración, dureza, para ambos aceros; así como también la verificación de
otras características y propiedades a través de ensayos para el estudio de
otros metales.
Los materiales y equipos a utilizar en los ensayos se muestran con el propósito
de facilitar a cada investigador o elaborador de proyectos identificar las
características y propiedades del equipo con el que se cuenta, de esa manera
apoyarse en las normas ASTM. El mecanismo de los ensayos de metales es
muy práctico y útil, ya que se obtendrá el límite con el cual dicho material
puede ser utilizado y hasta qué punto puede ser optimo su uso en distintas
condiciones a las que se someta el metal para establecer el tipo de duración de
estos dos aceros y otros a distintos agentes.
Se pretende obtener por medio de la observación de las microestructuras que
se pueden conocer las características y los tratamientos por los cuales ha
pasado estos dos metales para llegar a ese estado; y todo eso a través de un
proceso corto.

LLIIMMIITTAACCIIOONNEESS
En el ensayo de metalografía se obtuvieron ciertas fallas para visualizar con
optimización las microestructuras del acero al carbono SAE 1020 y para el
acero inoxidable grado 304, ya que el lugar, Instituto Tecnológico
Centroamericano (ITCA), los microscopios no se encontraban en buenas
condiciones (falló de mantenimiento y calibración de los mismos) y no contaba
con microscopio eléctrico; aunque se pudo visualizar y tomar fotos, a pesar que
no se contaba con una cámara de más de 3.2 mega pixeles.
El ensayo de metalografía fue un poco difícil que se observara las
microestructuras porque además que no se contaba con un microscopio
eléctrico se tuvo problemas para que el reactante químico (cloruro férrico y
acido hidroclórico) hiciera visible las microestructuras del acero en el ataque a
la probeta para el acero inoxidable de grado 304, lo cual llevo a realizar el
ataque a la probeta varias veces.
En el acero al carbono se tuvo que introducir varias veces la probeta al
reactante químico, acido nítrico (nítal), porque en el momento de mezclarla con
alcohol se vertió demasiado al nítal y por tal razón no se hacía visible las
partículas en el microscopio.
En los ensayos de dureza con penetrador de acuerdo a la norma ASTM para la
prueba de dureza rockwell, un penetrador de diamantes a una escala C, en el
lugar donde se efectuó el ensayo solo se contaba con penetradores esféricos
por lo cual se llevo a hacer la prueba de dureza con la escala E.

GGEENNEERRAALLIIDDAADDEESS
EENNSSAAYYOO DDEE MMEETTAALLEESS
El uso de los metales desarrolló toda una serie de técnicas analíticas
relacionadas con el control de la composición de minerales y aleaciones. A
finales de la Edad Media, el ensayo
de metales comprendía un conjunto
de operaciones y herramientas que
permitían conocer cuestiones tales
como la proporción de plata y cobre
en las monedas de oro o la
presencia de un metal en un
determinado mineral. En muchos
países europeos, el ensayo de
metales era una ocupación
perfectamente definida a la que se
dedicaban un gran número de
personas.
Uno de los métodos más empleados en este tipo de análisis fue la copelación.
La copela era un pequeño crisol poroso construido generalmente con las
cenizas producidas por huesos calcinados. Tras pesar la aleación que se
deseaba analizar, se introducía en la copela y se cale ntaba en un horno
especial a temperaturas elevadas y en una atmósfera oxidante. De este modo,
los metales fácilmente oxidables, como el plomo, se convertían en óxidos, los
cuales eran absorbidos por las paredes de la copela o evaporados. De este
modo, al final del proceso se puede conocer el peso del oro o de la plata
presente en la aleación mediante la comparación del peso inicial y final de la
muestra analizada. Por ello, el desarrollo de estas técnicas de análisis obligó a
la fabricación de balanzas de precisión.
Grabado procedente de la obra de Juan de Arfe,Quilatador de plata, oro y
piedras (1572). En ella se puede observar la presencia de una balanza (parte
superior izquierda) y al propio Arfe introduciendo una copela en el horno
durante una operación de ensayo.

LLOOSS TTIIPPOOSS DDEE EENNSSAAYYOOSS PPAARRAA MMEETTAALLEESS
Cuando un técnico proyecta una estructura metálica, diseña una herramienta o
una máquina, define las calidades y prestaciones que tienen que tener los
materiales constituyentes. Como hay muchos tipos de aceros diferentes y,
además, se pueden variar sus prestaciones con tratamientos térmicos, se
establecen una serie de ensayos mecánicos para verificar principalmente la
dureza superficial, la resistencia a los diferentes esfuerzos que pueda estar
sometido, el grado de acabado del mecanizado o la presencia de grietas
internas en el material.
Hay dos tipos de ensayos:
Destructivos
No destructivos
E nsayo de metales
No
Destructivos
Destrutivos
y E nsayo de tracción
y E nsayo de resiliencia
y E nsayo de compresión
y E nsayo de cizallamiento
y E nsayo de flexión
y E nsayo de fatiga
y E nsayo de torsión
y E nsayo de plegado
y E nsayo de dureza
y E nsayo de Metalografía
y E nsayos de estructura
molecular y acabado
superficial

EENNSSAAYYOOSS NNOO DDEESSTTRRUUCCTTIIVVOOSS
1. Ensayo de dureza
En metalurgia la dureza se mide utilizando un durómetro para el ensayo de
penetración. Dependiendo del tipo de punta empleada y del rango de cargas
aplicadas, existen diferentes escalas, adecuadas para distintos rangos de
dureza.
Por medio de este método obtenemos características mecánicas importantes
en forma rápida y no destructiva y permiten realizar en piezas ya elaboradas.
Definición:
La mayor o menor resistencia que un cuerpo opone a ser rayado o penetrado
por otro o la mayor o menor dureza de un cuerpo respec to a otro tomado
como elemento de comparación.
Método De Dureza
Ensayo estático de penetración.
Ensayo de rebote.
Ensayo de rayado.
Ensayo de abrasión y erosión.
Los ensayos estáticos de penetración de uso industrial actuales son las
siguientes:
Dureza Brinell
Dureza Rockwell
Rockwell Superficial
Dureza Webster
Dureza Vickers
Dureza Shore

2. Ensayo De Metalografía
La metalografía estudia la estructura de los metales y sus aleaciones estos
tienen un enorme campo de aplicación en las construcciones mecánicas y
metálicas.
Los ensayos micrográficos se realizan sobre muestras o probetas de los
materiales que han de ser sometidos a estudio, preparamos una superficie que
luego de ser pulida convenientemente, se ataca con reactivos químicos
apropiados a la finalidad de la determinación a realizar.
3. Ensayos de estructura molecular y acabado superficial
La estructura molecular de los materiales se analiza mediante potentes
microscopios. El grado de acabado superficial se denomina rugosidad, y se
verifica con unos instrumentos electrónicos llamados rugosímetros.
La rugosidad superficial es el conjunto de irregularidades de la superficie real,
definidas convencionalmente en una sección donde los errores de forma y las
ondulaciones han sido eliminados.
Las normas de rugosidad son las siguientes: DIN 4762, DIN 4768, DIN 4771,
DIN 4775, el alcance de la rugosidad de superficies se encuentra en la norma
DIN 4766-1. Los rugosímetros miden la profundidad de la rugosidad media Rz,
y el valor de la rugosidad media Ra expresada en micras.

EENNSSAAYYOOSS DDEESSTTRRUUCCTTIIVVOOSS
Los ensayos destructivos son los siguientes:
1. Ensayo De Tracción
El ensayo de tracción de un material consiste en someter a una probeta
normalizada realizada con dicho material a un esfuerzo axial de tracción
creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. En un ensayo de
tracción pueden determinarse diversas características de los materiales
elásticos:
Módulo de elasticidad
Coeficiente de Poisson
Límite de proporcionalidad
Límite de fluencia o límite elástico aparente
Límite elástico
Carga de rotura o resistencia a la tracción
Alargamiento de rotura
Estricción
2. Ensayo De Resiliencia
En ingeniería, la resiliencia es la cantidad de energía que puede absorber un
material, antes de que comience la deformación irreversible, esto es, la
deformación plástica. Se corresponde con el área bajo la curva de un ensayo
de tracción entre la deformación nula y la deformación correspondiente al
esfuerzo de fluencia. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en
julios por metro cúbico.

3. Ensayo De Compresión
El esfuerzo de compresión es una presión que tiende a causar una reducción
de volumen. Cuando se somete un material a una fuerza de flexión, cizalladora
o torsión actúan simultáneamente fuerzas de torsión y compresión.
Tiene varias limitaciones:
y Dificultad de aplicar una carga concéntrica o axial.
y Una probeta de sección circular es preferible a otras formas.
4. Ensayo de cizallamiento
La fuerza de cortante o esfuerzo cortante es el esfuerzo interno o resultante
de las tensiones paralelas a la sección transversal de un prisma mecánico
como por ejemplo una viga o un pilar. Este tipo de solicitación formado por
tensiones paralelas está directamente asociado a la tensión cortante.
5. Ensayo de flexión
En ingeniería se denomina flexión al tipo
de deformación que presenta un elemento
estructural alargado en una dirección
perpendicular a su eje longitudinal. El
término alargado se aplica cuando una
dimensión es preponderante frente a las
otras. Un caso típico son las vigas, las que están diseñas para trabajar,
preponderantemente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se
extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.

6. Ensayo de fatiga
En ingeniería y, en especial, en ciencia de materiales, la fatiga de materiales se
refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas
dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. Un
ejemplo de ello se tiene en un alambre: flexionándolo repetidamente se rompe
con facilidad. La fatiga es una forma de rotura que ocurre en estructuras
sometidas a tensiones dinámicas y fluctuantes (puentes, aviones, etc.). Es muy
importante ya que es la primera causa de rotura de los materiales metálicos
(aproximadamente el 90%), aunque también ocurre en polímeros y cerámicas.
7. Ensayo de torsión
En ingeniería, torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un
momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma
mecánico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una
dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en
situaciones diversas.
8. Ensayo de plegado
El plegado consiste en doblar un material delgado, por ejemplo una plancha
metálica, con el fin de reforzar algunas de sus funciones.
El ensayo de doblado consiste en doblar una probeta de un material hasta que
aparezcan grietas o fisuras, midiéndose el ángulo donde tales alteraciones se
han producido.

EENNSSAAYYOO TTEEÓÓRRIICCOO YY MMAATTEERRIIAALL
PPRRUUEEBBAA OO EENNSSAAYYOO DDEE DDUURREEZZAA RROOCCKKWWEELLLL
Definición de dureza: Se entiende por dureza la propiedad de la capa
superficial de un material de resistir la deformación elástica, plástica y
destrucción, en presencia de esfuerzos de contacto locales inferidos por otro
cuerpo, más duro, el cual no sufre deformaciones residuales (indentador ó
penetrador), de determinada forma y dimensiones.
Los métodos Brinell y Vickers, poseen la insuficiencia principal de que la
medición de las características geométricas de la impronta toma cierto tiempo,
además dicha medición 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
surgió la necesidad de desarrollar otros métodos de determinación de la dureza
llevando al desarrollo de métodos como el Rockwell, en el cual la medición de
la dureza es mucho más ágil y objetiva.
El método de Rockwell aunque es un método de indentación no pretende de
manera directa medir la dureza a través de la determinación directa de la
magnitud de los esfuerzos de contacto, sino que la define como un número
arbitrario, inversamente proporcional a la penetración del indentador.
El esquema de determinación de la dureza según Rockwell se expone en la
siguiente figura

Esquema de medición de la dureza Rockwell
Al comienzo el indentador penetra un poco en la superficie de la muestra bajo
la acción 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. Después
se expone la probeta a la acción de la carga total Pf = P0 + P1 , y la profundidad
de penetración aumenta. Luego de retirada la carga principal P1, en el sistema
probeta-indentador ocurre una recuperación elástica, ya que sobre el actúa
sólo la carga previa P0, siendo posible la medición de la profundidad de
penetración h, la cual determina el número de dureza Rockwell ( HR).
El estándar ASTM E 18-79 define la dureza Rockwell como un método de
ensayo por indentación por el cual, con el uso de una máquina calibrada, se
fuerza un indentador cónico-esferoidal de diamante (penetrador de diamante),
o una bola de acero endurecido, bajo condiciones específicas contra la
superficie del material a ser ensayado, en dos operaciones, y se mide la
profundidad permanente de la impresión bajo condiciones específicas de c arga.
Entre el número de Rockwell y la profundidad de la impronta h existe la
siguiente dependencia:

Para el cono de diamante
Para las bolas de acero
De estas fórmulas se deduce que cada unidad de dureza Rockwell
corresponde a una penetración de 0,002 mm y que el valor de dichas unidades
debe ser restado de cierto ³tope´ para que haya coherencia: a menor
profundidad de penetración mayor será el número de Rockwell y viceversa.
En la práctica no hay necesidad de usar estas fórmulas, ya que los indicadores
de las máquinas de Rockwell de manera automática realizan estas operaciones
mostrando directamente el número de dureza en sus diales. Esta característica
granjeó para este método una gran popularidad.
En esta prueba de dureza se utiliza un instrumento de lectura directa basado
en el principio de medición de profundidad diferencial. La prueba se lleva a
cabo al elevar la muestra lentamente contra el marcador hasta que se ha
aplicado una carga determinada menor. Esto se indica en el disco medidor.
Luego se aplica la carga mayor a través de un sistema de palanca de carga.
Después de que la aguja del disco llega al reposo, se quita la carga mayor y,
con la carga menor todavía en acción, el número de dureza Rockwell es leído
en el disco medidor. Como el orden de los números se invierte en el disco
medidor, una impresión poco profunda en un material duro dará un número
grande en tanto que una impresión profunda en un material blando dará un
número pequeño.
002,0
100
h
HR !
002,0
130
h
HR !

La manija de operación debe regresarse suavemente a su posición inicial;
golpear la manija para una la manija para quitar la carga mayor puede producir
un error de varios puntos en el disco de indicación. Se debe tener cuidado de
asentar firmemente el yunque y el marcador. Cualquier movimiento vertical en
estos puntos resulta en un registro de una profundidad adicional en el medidor
y, por tanto, en una lectura de dureza falsa.
El estándar define las características geométricas de los indentadores. Para el
penetrador cónico esferoidal se muestran en la figura:
Indentador cónico esferoidal de Rockwell
Las bolas son similares a las del método Brinell y tienen los siguientes
diámetros: ˆ 1/16´; ˆ 1/8´; ˆ 1/4´; ˆ 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

Hay dos maquinas Rockwell: el probador normal para secciones relativamente
gruesas y el probador superficial para secciones delgadas. La carga menor es
de 10Kg en el probador normal y de 3Kg en el probador superficial. Pueden
utilizarse diversos marcadores de muescas y cargas y cada combinación
determina una escala Rockwell específica. Generalmente las cargas mayores
son de 60kg, 100kg, 150kg en el probador normal y de 15, 30, y 45kg en el
probador superficial.
A partir de las combinaciones posibles de distintos indentadores y cargas, el
estándar ASTM E18 define 15 escalas diferentes de durezas Rockwell. Se
muestra la tabla que las define, tomada directamente de dicho estándar. En
esta tabla se muestra también la aplicabilidad de cada tipo de prueba.
El funcionamiento de la maquina debe ser verificado frecuentemente con
bloques de prueba estándar proporcionados por el fabricante.

Las escalas Rockwell empleadas más comúnmente son las B (marcador de
bola de 1/16 de pulgada y 100Kg de carga) y la C (marcador de diamante y
150Kg), ambas obtenidas con el probador normal. Debido a las muchas
escalas Rockwell, el número de dureza debe de especificarse mediante el
símbolo HR seguido de la letra que designa la escala y precedido de los
números de dureza; por ejemplo, 82 HRB significa una dureza de Rockwell de
82 medida en la escala B (bola de 1/16 de pulgada y 100Kg de carga). En la
tabla aparecen las escalas de dureza Rockwell y algunas aplicaciones típicas.
Tiempo de aplicación de la carga. Sobre el tiempo de aplicación de la carga
principal existen discrepancias.
El estándar ASTM E 18-79 especifica un tiempo de aplicación de la carga
principal de no más de 2 s, luego del detenimiento de la palanca de aplicación,
además advierte lo siguiente: en el caso de ensayarse materiales que
presenten pequeño flujo plástico o no lo presenten luego de la aplicación total
de la carga, la palanca debe ser retornada inmediatamente para retirar la carga
principal; en el caso de flujo plástico considerable, lo que se manifiesta en el
movimiento del puntero del indicador luego del detenimiento de la palanca de
aplicación de la carga, ésta debe ser retornada luego de 2 s de aplicada la
fuerza (detenimiento de la palanca).
El estándar DIN 50 103, por el cual se rige el manual de operación de la
máquina de nuestro laboratorio, aconseja retirar la carga 10 s después del
detenimiento de la palanca, si el material ensayado es muy blando debe
esperarse aún más.
El estándar GOST 9013-59 pide mantener la carga entre 4 y 8 s, luego de
establecerse el valor nominal de la misma.

En nuestro laboratorio nos atendremos al estándar ASTM, de todos modos,
cuando se apliquen las cargas por un tiempo mayor a los 2 s, este hecho será
consignado en el informe.
EENNSSAAYYOO DDEE MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA
La metalografía estudia microscópicamente las características estructurales de
un metal o una aleación. Al observar un metal o una aleación al microscopio,
podemos determinar que tratamientos mecánicos y térmicos ha sufrido dicho
metal y por lo tanto, determinar su posible comportamiento cuando sea
sometido a fuerzas externas. La experiencia ha demostrado que el éxito en el
estudio microscópico depende en mucho del cuidado que se tenga de preparar
las muestras, de ahí su importancia.
Muestreo:
La selección de una muestra para el es estudio microscópico puede ser muy
importante. Si lo que se investigara es una falla, se debe escoger la muestra lo
más próximo al área de la falla y compáresele con una tomada de la sección
normal o sana.
Si el material es suave, como metales o aleaciones no ferrosas y aceros no
tratados térmicamente, la sección puede obtenerse por corte manual con una
sierra de mano. Si el material es duro, la sección puede obtenerse mediante
un disco de corte abrasivo, el cual debe ser plano y delgado, fabricado para tal
fin. Comúnmente el corte con disco se realiza en una máquina de corte, la cual
en el momento de corte enfría la zona de corte, por que de esta manera no se
altera la estructura del material.

Cuando la muestra es tomada de un lote de barras o varilla, se toman al asar
tres o cuatro varillas. De cada barra o varilla, se cortan tres secciones,
dependiendo del ensayo que se realizara, teniendo cuidado de no tomar los
extremos.
Todas las muestras seleccionadas deben ser identificadas correctamente,
pudiéndose hacer una hoja. El código de la hoja se escribe en una ficha o
viñeta y se adhiere o se amarra a las muestras.
Esmerilado Burdo O Tosco:
Siempre que sea posible, la muestra debe ser de un tamaño adecuado para
manipula. Una muestra blanda se puede aplanar limándola con una lima basta.
La muestra blanda o dura puede esmerilarse burdamente con papel lija del No
100 o en una máquina, que tenga una banda de papel lija, siempre del No 100.
Estas máquinas, utilizan bandas de lija que se mueven en forma rotatoria,
además tienen incorporado una válvula para dispensar un refrigerante,
comúnmente agua. En todas las operaciones de esmerilado y pulid o, la
muestra debe moverse en sentido perpendicular a las rayaduras existente.
Esto facilitará darse cuenta del momento en que las rayaduras más profundas
hayan sido sustituidas por las menos profundas, característica de un abrasivo
más fino. El esmerilado continúa hasta quede plana y libre de mellas o huellas
del corte con sierra, además, se deben remover las rebabas.
El esmerilado burdo se debe realizar en las dos caras de muestras que son de
pequeño espesor, a fin de que ambas caras sean paralelas. Una de las caras
limada, servirá para marcar el código de identificación de la muestra. El
marcado de la cara con el código se realizará con marcadores de acero duro.

Estos marcadores están conformados por letras y números, los cuales facilitan
codificar las muestras. Un ejemplo de código seria:
Código: 1045 = Acero AISI 1045
01 = Muestra No 1
Montaje:
Las muestras pequeñas o de forma incómoda deben montarse de alguna
manera para facilitar el pulido intermedio y final. Alambres, varillas pequeñas,
muestras de hojas metálicas, secciones delgadas, etc. deben ser montadas en
materiales adecuados o sujetarse rígidamente en una monta mecánica.
Los materiales plásticos sintéticos que se acoplan a la muestra en una prensa
para montarlas. Estas base proporcionan un tamaño adecuado, generalmente
de 2.5, 3, o 4 cm de diámetro, este tamaño facilita la manipulación de las
muestras para operaciones posteriores. Estas bases, cuando se han hecho en
forma adecuada, son muy resistentes a la acción de los reactivos químicos que
se emplearan posteriormente. Las resinas termo fijas que más se emplea para
montar muestras es la baquelita. Los polvos para moldear baquelita en colores
de este material, lo cual simplifica la identificación de las muestras montadas.
La muestra y la cantidad correcta de polvo de baquelita, o una preforma de
baquelita, se coloca en el cilindro de la prensa de montaje. La temperatur a
aumenta gradualmente hasta 150 grados Celsius y se aplica una presión de
moldeo de unas 4 000 lb / pulg2
simultáneamente. Una vez que la baquelita
está adherida y curada cuando alcanza esta temperatura, la base con la
muestra puede extraerse del dado de moldeo mientras está caliente.
1045
01

La lucita es la resina termoplástica más común; es completamente transparente
cuando se moldea en forma adecuada. Esta transparencia resulta útil cuando
es necesario observar la sección exacta que se pule o cuando por cualquier
otra razón se desea ver por completo la muestra. Al contrario de los plásticos
termo fijados, las resinas termoplásticas no sufren cura a la temperatura de
moldeo, sino que adquieren estabilidad al enfriarse. La muestra y la cantidad
de polvo de lucita adecuada se colocan en la prensa para montar y se someten
a la misma temperatura y presión que para la baquelita (150r C y 4 000 lb /
pulg2
). Una vez alcanzada esta temperatura, se quita la bobina de
calentamiento y se coloca la de enfriamiento, hasta que el cilindro de moldeo
alcanza unos 75r C en unos 7 minutos, al mismo tiempo se mantiene la
presión. Si se saca la base todavía caliente o si se deja enfriar lentamente en
el cilindro de moldeo a la temperatura ambiente sin sacarla, se opacará.
MMAATTEERRIIAALLEESS AA PPRROOBBAARR EENN LLOOSS EENNSSAAYYOOSS
AAcceerroo IInnooxxiiddaabbllee GGrraaddoo 330044
Acero
Inoxidable
304
AISI, ASTM 304 / 304L
UNS S30400 / S30403
Características químicas:1
C Si máx. Mn máx. P máx. S máx. Cr Ni
304 0.08 1.00 2.00 0.045 0.030 18.00-
20.00
8.00-
10.50
Características Físicas:
1
Ver en Anexos Composición Química de Algunos Aceros Inoxidables

Tipo: Austenítico tipo 18-8.
Formas y Acabados: Barra redonda, cuadrada, solera y hexagonal; laminadas en caliente,
estiradas en frío o pulidas y rectificadas; alambre, lámina y placa,
cinta, tubo con y sin costura y barra perforada.
Características: Excelente resistencia a la corrosión a una amplia variedad de medios
corrosivos, incluyendo productos de petróleo caliente y gases de
combustión. Resistente a la corrosión en servicio intermitente hasta
871ºC (1600º F) y hasta 926º C (1700º F) en servicio continúo.
Excelente soldabilidad, utilizar electrodos tipo 308S. Poco maquinable:
45% del acero 1212, se recomiendan velocidades de 40 a 85 pies de
superficie / min.
Aplicaciones: Se utiliza en la industria química, alimenticia, textil y petrolera, para
piezas varias y partes que requieran ser soldadas; para fabricar
flechas, tuercas, birlos, tornillos, partes para válvulas, cuchillería,
artículos domésticos, etc..
Propiedades mecánicas típicas:
RESISTENCIA A LA
TRACCIÓN
LÍMITE DE FLUENCIA ALARGAMIENT
O EN 2 %
REDUCCIÓ
N DE ÁREA
%
RELACIÓN DE
MAQUINABILIDA
D 1212 EF =
100%
MP
a
(kgf/m
m2
[ Ksi ] MP
a
(kgf/m
m2
[ Ksi ]
304 510 ( 52 ) [ 74 ] 206 ( 21 ) [ 30 ] 40 50 45
Tratamientos Térmicos recomendados (valores en 0
C):
FORJADO RECOCIDO DUREZA BRINELL BARRAS
RECOCIDAS (1)
TEMPLE
TEMPERATURA MEDIO DE ENF.
1150-1200° C No forjar
abajo de 900° C enfriar
rápidamente
1010-1120 enfriar rápidamente hasta
temperatura ambiente
160 Endurecible solo
por trabajo
mecánico
El inoxidable 304 es recomendado para trabajo al aire libre, a temperaturas
inferiores a 925 ºC en servicios continuos.

AAcceerroo SSAAEE11002200 ((AASSTTMM AA11002200 // AA11002200MM22
))
El 1020 es uno de los aceros al carbono más comúnmente usados, y se
encuentra en el límite inferior de la clasificación de los aceros de medio
contenido de Carbono. Tiene un contenido nominal de carbono de 0.20% y
aproximadamente 0.5% de manganeso. Tiene un buena combinación de
resistencia y ductilidad y puede ser endurecido o carburizado.
Acero de mayor fortaleza que el 1018 y menos fácil de conformar. Responde
bien al trabajo en frio y al tratamiento térmico de cementación. La soldabilidad
es adecuada. Por su alta tenacidad y baja resistencia mecánica es adecuado
para elementos de maquinaria.
Normas involucradas:
ASTM A1020/ A1020M
Propiedades mecánicas:
Dureza 111HB-
Esfuerzo de fluencia 205MPa (29700 PSI)
Esfuerzo máximo 380MPa (55100 PSI)
Elongación 25%
Reducción de área 50%
Modulo de elasticidad 205Gpa (29700 KSI)
Maquinabilidad 72% (AISI 1212=100%)
Propiedades físicas:
Densidad 7.87 g/cm³
Propiedades químicas:
0.18 ± 0.23 % C
0.30 ± 0.60 % C
0.04 % P max
2
Ver en anexos NORMA ASTM A1020 / A1020M ͞Standard Specification for Steel Tubes, Carbon and
Carbon Manganese, Fusion Welded, for Boiler, Superheater, Heat Exchanger and Condenser
Applications͟

0.05 % S max
Usos:
Se utiliza mucho en la condición de cementado donde la resistencia al
desgaste y el tener un núcleo tenaz es importante. Se puede utilizar
completamente endurecido mientras se trate de secciones muy delgadas. Se
puede utilizar para ejes de secciones grandes y que no estén muy esforzados.
Otros usos incluyen engranes ligeramente esforzados con endurecimiento
superficial, pines endurecidos superficialmente, piñones, cadenas, tornillos,
componentes de maquinaria, prensas y levas.
Tratamientos Térmicos:
Se puede cementar para aumentarle la resistencia al desgaste y su
dureza mientras que el núcleo se mantiene tenaz. Se puede recocer a 870 °C y
su dureza puede alcanzar los 111 HB, mientras que con normalizado alcanza
los 131 HB.
NOTA:
Los valores expresados en las propiedades mecánicas y físicas corresponden
a los valores promedio que se espera cumple el material. Tales valores son
para orientar a aquella persona que debe diseñar o construir algún componente
o estructura pero en ningún momento se deben considerar como valores
estrictamente exactos para su uso en el diseño.
Aplicaciones
El acero 1020 es usado en aplicaciones estructurales tales como remaches con
cabeza formada en frío. Es usado frecuentemente en condiciones de
endurecimiento superficial.
Maquinabilidad

La Maquinabilidad es buena, un 65% comparada con el acero al carbono 1112
que es la referencia de 100% de Maquinabilidad.
Conformado
La conformabilidad es buena por todos los métodos convencionales; posee una
buena ductilidad.
Soldadura
Satisfactoriamente soldable por todos los métodos estándares.
Forja
Se forja de 2300 a 1800 F.
Trabajo en caliente
Se trabaja en caliente en el rango de 900 a 1200 F.
Trabajo en frío
El acero 1020 es fácilmente trabajado en frío por métodos convencionales.
Después de un extenso trabajo en frío puede ser necesario un recocido para
aliviar tensiones.
Recocido
El recocido completo se hace de 1600 a 1800 F seguido por un lento
enfriamiento en horno. Esto da una resistencia a la tensión de alrededor 65 Ksi.
El recocido de alivio de tensiones puede ser hech o a 1000 F.
Revenido
Seguido a un tratamiento térmico de endurecimiento y al temple, se hace el
revenido de 600 a 1000 F, dependiendo del nivel de resistencia requerido. Un
revenido a 1000 F dará una resistencia a la tensión de 90 Ksi.

LLAASS PPRROOBBEETTAASS DDEE LLOOSS EENNSSAAYYOOSS
En el caso de la probeta para los ensayos de metalografía y dureza se
establece el diámetro de acuerdo al material; porque ya establecido por el
fabricante vienen en diferentes diámetros. Para el caso del espesor debe estar
entres un rango de 10 y 12 mm.
La selección de una muestra para el estudio microscópico puede ser muy
importante. Si lo que se investigara es una falla, se debe escoger la muestra lo
más próximo al área de la falla y compáresele con una tomada de la sección
normal o sana.
el material es suave, como metales o aleaciones no ferrosas y aceros no
tratados térmicamente (como el caso de estos dos aceros SAE 1020 y
inoxidable 304) la sección puede obtenerse por corte manual con una sierra de
mano. Si el material es duro, la sección puede obtenerse mediante un disco de
corte abrasivo, el cual debe ser plano y delgado, fabricado para tal fin.
Comúnmente el corte con disco se realiza en una máquina de corte, la cual en
el momento de corte enfría la zona de corte, por que de esta manera no se
altera la estructura del material.

Cuando la muestra es tomada de un lote de barras o varilla, se toman al asar
tres o cuatro varillas. De cada barra o varilla, se cortan tres secciones,
dependiendo del ensayo que se realizara, teniendo cuidado de no tomar los
extremos. La toma de muestras de barras o varillas, lleva la misma técnica
descrita en el párrafo anterior.

LLOOSS EEQQUUIIPPOOSS EE IINNSSTTRRUUMMEENNTTOOSS AA UUTTIILLIIZZAARR EENN CCAADDAA EENNSSAAYYOO
Para poder comprender con mayor facilidad y completa organización los
procesos llevados a cabo en las distintas pruebas metalúrgicas, como por
ejemplo las técnicas de extracción de muestras de metales (previo al
sometimiento de las mismas a prueba), las técnicas de preparación de
muestras para el estudio metalográfico o las formas de los ensayos de dureza;
es necesario describir con precisión el equipo que se utilizo junto con cada uno
de los instrumentos, asi como también proveer los respectivos nombres dentro
de la industria y fuera de ella (comerciales) de estos .
AA.. LLiijjaass PPaarraa RReeaalliizzaarr UUnn EEssmmeerriillaaddoo OO PPuulliiddoo..
Luego de realizado el muestreo de los aceros a utilizar, se sigue el
procedimiento de un esmerilado burdo o tosco. Una muestra blanda o dura
puede esmerilarse burdamente con papel lija del No 100 o en una máquina,
que tenga una banda de papel lija, siempre del No 100. Estas máquinas,
utilizan bandas de lija que se mueven en forma rotatoria, además tienen
incorporado una válvula para dispensar un refrigerante, comúnmente agua.
Para realizar un pulido intermedio, después de un montaje adecuado, la
muestra se pule sobre una serie de hojas de lija, con abrasivos más finos
sucesivamente. Generalmente, las operaciones de lijado se hacen con papel
de lija que tiene goma y por lo tanto, se puede utilizar agua como lubricante y
como refrigerante, para impedir el sobrecalentamiento de la muestra. Las lijas
que se utilizan son:

a) Lija No 200
b) Lija No 320
c) Lija No 400
d) Lija No 600
Los números de papel lija anteriormente listados, se utilizan para pulir las
muestras cuando se quiere hacer ensayos de dureza sobre su superficie.
Cuando el objetivo es preparar la muestra para un estudio microscópico,
entonces es necesario utilizar otros números de papel lija, estos son:
a) Lija No 1 000
b) Lija No 1 200 y
c) Lija No 1 500
Un pulido fino, que es una aproximación a una superficie plana libre de
rayaduras, se obtiene mediante una rueda giratoria húmeda cubierta con un
paño especial cargado con partículas abrasivas cuidadosamente seleccionadas
en su tamaño. Existe gran cantidad disponible de abrasivos para efectuar el
pulido final. Los más efectivos, son una gama de óxido de aluminio para pulir
materiales ferrosos y de los basados
en cobre, y óxido de cerio para pulir
aluminio, magnesio y sus aleaciones.
Otros abrasivos para pulido final que
se emplean a menudo son la pasta de
diamante, óxido de cromo y óxido de
magnesio.

Se pueden encontrar paños de lanilla o pelillo variable, de sde aquellos que no
tienen pelillo como la seda, hasta aquellos de pelillo intermedio como paño
para billar o lonilla, además de aquellos, de pelillo profundo como el terciopelo.
También se pueden encontrar paños sintéticos para pulir con fines de pulido
general, de los cuales el Gamal y Micropaño son los que se utilizan más
ampliamente.
B. IInnssttrruummeennttooss DDee CCoorrttee PPaarraa LLaass MMuueessttrraass.
Dentro de los instrumentos de corte para las
muestras, se presentan desde los que requieren
una fuerza mecánica impulsada por fuerzas
musculares físicas, hasta aquellas con mas alto
grado de precisión impulsadas por fuentes
eléctricas.
La máquina cortadora de muestras metalográficas, en el momento de corte
inyecta una gran cantidad de líquido refrigerante para que el material no se
caliente.
(Maquina cortadora de muestras metalográficas).

CC.. MMiiccrroossccooppiiooss MMeettaallúúrrggiiccooss..
En comparación al microscopio biológico el microscopio metalúrgico difiere en
la manera en que la luz es proyectada. Como una muestra metalográfica es
opaca a la luz, la misma debe ser iluminada por luz reflejada. Un haz de luz
horizontal de alguna fuente de luz es reflejado, por medio de un reflector de
vidrio plano, hacia abajo a través del objetivo del microscopio sobre la
superficie de la muestra. Un poco de esta luz incidente reflejada desde la
superficie de la muestra se amplificará al pasar a través del sistema inferior de
lentes, el objetivo, y continuará hacia arriba a través del reflector de vidrio
plano; luego, una vez más lo amplificará el sistema superior de lentes, el
ocular. El poder de amplificación inicial del objetivo y del ocular está
generalmente grabado en la base del lente. Cuando es utilizada una
combinación particular de objetivo y ocular y una longitud adecuada de tubo, la
amplificación total es igual al producto de las amplificaciones del objetivo y
ocular.
La amplificación máxima obtenida con el microscopio óptico es de unos 2000 x.
La limitación principal es la longitud de onda de la luz visible, la cual limita la
resolución de los detalles finos de la muestra metalográfica.
La utilidad del microscopio metalúrgico puede ser ampliada debido a la
incorporación de diversos aparatos auxiliares, como son los que permiten
observar aspectos estructurales que no son visibles en condiciones normales.
Puesto que el ojo humano es insensible a las diferencias de fase , debe
incorporarse al microscopio un aparato óptico especial. Las diferencias de
fases causados por variaciones extremadamente pequeñas al nivel de micro
estructuras, se transforman más tarde, en diferencias de intensidad en la

imagen observada, revelando de esta forma aspectos invisibles bajo
iluminación ordinaria.
DD.. EEqquuiippoo DDee DDuurreezzaa RRoocckkwweellll..
Para los ensayos Rockwell se usa el escleroscopio HP-250 marca
Wekstoffprüfmaschinen, del cual se muestra su aspecto general en la siguiente
figura. Este aparato sirve para la medición tanto de dureza Rockwell como
Brinell y Vickers. Aplica cargas hasta de 250 kgf. Posee incorporado un sistema
de medición de la profundidad de penetración, el cual muestra la dureza
Rockwell obtenida durante el ensayo.

Máquina de dureza Rockwell
Las probetas deben ser limpiadas para retirar el óxido, suciedad y escamas de
una de sus caras donde se realizarán las mediciones, se debe tener especial
cuidado en no calentar la superficie durante el procedimiento de limpieza. La
probeta debe ser montada de tal forma que la superficie esté en la normal del
eje del indentador.
El durómetro es un instrumento
desarrollado para determinar la
dureza de materiales. Este aparato
es distinguido por su alta exactitud,
amplio rango y simplicidad de
operación. Consta de cuatro partes
principales:

El visualizador es parte importante del durómetro, ya que en este se escoge el
tipo de ensayo a realizar en la práctica. Además, indica paso a paso que hacer,
la carga a aplicar y el tipo de identador para cada prueba.
(Visualizador análogo empleado en la prueba de dureza)
Bastidor: Es el soporte y estructura de la máquina. Sostiene al tornillo
principal, además sostiene los diferentes pesos necesarios para la realización
de la prueba.
Tornillo: El tornillo es un regulador de altura que en su parte superior posee
una mesa sólida circular en la cual se coloca la probeta a examinar. Mediante
el tornillo se acerca le probeta al identador.
Identador: Esta parte de la máquina es la que penetra en el material e imprime
su huella.
(Durómetro
Rockwell al
momento
del ensayo
de dureza)

EE.. RREEAACCTTAANNTTEESS QQUUÍÍMMIICCOOSS DDEE EENNSSAAYYOOSS::
En los ensayos de metalografía se hace uso de
varios reactantes químicos que son importantes
porque al entrar en contacto con el cuerpo que
va ser observado en el microscopio (SAE 1020
y acero inoxidable 304) las microesctructuras
que lo forman sea mas visibles por medio de
dicho instrumentos para esto dos aceros los compuestos químicos que se van
a utilizar según las normas ASTM son:
TTIIPPOO DDEE
AACCEERROO
RREEAACCTTAANNTTEESS
QQUUÍÍMMIICCOO
CCOOMMPPOOSSIICCIIÓÓNN UUSSOOSS OOBBSSEERRVVAACCIIÓÓNN
Acero SAE
1020
Acido Nítrico
(Nital)
Ácido nítrico blanco 1.5 ml
alcohol metílico o etílico
(98% o absoluto) (También
alcohol amílico)
En aceros al carbón
a)para oscurecer perlita y
dar contraste entre colonia
de perlita.
b)para revidar fronteras da
perlita,
c)para diferenciar la ferrita
de la martensítica
La rajada de ataque aumenta; la
selectividad disminuye. y se
incrementan los %, de HNO2. El
reactivo 2 (ácido pícrico)
generalmente es superior, El
tiempo de ataque es de unos
cuantos segundos a un minutos.
Acero
Inoxidable
304
Cloruro Férrico
y Ácido
Hidroclórico
Cloruro Férrico 5 g
Ácido Hidroclórico 50 ml
Agua 100 ml
Aceros Austenítico al níquel
y Aceros inoxidables

LLAA PPRREEPPAARRAACCIIOONN,, CCAALLIIBBRRAACCIIOONN,, YY MMOONNTTAAJJEE DDEE LLOOSS IINNSSTTRRUUMMEENNTTOOSS
PPRREEPPAARRAACCIIÓÓNN YY CCAALLIIBBRRAACCIIÓÓNN DDEE LLAA MMAAQQUUIINNAA DDEE DDUURREEZZAA
1. Se debe colocar el penetrador
esférico de diámetro para estos
ensayos según la escala E
Rockwell es de 1/8´ en el porta
penetrador.
2. Se coloca la carga según la escala
Rockwell a utilizar para estos dos
aceros se hizo con una escala E y
el valor de la carga fue de 100 kgf,
esto se calibra moviendo la palanca
hasta una carga de 100 kgf.
3. Se verifica que el carro porta probeta este preciso en el momento de
subir o bajar el carro, en el momento en el cual el penetrador entra en
la cara de la probeta.
PPRREEPPAARRAACCIIÓÓNN YY CCAALLIIBBRRAACCIIÓÓNN DDEELL MMIICCRROOSSCCOOPPIIOO
En esta parte de la práctica se utilizará un microscopio de laboratorio el cual
consta de varios objetivos y un ocular compuesto.
El microscopio esta diseñado de modo tal que la distancia entre el objeto y la
posición donde se forma la imagen del objetivo esta estandarizada, a fin de que
al cambiar de objetivo el ajuste necesario para mantener el objet o enfocado es
mínimo.

-- CCaalliibbrraacciióónn DDeell MMiiccrróómmeettrroo
El ocular del microscopio posee una escala
que es necesario calibrar para los distintos
aumentos que se puede lograr con el
mismo. Pare ello se observará una platina
que tiene una escala de dimensiones
conocidas, es decir hay una distancia X
entre las divisiones de la misma. Por el
microscopio se observan ambas escalas y
se determinará el número N de divisiones
de la platina que coinciden con n divisiones
del micrómetro del ocular. Se deberá
calibrar para cada objetivo del microscopio.
-- DDeetteerrmmiinnaacciióónn DDeell AAuummeennttoo EEffiiccaazz DDeell MMiiccrroossccooppiioo
Se observara una platina milimetrada por el microscopio y simultáneamente
otra a ojo desnudo ubicada a 25 cm del observador de modo de estimar los
diferentes aumentos del mismo.
-- MMeeddiicciióónn DDee UUnn OObbjjeettoo..
Usando la escala calibrada del ocular se medirá un objeto para los distintos
aumentos del microscopio.
PPRREEPPAARRAACCIIÓÓNN DDEE LLAA PPIIEEZZAA:: PPAARRAA EELL EENNSSAAYYOO DDEE MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA YY DDUURREEZZAA
Esmerilado burdo o tosco: La muestra plana o dura puede esmerilarse sobre
una lija de banda, manteniendo la muestra fría sumergiéndola frecuentemente
en agua durante la operación de esmerilado, cosa de no alterar su estado con
el calor que se produce en el acto de pulido. Así se logra mantener una misma
fase.

En todas las operaciones de esmerilado, la muestra debe moverse en sentido
perpendicular a la ralladura existente. El esmerilado, continúa hasta que la
superficie quede plana, y todas las ralladuras debidas al corte manual o al
disco cortador no sean visibles.
Montaje de la probeta:
Las Piezas pequeñas se colocan en una
monta mecánica para sujetarlas rígidamente.
La resina que se utiliza para fijar la probeta, se
aplica a la probeta por medio de temperatura,
es decir, es una resina termo-fijadora,
comúnmente empleada para montar muestras
es la baquelita. La muestra y cantidades
correctas de baquelita, se colocan en un
cilindro de la prensa de montar manual. La
temperatura y presión aplicada producen una fuerte adhesión de la baquelita a
la muestra, proporcionando un tamaño uniforme convenientes para manipular
las muestras en operaciones de pulido posteriores.
La probeta tiene que estar completamente plana como
la base de vidrio esto es para evitar que se salga por
los espacios la mezcla. Esta mezcla se hace en un
recipiente aparte dicha mezcla se hace con dos partes
de acrílico en polvo y una parte de acrílico líquido para después poder verter
esta mezcla sobre la probeta, al finalizar de echar la mezcla sobre la probeta se
deja aproximadamente unos 45 min. Para que endurezca ya endurecida la
probeta se trata de dejarla uniforme al finalizar para evitar que se oxide la parte
de la barra.

Pulido Intermedio: Luego del paso anterior, la
muestra se pule sobre una serie de hojas de esmeril
o lijas que contienen abrasivos finos. El primer papel
es Nº 150 luego 200, 300, 400 y finalmente Nº1500.
Antes de pulir con la siguiente lija se giró en 90º la
muestra, a fin de eliminar el rayado realizado con la lija anterior. Las
operaciones de pulido intermedio con lijas de esmeril se hacen en húmedo.
Pulido Fino: Esta etapa representa una de los pasos de mayor cuidado por
parte del preparador de muestras, ya que en muchas ocasiones en la superficie
del metal se han formado dobles caras o planos y que por supuesto por ningún
motivo pueden ser utilizadas para el pulido fino, sino se remedia tal defecto
superficial.
El pulido fino se realiza mediante un disco giratorio cubierto con un paño
especial, húmedo, cargado con partículas abrasivas, como es el oxido de
aluminio para pulir materiales ferrosos y de los base cobre, y oxido de cerio
para pulir aluminio, magnesio y sus aleaciones.
PPRREEPPAARRAACCIIÓÓNN EELLEECCTTRROOQQUUÍÍMMIICCAA PPAARRAA EELL EENNSSAAYYOO DDEE MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA
El propósito del ataque químico es hacer visibles las características
estructurales del metal o aleación. El proceso debe ser tal que queden
claramente diferenciadas las partes de la microestructura. Esto se logra
mediante un reactivo apropiado que somete a la superficie pulida a una acción
química.

La técnica por pulido electroquímico requiere
al igual que el caso anterior, la selección de
la probeta de un tamaño apropiado para
luego utilizar el electropulido. Este método
consiste en una disolución electroquímica de
la superficie del metal que produce un
aislamiento y pulido, se aplica por lo general
a muestras pequeñas.
En el caso de metales blandos se requiere
tomar ciertas precauciones para realizar el
pulido debido a que se pueden formar capas amorfas. Para que ello no ocurra
se utiliza también el pulido electrolítico, para lo cual se coloca la probeta como
ánodo en una solución adecuada de electrolito (suspendida por un hilo de
platino sujeta por pinzas conectadas al polo positivo de una batería) de tal
forma de aplicar una fem (fuerza electromotriz) creciente, la intensidad se va a
elevar hasta alcanzar un máximo. Aunque el potencial va aumentando, cae
hasta alcanzar un valor constante y luego se vuelve a elevar bruscamente. Esta
parte constante de la curva indica que corresponde al período de formación de
la superficie lisa y brillante.
Las probetas se lavan y luego se atacan por el método usual o bien se puede
utilizar un ataque electrolítico que consiste en reducir la intensidad de corriente
sin cambiar el electrolito inicial.

LLOOSS MMEEDDIIOOSS DDEE MMEEDDIICCIIÓÓNN YY FFOORRMMAASS CCOONN LLAASS RREESSPPEECCTTIIVVAASS
VVAARRIIAABBLLEESS AA CCOONNTTRROOLLAARR
PPRRUUEEBBAA DDEE DDUURREEZZAA
Para la medición de dureza el aparato contaba con una carátula de aguja
(medición analógica) con dos escalas de medición de la dureza Rockwell
identificadas en colores negro y rojo, las cuales en combinación con el
indentador adecuado generan las diferentes lecturas de dureza.
Durante la realización de la prueba de dureza se deben controlar:
La carga aplicada con la maquina a la probeta, que en el caso de
mediciones de dureza Rockwell depende del material a medir
La escala que se use para medirlo, debido a que en la carátula del
medidor existe más de una escala.
La distancia minima entre indentaciones.
La distancia minima de la orilla a las indentaciones
La inexistencia de cualquier tipo de vibración en el aparato, ya que esta
puede afectar la medición.
La limpieza de la superficie de prueba y de la probeta, que deben estar
libres de oxido, materias extrañas lubricantes, etc.
El tiempo de duración de la prueba, que no debe exceder los limites
establecidos
La escala de medición a ser usada para los materiales asignados es la escala
C, usando un indentador de punta de diamante; sin embargo, debido a las
limitantes del laboratorio de metalografía del ITCA (No se poseía indentador de
punta de diamante), se uso un indentador de bola de acero de 1/8´ y la escala
E. La carga de fuerza utilizada en este caso fue de 100Kgf.

De acuerdo a norma, se tomo el cuidado de realizar 5 indentaciones en cada
material para obtener un valor promedio de dureza, con el objetivo de minimizar
las variaciones de medición en el material ocasionadas por diversos factores.
Se verifico además que el espaciado entre indentación e indentación fuera de
al menos tres veces el diámetro de las indentaciones y que se encontraran a
una distancia de la orilla de la muestra de al menos dos y media veces el
diámetro de las indentaciones. Cualquier reducción en estas distancias puede
afectar las mediciones debido a las deformaciones del material provocadas por
las indentaciones cercanas o por la cercanía de la orilla .
MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA
En el caso de la prueba de metalografía, el microscopio utilizado para esta
prueba es un microscopio óptico adaptado para esta necesidad, por lo que no
cuenta con las funcionalidades con las que cuentan los microscopios
electrónicos, que incluyen la medición de tamaño de grano. Debido a esto, la
realización de esta prueba se vio limitada a la toma de las micrografías de los
dos aceros y a la comparación con micrografías específicas de los materiales
asignados para determinar, basados en las diferencias o similitudes en las
estructuras, si los aceros obtenidos para la prueba eran realmente los
asignados.
Para la prueba de metalografía se debe tomar muy en cuenta la calidad de
terminado de la superficie de la probeta, debido a que si esta posee más de
una cara, se ven rayones, o manchas visibles a simple vista, habrá que volver a
realizar todo el proceso de preparación de muestra nuevamente.

PPAASSOOSS AA RREEAALLIIZZAARR EENN LLOOSS EENNSSAAYYOOSS
PPAASSOOSS PPAARRAA EELL EENNSSAAYYOO DDEE MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA YY EELL EENNSSAAYYOO DDEE DDUURREEZZAA::
11eerr
PPaassoo:: CCoorrttee DDee LLaass PPrroobbeettaass
1. Coloque la varilla de acero al carbono
SAE 1020 y del acero inoxidable 304 en
la prensa de banco, de tal forma que
quede bien sujeta.
2. Cortar secciones de aproximadamente
10 ó 12 mm de largo (el diámetro es el
proporcionado por el Instructor ó por el
Bodeguero).
3. El corte deberá ser realizado con la sierra
de mano, procurando que al cortar, el material NO se caliente en la zona de
corte.
4. Si el material es demasiado duro, y no
puede cortarse con la sierra, se podrá
cortar con un disco abrasivo, esto se
realizara en una maquina especial, la cual
esta diseña para tal objetivo. La máquina
cortadora de muestras metalográficas, en
el momento de corte inyecta una gran
cantidad de líquido refrigerante para que el material no se caliente.
5. Cada muestra debe ser desbastada con
la lima basta primero y luego, con la lima
fina, procurando que ambas caras
queden paralelas y lo más plana posible.
6. Utilizando los marcadores de letras y
números, marque una de las caras.
Máquina cortadora de muestras metalográficas

Utilice un código que identifique a la muestra. Por ejemplo:
Tipo de acero
22ddoo
PPaassoo:: EELL PPuulliiddoo BBaassttoo EEnn LLaass PPrroobbeettaass PPaarraa AAmmbbooss EEnnssaayyooss
1. Identifique el número del papel de lija,
esto se realiza al leer en la parte
posterior de los pliegos.
2. Seleccione el papel de lija del número
100 y córtelo en cuatro tiras del mismo
tamaño.
3. Sumerja el papel lija en agua y colóquelo sobre la superficie lisa que el
instructor le proporciono.
4. Sostenga el papel lija con una mano, que se encuentre sobre la superficie
lisa y con la otra mano, tome la muestra y colóquela sobre la lij a y realice un
movimiento en línea recta y a lo largo del papel, procure no levantar la
muestra y ejerciendo una presión uniforme sobre ella, tanto en el
movimiento de ida como en el de venida.
(Tal como se muestra en las figuras siguientes).
No superficie áspera
SAE 1020
Inoxidable
304

5. Cada 10 pasadas de la muestra sobre el papel de lija, moje el papel ó
sumérjalo en agua. Para las siguientes 10 pasadas, gire la muestra 90
grados, ahora las marcas de lijado deben estar perpendiculares a las
anteriores, de esta forma, eliminará las ralladuras dejadas por la lija en el
procedimiento anterior, por lo tanto aparecerán otras en la nueva dirección.
6. Después de realizar cuatro veces el paso No 5, cambie la lija, ahora el
trabajo lo realizara el la lija No 220 y repita los pasos 4 y 5.
7. Repita el procedimiento de los pasos 4 y 5, pero con el papel de lija No 300.
8. Al terminar el paso No 7, limpie la muestra con algodón, hasta secarla
completamente, luego aceite la superficie pulida y guárdela en la bolsa
plástica.
9. Repita todo el procedimiento para tantas probetas estudie.
*Nota Importante:
La superficie pulida debe estar completamente plana, si al
observarla usted nota que tiene varias caras, NO sirve. Debe repetir todo el
procedimiento.

33eerr
PPaassoo:: EELL PPuulliiddoo IInntteerrmmeeddiioo EEnn LLaass PPrroobbeettaass PPaarraa AAmmbbooss
EEnnssaayyooss
1. Identifique en la parte posterior del papel de lija el número correspondiente
a 400.
2. Corte el pliego de lija No 400 en cuatro tiras longitudinales.
3. Humedezca con agua el papel lija y colóquelo sobre la superficie lisa.
4. Utilizando la técnica aprendida en el laboratorio pasado (pulido basto), lije
las muestras, primero con la No 400 y luego con la No 600.
5. Una vez lijadas las muestras, trace con un lápiz sobre la superficie pulida,
una línea que pase por el centro de la muestra.
6. Sobre la línea trazada, realice un mapeo de dureza: Las pruebas se
realizaran con una distancia entre las marcas de 1/8 de pulgada. Anote los
resultados en la tabla correspondiente

44ttoo
PPaassoo:: EELL PPuulliiddoo FFiinnoo EEnn LLaass PPrroobbeettaass PPaarraa AAmmbbooss EEnnssaayyooss
1. Identifique en la parte posterior del papel
de lija el número correspondiente a 1000.
2. Corte el pliego de lija No 1000 en cuatro
tiras longitudinales.
3. Humedezca con agua el papel lija y
colóquelo sobre la superficie lisa.
4. Utilizando la técnica aprendida en el laboratorio pasado (pulido basto e
intermedio), lije las muestras, primero con la No 1000 y luego con las No
1200 y 1400.
55ttoo
PPaassoo:: PPrruueebbaa PPaarraa EEll EEnnssaayyooss ddee DDuurreezzaa ³³RRoocckkwweellll´´::
1. Seleccione la clase de penetrador y el
tamaño de la carga mayor que se requiere
utilizando las tablas 1 y 23
.
2. Asegúrese que la palanca que controle la
carga mayor esté en la posición hacia abajo.
3. Seleccione la carga que se requiere,
ocupando la palanca en la base de la
máquina al lado derecho.
4. Mueva la palanca de alzamiento rápido,
situada en la columna completamente
hacia atrás.
5. Ponga el espécimen en la plataforma de
la máquina.
6. Gire la rueda de cabrestante en la
dirección del reloj para levantar el
espécimen; continúe hasta que el
espécimen haga contacto con el
3
Las escalas de la dureza y otro en los anexos.
Palanca de control
Palanca de alzamiento rápido

penetrador y el indicador más grande en la carátula haya completado tres
vueltas completas. El indicador pequeño se encontrará al centro del
cuadrante rojo. Esto nos da la carga menor (precarga de 10 Kgf.)
7. Ajuste la cara de la carátula para alinear el cero de la escala con el
indicador mayor. La escala negra se ocupa con el penetrador de diamante
y la roja con la esfera de acero endurecido.
8. Levante la palanca que pone la carga mayor hasta que se mueva
independientemente.
9. Permita que la aplicación de la carga sea por lo menos de 5 segundos,
luego regrese la palanca suavemente a su posición inicial.
10.La dureza del espécimen se lee ahora en la carátula.
11.Gire la rueda de cabrestante en la dirección contraria a las que se mueven
las agujas del reloj, para alejar la muestra del penetrador.
12. Ensaye cada espécimen al menos tres veces.
El esquema de determinación de la dureza según Rockwell se expone en la
siguiente figura

Carga de 150 Kg.
Precarga 10 Kg.
Profundidad de penetración con la precarga.
100
Profundidad de penetración Profundidad
Penetración
Con la carga completa. Permanente.
40
30 Cifra de dureza
20 Rockwell
0
ESQUEMA DEL ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL

66ttoo
PPaassoo:: PPrruueebbaa PPaarraa EEll EEnnssaayyooss ddee MMeettaallooggrraaffííaa::
4. Se colocan las probetas en
una tipo incubadora para que
las probetas tenga un
acabado mejor de la cara que
va ser atacada por el químico.
La pieza se coloca a 40
vibraciones por segundo y en
un tiempo de 45 minutos a 1
hora; pero se pueden aumentar las vibraciones a 60 en un menor
tiempo.
5. Se enciende la incubadora y se deposita
agua deshidratada para que el mismo
lodito de la pieza haga que tenga un mejor
acabado o limpie la probeta de toda
impureza.
6. Las probetas se colocan dentro de la
incubadora.
7. Se saca después del tiempo establecido
y se lava con agua
sin tocar la cara la
cual va ser observada, después se seca con
algodón teniendo el cuidado de no tocarla con
los dedos dicha cara.
8. Luego se prepara en 4 depósitos dos
del alcohol, uno hace la mezcla de nital
con alcohol y en el otro se deposita la
mezcla química pura de cloruro férrico
y acido hidroclórico.

9. Cuando se tenga en los recipientes las mezclas se procede a
introducir la probeta de acero SAE 1020 primero en alcohol, luego
en el nital manteniéndola 5 segundos para luego sacarla y
introducirla en alcohol esto es para la cara de la probeta que no
esta marcada (ataque químico a la probeta).
Acero Inoxidable grado 304:
Acero al carbono SAE 1020:
10.Si las caras para ambas probeta se ven opacas (sin brillo)eso
significa que el ataque se realizo con éxito; por lo contrario si la
probeta se observa con brillo se debe realizar el paso 6 hasta que
la probeta se vea sin brillo.
NITAL Y ACIDO FÉRRICO

El ataque químico sobre la cara de la probeta es para que las microestructuras
de los aceros sea mas visibles a través del microscopio.
11.La probeta es colocada en el microscopio la cual fue colocada por
el instructor del ensayo para ser observable las microestructuras
de los aceros.
Acero Inoxidables 304 Acero SAE 1020

PPRREESSEENNTTAACCIIÓÓNN DDEE DDAATTOOSS IINNIICCIIAALLEESS
Para estos ensayos tanto el de metalografía como para el dureza; los catos
iníciales respecto a sus dimensiones que se tienen de las probetas son los
mismo en todo el ensayo, ya que estos ensayos son de tipo no destructivos,
por lo tanto, las dimensiones del radio y espesor de la probeta son las mismas
al momento de realizar los ensayos.
Lo único que se le hace a la probeta es una de sus caras es lijada para obtener
una superficie lisa sin ninguna aspereza, y si se cambiara las dimensiones con
respecto al final estas serian micras de milímetros y no se percibiera a simple
vista son con un instrumento bien calibrado (micrómetro).

LLEECCTTUURRAA YY RREEGGIISSTTRROO DDEE DDAATTOOSS DDEE LLOOSS EENNSSAAYYOOSS
EENNSSAAYYOO DDEE DDUURREEZZAA RROOCCKKWWEELLLL
AACCEERROO IINNOOXXIIDDAABBLLEE 330044
## DDEE MMUUEESSTTRRAA VVAALLOORR DDEE LLAA MMEEDDIICCIIÓÓNN
1 72.8
2 72.5
3 74.1
4 71.5
5 72.7
MMEEDDIIAA 72.72
1. En primer lugar se toma cuatro mediciones en diferentes puntos de la
muestra, por las impurezas y deformidades que pueda tener el acero a
nivel molecular y recomendaciones de las normas ASTM.
2. Las mediciones se toman de la caratula del aparato (máquina del
ensayo rockwell eseway PRB1321).
3. Se anotan los datos obtenidos en cada ensayo y se saca la media la
cual será la medición final.
4. Esta se representara de la siguiente manera: 72.72 RW E donde:
y 72.73= es la medición tomada.
y RW= Dureza Rockwell
y E = La escala según la carga y el diámetro de la bola en este
caso la carga es de 100Kg y el diámetro de la bola es de 1/8 de
pulgada

AACCEERROO 11002200
## DDEE MMUUEESSTTRRAA VVAALLOORR DDEE LLAA MMEEDDIICCIIÓÓNN
11 76.4
22 77.1
33 72.5
44 76.0
MMEEDDIIAA 75.5
1. Se toma cuatro mediciones en diferentes puntos de la muestra, por las
impurezas y deformidades que pueda tener el acero a nivel molecular y
por observaciones de las normas ASTM.
2. Las mediciones se toman de la caratula del aparato (máquina del
ensayo rockwell eseway PRB1321).
3. Se anotan los datos obtenidos en cada ensayo y se saca la media la
cual será la medición final.
4. Esta se representara de la siguiente manera: 75.5 RW E , donde:
y 75.5= es la medición tomada.
y RW= Dureza Rockwell
y E = La escala según la carga y el diámetro de la bola en este
caso la carga es de 100Kg y el diámetro de la bola es de 1/8 de
pulgada.
EENNSSAAYYOO DDEE MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA
y Se coloca la muestra en el porta muestra del microscopio.
y Se regula el microscopio hasta observar los granos.
y Se observa la estructura molecular, como su componente se toma
la respectiva foto en cada material, para poder hacer la
evaluación debida.

Acero al carbono SAE 1020
Comparando las dos imágenes la primera(A) obtenida de observar en un
microscopia en la prueba de metalografía hecha en el laboratorio del ITCA de
un acero 1020 y la segunda (B) tomada de la página de internet:
html.rincondelvago.com/acero_4.html
La estructura recocida consiste en colonias de perlita (oscuro), en una matriz
ferrítica (claro).
Acero Inoxidable grado 304
Comparando con la imagen de un acero inoxidable 304 obtenida de un prueba
metalográfica hecha en el ITCA es la de arriba(A); Las de abajo sacado de
A) Acero Al Carbono SAE 1020 B) Acero Al Carbono SAE 1020

http://www.scielo.org.ve/scielo.php?pid=S0798-
40652007000300003script=sci_arttext#fig1
Se puede observar la presencia de ferrita y de austenita en las dos imágenes

EENNSS

¡
¡
OO DDEE MMEETT

LLOO
¢
¢
£
£

FFÍÍ

YY DD
¤
¤
£
£
EEZZ

TTII
¥
¥
22
[
¦
scr
§
b
§
r e
¨
n
©
mbre de
¨
a c
©
mpañ

a] ||FF

CCUULLTT

DD DDEE II

EE

IIEERRÍÍ

YY

RRQQUUIITTEECCTTUURR

5511
IINN EERRPPRREE AACCII NN YY AANNÁÁLLIISSIISS DDEE LL SS RREESSUULL AADD SS
IIPP DDEE
AA EERRIIAALL
DDAA SS EESS AABBLLEECCIIDD PP RR LLAASS NN RR AASS AASS DDAA SS BB EENNIIDD SS PP RR LL SS EENNSSAAYY SS
AACCEERR AALL
CCAARRBB NN SSAAEE
11002200
EENNSSAAYY

DDEE DDUURREEZZAA
Dureza 63.4 ± 76.4 en RW Dureza 75.5 en RW
EENNSSAAYY

DDEE EE

AALL

RRAA

ÍÍAA
-En dicha probeta según la nor

a se puede observar el
oscureci

iento de perlita y el contraste entre colinas de
perlita
-Las líneas oscuras son las fronteras de perlita
-Se observa la diferencia la ferrita de la
artensita.
- Indica un trata

iento nor

alizado
-En el ensayo hecho en el I CA en las i

ágenes se puede
observar granos de ferrita (color claro) y perlita (color
oscuro). Estas son las dos fases de equilibrio de este acero.
-Indica un trata
!
iento su
!
inistrado nor
!
alizado
AACCEERR
IINN XXIIDDAABBLLEE
330044
EENNSSAAYY

DDEE DDUURREEZZAA
Dureza 70.85 ± 75.9 en RW Dureza 72.72 en RW
EENNSSAAYY

DDEE EE
#
#
AALL

$
$
RRAA
%
%
ÍÍAA
-

bservación de austenita
-

bservación de ferrita
-Indica un trata
'
iento tér
'
ico recocido
-presencia de ferrita(partes claras) y austenita (parte
oscuras)

DDUURREEZZAA AACCEERROO 11002200
y El ensayo realizado en el laboratorio del ITCA nos dio un resultado
de: 75.5 RW el cual es satisfactorio ya que la dureza en tabla del
acero 1020 está entre 63.4 y 76.4 en RW.
y La cantidad de oposición a la penetración de acero al carbono SAE
1020 indica que los resultados hecho por una dureza rockwell se
obtuvo dentro de los intervalos de dureza según la normas ASTM.
y La dureza del acero interviene el tratamiento suministrado al SAE
1020 ya que su tratamiento es un normalizado y se cumple que para
identificar la dureza por este ensayo es muy optimo y fácil para
realizarlo en los metales.
DDUURREEZZAA DDEE AACCEERROO IINNOOXXIIDDAABBLLEE 330044
y Los datos obtenidos en el acero inoxidable nos dio una media de
72.72 RW el cual se comparó según tabla que los aceros inoxidable
se encuentra entre 70.85 a 75.9 en RW; lo que nos indica que la
prueba está en el rango de los aceros inoxidables.
MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA DDEELL AACCEERROO 11002200.
y En el microscopio se puede observar claramente la presencia de
ferrita y de perlita concluyendo así que la preparación de la muestra
se realizó conforme a las especificaciones de las normas ASTM
dando un resultado satisfactorio.

y El significado de ferrita y perlita en el acero al carbono SAE 1020 trae
un significado donde la perlita aparece en granos denominados
colonias; dentro de cada colonia las capas están orientadas
esencialmente en la misma dirección y esta dirección varía de una
colonia a otra. Las capas delgadas claras son de ferrita. La perlita
forma láminas porque los átomos de carbono necesitan difundir la
distancia mínima dentro de su estructura. Así como también la
presencia de perlita y ferrita nos expresa el tratamiento térmico que
fue dado al material en este caso es un tratamiento normalizado.
y Con los datos al compararlos con los que se presentan en la norma
se puede ver que es una estructura granular por la presentación de
granos en la fotografía metalográfica. La presencia de ferrita y perlita
eso significa que el material es relativamente blandos y pocos
resistentes pero con extraordinaria ductilidad y tenacidad .
MMEETTAALLOOGGRRAAFFÍÍAA DDEELL AACCEERROO IINNOOXXIIDDAABBLLEE 330044
y La imagen tomada del microscopio nos permitió analizar por medio
de comparación de otra prueba la estructura metalográfica de este
acero en el que se puede identificar la presencia de ferrita y de
austenita en este material.
y En el ensayo de metalografía par aun acero inoxidable grado 304
según los datos que se tienen con la presencia de ferrita y austenita
con respecto a lo observado en la fotografía tomada del microscopio
durante el ensayo se identifica la austenita con una concentración
intermedia de carbono, se transforma en fase ferrita, con un

contenido de carbono inferior. Los átomos de carbono necesitan
difundir para segregarse selectivamente.
y La presencia de austenita indica que el material tiene más ductilidad
en combinación con ferrita y su microestructura es austenita por sus
grandes cantidades de níquel.

CCOONNCCLLUUSSIIOONNEESS
y Se determino que a través del ensayo de metalografía, siguiendo una
serie de pasos establecidos por las normas ASTM, se cumple que la
estructura vista por el microscopio tiene las mismas características con
lo establecido en las normas; siempre y cuando tenga un tratamiento
suministrado al material a estudiar de acuerdo con las especificas en las
normas ASTM para es material.
y Los diferentes ensayos realizados en este trabajo nos permite identificar
si el material puede estar deñado o tenga problemas de fabricación; de
tratamiento térmico o simplemente este fatigado por alguna
circunstancia externa.
y Se determino que el ensayo de dureza rockwell es mucho mas fácil y
menos complicado que el Vickers y Brinell, ya que la maquina le da el
valor de la resistencia a la penetración en el acero solo identificando
bien la escala a utilizar, el penetrador y valor de la cargar según lo
establecido en la norma ASTM.
y Es de mucha importancia realizar correctamente la preparación del
material ya que este puede influir en el resultado de los ensayos.
y Se comprobó la dureza de los materiales utilizados en los ensayos por
medio de comparación de los resultados con diferentes tablas de
fabricantes.

y Se logró identificar las diferentes estructuras metalográficas que
componen estos materiales como la identificación de su granos.
y Se logró que el estudiante obtuviera los conocimientos para poder
realizar un ensayo de dureza y de metalografía.
y Se puede concluir que la dureza experimental por el ensayo rockwell es
aceptable y que de acuerdo al uso en la fabricación de utensilios e
productos alimenticios

RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS
Que el microscopio es bien calibrado de acuerdo con las medidas establecidas
para obtener resultados óptimos y aceptables.
Al momento de hacer el ataque químico a las probetas se debe hacer con
mucho cuidado en el momento de colocar las probetas en el recipiente donde
se tenga el compuesto químico que hará visible la s microestructuras del
material que se desea observar; no hace contacto con los ojos cuando este
realizando esta parte del ensayo.
Verificar que las maquinas con la cual se mide la dureza tenga la carga que se
ha establecido de acuerdo a la escala Rockwell seleccionada, y realizar el
ensayo con paciencia para que pueda obtener valores óptimos o cercanos al
valor verdadero.
Para poder realizar el ensayo de metalografía es importante tener acceso a un
microscopio especializado; aunque el ITCA tiene un buen laboratorio
metalúrgico, se nos complicó poder obtener un resultado satisfactorio ya que
vimos mucha deficiencia en el microscopio utilizado.
Sería más satisfactorio la realización de la investiga si todos los laboratorios de
diversa instituciones tuvieran un acuerdo en el cual permitan que los
estudiantes interesados en realizar pruebas de metalografía tenga acceso a
sus laboratorios con un valor menor al del actual.

AANNEEXXOOSS
Tabla de Equivalencia de Durezas
Referencias: HB: Dureza Brinell; HV: Dureza Vickers; Hre: Dureza Rockwell
E; Hrc: Dureza Rockwell C
HB HV Hre Hrc HB HV Hre Hrc
118 125 68.5 - 269 284 - 27.6
121 127 70.0 - 275 292 - 28.7
122 130 71.0 - 285 301 - 29.9
126 132 72.0 - 295 310 - 31.0
128 135 73.0 - 302 319 - 32.1
131 137 74.0 - 312 329 - 33.2
134 140 75.0 - 321 339 - 34.3
137 143 76.5 - 331 350 - 35.4
140 147 77.5 - 341 360 - 36.6
143 150 78.5 - 352 372 - 37.8
146 153 79.5 - 363 383 - 39.1
149 156 81.0 - 375 396 - 40.4
152 159 82.0 - 388 410 - 41.8
156 163 83.0 - 402 425 - 43.1
159 167 84.0 - 415 440 - 44.5
163 171 85.0 - 430 457 - 45.8
166 175 86.0 - 444 474 - 47.2
170 178 87.0 - - 495 - 48.7
175 183 88.0 - - 516 - 50.3
179 188 89.0 - - 535 - 51.4
183 192 90.0 - - 553 - 52.5
187 196 90.5 - - 560 - 53.0
192 202 91.5 - - 577 - 54.0
197 207 93.0 - - 595 - 55.0
202 212 93.5 - - 613 - 56.0
207 218 94.5 - - 633 - 57.0
212 222 95.5 - - 653 - 58.0
217 228 96.5 - - 674 - 59.0
229 234 97.5 19.0 - 697 - 60.0
229 241 98.0 20.5 - 720 - 61.0
235 247 99.0 21.6 - 746 - 62.0
241 253 100.0 22.8 - 772 - 63.0
248 261 101.0 24.1 - 800 - 64.0
255 269 - 25.4 - 832 - 65.0
262 276 - 26.5 - - - -

Composición Química de Algunos Aceros Inoxidables

Normas ASTM:
ASTM A 240 /A 240M
͞Standard Specification for Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel
Plate, Sheet, and Strip for Pressure Vessels and for General Applications͟
ASTM A 1020 / A 1020M
͞Standard Specification for Steel Tubes, Carbon and Carbon Manganese, Fusion
Welded, for Boiler, Superheater, Heat Exchanger and Condenser Applications͟
ASTM E 3
͞Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens͟
ASTM E 7
͞Standard Terminology Relating to Metallography͟
ASTM E 10
͞Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials
ASTM E 18
͞Standard Test Methods for Rockwell Hardness and Rockwell Superficial
Hardness of Metallic Materials͟
ASTM E 112
͞Standard Test Methods for Determining Average Grain Size͟
ASTM E 930
͞Standard Test Methods for Estimating the Largest Grain Observed in a
Metallographic Section (ALA Grain Size)͟
ASTM E 1181
͞Standard Test Methods for Characterizing Duplex Grain Sizes͟
ASTM E 1558
͞Standard Guide for Electrolytic Polishing of Metallographic Specimens͟

BBIIBBLLIIOOGGRRAAFFÍÍAA
Libros
Introducción a la metalurgia Física; Sidney H. Avne: segunda edición;
editorial McGrawHill; 1988.
Paginas web:
http://html.rincondelvago.com/acero_4.html
http://juliocorrea.wordpress.com/2007/08/18/metalografi a-aceros-
fundiciones-inoxidables/
http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayos_mec%C3%A1nicos_de_los_material
es
http://www.slideshare.net/marinarr/ensayos-de-las-propiedades-de-los-
materiales
http://www.monografias.com/trabajos70/ensayo-durezas/ensayo-
durezas2.shtml
http://www.scielo.org.ve/scielo.php?pid=S0798-
40652007000300003script=sci_arttext#fig1
Otros:
| Instituto Tecnológico Centroamericano (ITCA), Laboratorio de Mecánica;
Folletos y Manuales de metalografía y dureza Rockell, Técnico Roger
Mendoza.

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