Practica%2 bde%2b dureza
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Este documento describe diferentes métodos para medir la dureza de los materiales, incluidos Rockwell, Brinell y Vickers. La dureza Rockwell es el método más común debido a su simplicidad. Se utiliza un identador de acero o diamante bajo una carga predeterminada, y la dureza se lee directamente de la máquina. La dureza Brinell usa una bola de acero bajo una carga para crear una huella que se mide para calcular la dureza. La dureza Vickers usa una pirámide de
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- 1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN GUÍA DE LABORATORIO DE CIENCIA DE MATERIALES PRÁCTICA V: DUREZA OBJETIVO Determinar experimentalmente la dureza de materiales según clasificación de materiales. Estudiar su campo de aplicación. INTRODUCCIÓN La dureza en un material es la resistencia que opone a la penetración de un cuerpo más duro. La resistencia puede ser determinada mediante dispositivos de medición como el durómetro, que consiste en introducir un cuerpo de forma esférica, cónica o piramidal, y produce una fuerza determinada durante cierto tiempo en el cuerpo a ensayar. Existen tres tipos de ensayos de dureza más importantes que son. Dureza Rockwell. El ensayo de dureza Rockwell constituye el método más usado para medir la dureza debido a que es muy simple de llevar a cabo y no requiere conocimientos especiales (por desplazamiento r de identador). Se pueden utilizar diferentes escalas (A, B, C, D, F, H, etc) que provienen de la utilización de distintas combinaciones de identadores y cargas, lo cual permite ensayar prácticamente cualquier metal o aleación. Entre los identadores para metales duros utiliza un cono de diamante de ángulo 120 grados, y para los semiduros y blandos un identador con bola de acero (carburo de tungsteno) de 1/16”, 1/8”, ¼”, y ½”.
- 2. El identador se hace incidir sobre la superficie de la pieza a ensayar con una precarga (Fo) dependiendo de la escala a la que se desee medir la dureza. Luego se aplica la carga (F1) y para esto se utilizan distintos pesos para ejercer más presión sobre la superficie de ensayo, se puede aumentar la carga a 90, 100, o 150kg dependiendo de la capacidad del equipo. El resultado obtenido es inmediato (lo da el equipo), ya que no se realizan ningún tipo de cálculo posterior. Símbolo de la escala Identador 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. Dureza Brinell. En este tipo de dureza se utiliza una bola de acero templado, en el cual se emplean un identador con diámetros (D) de 2.5, 5 o 10mm, una fuerza P contra el material a ensayar, después de liberar la carga se mide el diámetro (d) de la huella con un dispositivo amplificador óptico. Este procedimiento es apropiado solo para materiales blandos y así mismo para materiales con macroestructura heterogénea como las fundiciones, pero la desventaja al Rockwell consiste en que hay que realizar mediciones del diámetro de la huella para calcular la dureza. La dureza de Brinell es un valor adimensional resultante de: P: carga aplicada en N (kgf) D: diámetro del la bola del identador en mm D: diámetro medio de la huella en mm 1kgf es igual a 9.80665 N
- 3. Dureza Vickers. El ensayo de dureza Vickers, llamado ensayo universal, es un método para medir la dureza de los materiales. Sus cargas van de 5 a 125 kilopondios (de cinco en cinco). Su penetrador es una pirámide de diamante con un ángulo base de 136°.En este caso se emplea como cuerpo de penetración una pirámide cuadrangular de diamante. En esta técnica tampoco se lee directamente en el equipo, sino que se mide la huella dejada por la identación, que vista desde arriba es un cuadrado. Este procedimiento es apropiado para láminas delgadas de hasta 0.15mm de espesor, para aceros nitrurados y cementados en su capa externa, así como para piezas de paredes delgadas de acero o metales no ferrosos. Para determinar el número de dureza se aplica la siguiente fórmula: P: carga aplicada en N d: Diagonal media de la huella en mm. Las longitudes de las diagonales del rombo nos dan una estimación de la dureza del material, es decir, que tanto penetro el diamante. Dureza Shore. La dureza shore, al igual que las durezas anteriores, mide con qué profundidad un identador penetra dentro de otro material y es utilizada para materiales poliméricos. Usando el mismo principio, ccuanto más grande es la dureza del material a ensayar, menor la profundidad de penetración y mayor la carga aplicada.
- 4. Variando las formas de los identadores de penetración y las diferentes cargas se establecen una serie de escalas Shore diferentes. Las escalas más conocidas son Shore A y Shore D. Para aplicaciones específicas existen otras escalas, tales como Shore B, C, 0, 00, 000, y D0. El campo de aplicación comprende desde los elastómeros blandos (Shore A) hasta los termoplásticos (Shore D). DESARROLLO (Dureza Rockwell) Preparación de probetas Debe obtenerse superficies planas y paralelas. Sin rugosidad (rectificadas) Procedimiento de ensayo Si no sabemos qué material es o con que identador utilizar, comenzamos usando los identadores más duros al menos duro, hasta llegar a la escala deseada con su respectiva carga. (por que si empezamos con el menos duro se nos puede deformar nuestro identador) Generamos la primera carga (pre carga), que es donde enceramos el equipo (aquí se genera la primera huella o identacion). Aplicamos la carga (según la escala utilizada). Retiramos la carga (aquí se regresa la deformación elástica). Tomamos ese valor medido. Se debe tomar un total de 3 medidas, para sacar un promedio. CUESTINARIO 1. Que dureza se utiliza para materiales metálicos? 2. Que dureza se utiliza para materiales poliméricos? 3. Es posible hacer ensayos Rockwell a laminas delgadas? 4. Que durómetro se utiliza para fundiciones de hierro dúctil? 5. Es posible utilizar dureza brinell en aceros de bajo carbono? 6. Que dureza se aplica en aceros tratados superficialmente? 7. Con que dureza puede medir la dureza de las fases de la microestrutura?