UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y FORMALES
PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL TEMA: “Práctica Dureza Rockwell”
CURSO: CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES
Presentado por: HERRERA CAMACHO CAROLINA OVIEDO LOAYZA ALEJANDRA CALDERON POMAR ALVARO
Arequipa – Perú 2016
I.
Introducción Se define dureza como la mayor o menor resistencia que un cuerpo opone a ser rayado o penetrado por otro, o bien, de un cuerpo respecto a otro tomado como elemento de comparación. La determinación de la dureza por cualquiera de los posibles procedimientos a adoptar, nos dará una idea muy aproximada de su dureza. En la actualidad, se han generalizado los métodos que permiten obtener la dureza de los materiales por la resistencia que oponen a la penetración de otros más duros en determinadas condiciones, dando lugar, esta penetración, a una deformación del material denominada “impresión”. Este procedimiento mencionado es el empleado en la determinación de la dureza Rockwell, Brinell y Vicker. En esta práctica determinaremos específicamente la dureza Rockwell. La dureza Rockwell es uno de los métodos de ensayo por penetración. Se utiliza tanto en materiales blandos como duros, siendo las penetradoras bolillas de acero endurecido o conos de diamante industrial. Para obtener la dureza Rockwell no es necesario hacer ningún cálculo ni aplicar ninguna fórmula, la dureza se obtiene directamente de la pantalla digital.
II.
Objetivos Generales
III.
Conocer las principales características de los equipos de medición de dureza Rockwell. Medir adecuadamente la dureza de los materiales propuestos mediante el método de dureza Rockwell. Objetivo Especifico
Identificar cuál de las probetas tiene mayor dureza. Examinar los componentes de las probetas con mayor dureza y determinar qué hace que tengan una mayor dureza. Recursos Usados Materiales
IV.
-
Acero SAE 1045 Acero SAE 1020 Aleación de Bronce
Equipo -
Durómetro Rockwell
Equipo de Protección Personal -
Mandil protector Zapatos de Seguridad
V.
Marco Teórico Según ASTM, Rockwell es un método de ensayo de dureza 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 (penetrador de acero o de carburo de tungsteno), bajo condiciones específicas contra la superficie del material ensayado, en dos operaciones, y se mide la profundidad permanente de la impresión bajo condiciones de carga específicas. La evaluación del resultado se consigue directamente midiendo la profundidad de la huella. Este valor de dureza se puede leer directamente en la escala indicadora.
VI.
Procedimiento 1. Lijamos las 3 probetas hasta obtener un acabado uniforme sin protuberancias. 2. En la máquina, seleccionamos el tipo de ensayo según la tabla de escalas de dureza Rockwell. 3. Colocamos el indentador necesario de acuerdo a nuestra probeta. 4. Seleccionamos el contrapeso (60, 100, 150 Kg.) de acuerdo a la escala correspondiente. 5. Colocamos nuestra probeta en la plataforma de la máquina. 6. Giramos lentamente los radios de la rueda en el sentido de las manecillas del reloj hasta hacer contacto el indentador con las probetas hasta que la línea "SET" de la escala del cuadrante esté en línea. 7. Empujamos la palanca lentamente para que así la carga caiga sobre la probeta. 8. Esperamos a que el durómetro aplique las cargas y realice la medición aproximadamente 10 a 15 segundos. 9. Luego, volvemos a poner la palanca en su posición inicial, hasta donde llegue de manera lenta y uniforme 10. En la pantalla encontraremos la dureza de acuerdo al tipo de escala escogida para el ensayo 11. Repetimos el procedimiento de m edición para realizar una nueva medición. La dureza será el promedio de un número de medidas realizadas.
VII.
Toma de Datos Tenemos como datos los tipos de material del que están hechas las piezas de ensayo. Que en este caso son: Una pieza de acero 1020 y 1045 además de una pieza de bronce. Luego de buscar la escala adecuada para cada tipo de material y el tipo de penetrador, encontramos los siguientes datos:
Material Acero 1020 Acero 1045 Bronce
1 2 3
VIII.
Escala B
1
Mediciones 2 3 4
5
Dureza
Observaciones
B F
Análisis de Datos Obtenemos los siguientes promedios de las mediciones: Acero 1020
Acero 1045
Bronce
Promedio
IX.
Interpretación de Resultados
Acero 1045: ….HRB Acero 1020: ….HRB Bronce: ….HBF
X.
Conclusiones Mediante el ensayo de dureza Rockwell hemos podido determinar de manera aproximada la dureza de distintos materiales, sabemos el funcionamiento correcto de esta máquina y los pasos para utilizarla de manera precisa. Los resultados que hemos obtenido son verídicos, y es gracias a que hemos aplicado el procedimiento paso a paso y de manera correcta. Después de haber realizado todo el procedimiento concluimos que la probeta con mayor dureza es la del Acero 1020.
XI.
Recomendaciones Recomendamos que las piezas deben estar correctamente pulidas, ya que esto facilita en demasía la correcta lectura y obtención de datos. Utilizar un marcador para poder identificar la identacion en la pieza es recomendable, pues ayuda a ubicar la identacion más fácilmente. Realizar mas lecturas es altamente recomendable pues podemos obtener resultamos mucho mas exactos.
XII.
Anexos
Acero 1045
Bronce
Acero 1020
Bronce en la plataforma para dureza Rockwell
Commented [O1]:
Cuestionario: 1. ¿Qué se entiende por dureza? La dureza es una propiedad física de los materiales que consiste básicamente en la firme unión de las moléculas que la conforman, impidiendo alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, entre otras. 2. ¿Cuál es la importancia del ensayo de dureza en el mundo industrial? La importancia de este ensayo es que nos permiten comparar los valores de dureza especificados para la adquisición de materiales, como para los tratamientos térmicos a que son sometidos algunos materiales y permitirán aceptar o rechazar un producto semi procesado o terminado 3. ¿Qué industrias son las que más aplican o necesitan los ensayos de dureza? En las industrias metal-mecánicas. 4. ¿Qué características particulares presenta el ensayo de dureza Rockwell? Para la dureza Rockwell tenemos tres tipos de penetradores para diferentes materiales, como muestra la siguiente tabla.
Ensayo Rockwell
Penetrador
A
Cono de diamante
C D B F G
E H
Formas de Indentación
Carg a
Expresión del índice de dureza
60 kg 150 kg
100 – 500t
100kg Bola de acero de 1/16 pulgadas de diámetro
100 kg 60 kg
Bola de acero de 1/8 pulgadas de diámetro
100 kg
150 kg
60 kg
130 – 500t
5. ¿Cuáles son los criterios para la selección del Indentador?; ¿En qué casos utiliza uno u otro? El criterio para elegir el identador es el tipo de material.
6. En un ensayo de dureza Rockwell B, la profundidad de la huella de precarga es 0.01mm y la profundidad cuando se mantiene la precarga una vez retirada la totalidad de la carga es de 0.144mm. ¿Cuál sera la dureza del material? = − = 1 − 0 = 0.144 − 0.01 = 0.134 7.
= 130 − 500(0.134) = 63
En un ensayo de dureza Rockwell cono diamante HRC al aplicar la carga de 10 Kg. el penetrador avanza 5um. al aplicar la carga de 140 kg. Avanza hasta 87um. Y al retirar los 140 kg. Retrocede 3um. Calcular la dureza HRC del ensayo. = − µ 87(0.001) = 0.087 3(0.001) = 0.003 = 1 − 0 0.087 − 0.003 = 0.084
= 100 − 500(0.084) = 58
XIII.
Glosario a. Indentador. Un indentador o penetrador es un objeto utilizado en los aparatos de ensayos de dureza que nos permite medir la dureza de los materiales. Son bolillas de acero de diferente diámetro, conos y pirámides de diamante. b. Fuerza de penetración. La fuerza de penetración es la magnitud con que un objeto penetra a otro objeto. c. Diamante. Es un mineral natural compuesto de carbono, considerado como la piedra preciosa de mayor valor económico y la materia natural de mayor dureza. Es la forma cristalina del carbono, que se origina de calor y presión extremos, cristalizando en el sistema cúbico. Los caracteres de identificación de un diamante son su extraordinaria dureza (de índice 10, el grado más alto de la escala de Mosh), su perfecto clivaje (salvo en las variedades bort y carbonado), y su brillo y luminosidad cuando está bien tallado, debido a que su índice de refracción y dispersión son muy altos. El brillo es de tipo adamantino.
