UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MATERIALES LABORATORIO ENSAYOS DE MATERIALES ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL B Y C
OBJETIVO: -
Determin Determinar ar la la dureza dureza rockwel rockwelll en piezas piezas de de diferen diferente te mater material ial usando en forma correcta los tipos de penetradores y seleccionando y aplicando correctamente las cargas.
MARCO TEORICO:
La dure dureza za Rock Rockwe well ll o ensa ensayo yo de dure dureza za Rock Rockwe well ll es un méto método do para para determinar la dureza, dureza, es decir, la resistencia de un material a ser penetrado. El ensayo de dureza Rockwell constituye el método más usado para medir la durez ureza a debid ebido o a que es muy muy simp simplle de lleva levarr a cabo y no req requier uiere e conocimientos especiales. Se pueden utilizar diferentes escalas que provienen de la utilización de distintas combinaciones de penetradores y cargas, lo cual permite ensayar prácticamente cualquier metal o aleación. aleación . Hay dos tipos de penetradores: unas bolas esféricas de acero endurecido (templado y pulido) de 1/16, 1/8, ¼ y ½ pulg, pulg, y un penetrador cónico de diamante con un ángulo de 120º +/- 30' y vértice redondeado formando un casquete esférico de radio 0,20 mm (Brale), el cual se utiliza para los materiales más duros. El ensayo consiste en disponer un material con una superficie plana en la base de la máquina. Se le aplica una precarga menor de 10 kg, básicamente para eliminar la deformación elástica y obtener un resultado mucho más preciso. Luego se le aplica durante unos 15 segundos un esfuerzo que varía desde 60 a 150 kgf a compresión. Se desaplica la carga y mediante un durómetro Rockwell se obtiene el valor de la dureza directamente en la pantalla, el cual varía de forma proporcional con el tipo de material que se utilice. También se puede encont encontrar rar la profun profundid didad ad de la penetr penetrac ación ión con los los valore valores s obteni obtenidos dos del durómetro si se conoce el material. Para no cometer errores muy grandes el espesor de la probeta del material en cuestión debe ser al menos diez veces la profundidad de la huella. También
decir que los valores por debajo de 20 y por encima de 100 normalmente son muy imprecisos y debería hacerse un cambio de escala. El cambio de escala viene definido por tablas orientativas, puesto que no es lo mismo analizar cobre que acero. Estas tablas proporcionan información orientativa sobre qué escala usar para no dañar la máquina o el penetrador, que suele ser muy caro.
Ensayo Rockwell Superficial Es una variante del Ensayo Rockwell cuyo fin es únicamente analizar la superficie de los materiales. Por ejemplo, para analizar la superficie de un acero que ha sido tratado por carburación y medir así su dureza. Su técnica es básicamente reducir el esfuerzo aplicado para sólo penetrar en la superficie. Para este ensayo se utiliza una precarga menor de 3 kg, seguida de una carga mayor de 15, 30 ó 45 kg. Estas escalas se identifican mediante número (15, 30 ó 45) y una letra (N, T, W o Y) en función del penetrador. Escalas de dureza Rockwell
Símbolo Carga de la Penetrador mayor escala (kg)
Aplicaciones
A
Diamante
Aceros tratados y sin tratar. Materiales muy duros. Chapas duras y delgadas.
B
Esfera de 100 1/16 pulgada
Aceros recocidos y normalizados.
C
Diamante
150
Aceros tratados térmicamente.
D
Diamante
100
Aceros cementados.
E
Esfera de 1/8 101 pulgada
Metales blandos y antifricción.
F
Esfera
Bronce recocido.
60
de 60
1/16 pulgada
G
Esfera de 150 1/16 pulgada
Bronce fosforoso y otros materiales.
H
Esfera de 1/8 60 pulgada
Metales blandos con homogeneidad, fundiciones con hierro.
K
Esfera de 1/8 150 pulgada
Aplicaciones análogas al tipo anterior.
poca base
Escalas de dureza Rockwell Superficial
Símbolo de Penetrador la escala
Carga mayor (kg)
Aplicaciones
15N
Diamante
15
Aceros nitrurados, cementados herramientas de gran dureza.
30N
Diamante
30
Aplicaciones análogas al tipo anterior.
45N
Diamante
45
Aplicaciones análogas al tipo anterior.
15T
Bola de 1/16 15 pulgada
Bronce, latón y aceros blandos
30T
Bola de 1/16 30 pulgada
Bronce, latón y aceros blandos
45T
Bola de 1/16 45 pulgada
Bronce, latón y aceros blandos
15W
Bola
Bronce, latón y aceros blandos
de
1/8 15
y
pulgada
30W
Bola de pulgada
1/8
45W
Bola de pulgada
1/8
30
Bronce, latón y aceros blandos
45
Bronce, latón y aceros blandos
Nomenclatura Las durezas Rockwell y Rockwell Superficial vienen dadas por la siguiente fórmula:
Dónde:
es la carga aplicada en kg es el identificador del ensayo Rockwell va a continuación de
y es la letra correspondiente a la Escala
usada Un ejemplo para un material que se le ha aplicado un esfuerzo de 60 kg y se ha usado la escala B sería:
O para un material superficial que se le ha aplicado un esfuerzo de 30 kg con bola de 1/8 pulgadas:
DESCRIPCION DEL EQUIPO A UTILIZAR
La línea digital de durómetros Rockwell de Indentec comienza con equipos simples para uso diario en producción. El rango de modelos se extiende hasta avanzados modelos con pantalla sensible, teclado alfanumérico, almacenamiento de resultados, procesamiento estadístico de los mismos y programas de autodiagnóstico. Gracias al exclusivo montaje del penetrador sobre una punta en voladizo, la aplicación de cargas mediante pesos muertos y su excepcional diseño libre de fricción, los durómetros Indentec ofrecen estabilidad y constancia de las fuerzas de ensayo en el tiempo. La altísima resolución en la medición de la profundidad de penetración hace de estos durómetros uno de los mas precisos del mercado. La total trazabilidad de los productos esta asegurada dado que Indentec esta acreditado como Laboratorio de Calibración de Durezas conforme a ISO 17025 por el UKAS .
MATERIAL A UTILIZAR -
Cojinete (acero de alta dureza)
-
Acero al carbón SAE 1020
-
Bronce
PARTE EXPERIMENTAL Y EXPRESION DE RESULTADOS:
PARA LA MUESTRA 1 Se utilizo una carga de 150 Kg. Y un indentador de cono de diamante.
NUMERO DE PRUEBAS 1 2 3 PROMEDIO
MUESTRA 1 ACERO DE ALTA DUREZA 62,1 HRC 62,2 HRC 62,6 HRC 62,3 HRC
PARA LA MUESTRA 2: ACERO AL CARBON SAE 1020 Se utilizo una billa de 1/16 “ y una carga de 100 Kg. Según el diseño del equipo mediremos la dureza interna.
NUMERO DE PRUEBAS 1 2 3 PROMEDIO
MUESTRA 2 ACERO AL CARBON 73,0 HRB 74,6 HRB 67,5 HRB
PARA LA MUESTRA 3: BRONCE
Se utilizo una billa de 1/16 “ y una carga de 100 Kg.
NUMERO DE PRUEBAS 1 2 3
MUESTRA 3 BRONCE 33,6 HRB 39,1 HRB 34,0 HRB
PROMEDIO
CONCLUSIONES: -
Utilizamos de forma correcta el indentador y la carga
-
Mediante un ensayo de dureza determinamos HRB y HRC.
