Ramiro Predassi, Predassi, Ensayos de Dureza Dureza y Tracción Tracción
Ensayo de Dureza Dureza Dureza es la oposic oposición ión que ofrece ofrecen n los materi material ales es a alterac alteracion iones es como como la pene penetr trac ació ión, n, la abra abrasi sión ón,, el raya rayado do,, la cort cortad adur ura, a, las las defo deform rmac acio ione nes s perman permanent entes; es; entre entre otras. otras. También ambién puede puede denirs denirse e como como la canti cantidad dad de ener energí gía a que que abso absorb rbe e un mate materi rial al ante ante un esfu esfuerz erzo o ante antes s de romp romper erse se o deformarse. 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 aplica aplicadas das,, eist eisten en difer diferent entes es escala escalas, s, adecua adecuadas das para para disti distinto ntos s rangos rangos de dureza. Escala de uso industrial m!s utilizados u tilizados
1. DUREZ DUREZA A BRINEL BRINELL L El ensayo de dureza "rinell consiste en presionar la supercie del material a ensa ensaya yarr con una una boli bolill lla a de acer cero muy muy dur duro o carb carbur uro o de tung tungst sten eno o, produ producié ciéndo ndose se la impre impresió sión n de un casque casquete te esféri esférico co corr corresp espond ondien iente te a la porción de la esfera que penetra #ig. #ig. $. El %alor de dureza, n&mero de "rinell HB, resulta HB =
2 P −
2
−
En la pr!ctica el n&mero de "rinell se puede tomar directamente de una tabla ingresando con el %alor del di!metro de la impronta. En algunos materiales la penetración de la bolilla origina una craterización #ig. '. a y en otros una depresión #ig. '.b. (e )a generalizado la determinación de que ofre ofrece ce mayo mayorr segu seguri rida dad d de una una dete determ rmin inac ació ión n HB a partir de d , ya que corre correcta cta.. *a sea en la, determi determinac nación ión de h o en en la de de d , se requiere una precisión mínima de +,+$mm.
#ig. $ esquema b!sico de un Depresión en la Ensayo de dureza "rinell identación
Di!metro de
#ig. '. a raterización en la
#ig. '. b
identación
arga en -g
$
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la esfera D en mm $+ / ',/ (igno abre%iado
+
D
2
+++ 0/+ $20,/ 3" +
$+
D
2
$+++ '/+ 1',/ 3" $+
/
D
2
',/
/++ $'/ $,' 3" /
D
2
'/+ 1',/ $/,1 3" ',/
2. DUREZ DUREZA A VICKER VICKERS S En este este caso caso se emp emplea como cuerp uerpo o de penet enetra rac ción ión una una pir!m ir!miide cuadrangular de diamante. 4a )uella %ista desde arriba es un cuadrado. Este procedimiento es apropiado para aceros nitrurados y cementados en su capa eterna, así como para piezas de paredes delgadas de acero o metales no férreos. 4a dureza 5ic-ers 63 57 se calcula partiendo de la fuerza en 8e9ton y de la diagonal en mm ' de la )uella de la pir!mide seg&n la fórmula: HV =1,8544
P d
2
: carga aplicada en 8 d: Diagonal media de la )uella en mm.
d=
d 1 +d 2
2
Este tipo de ensayo es recomendado para durezas superiores a /++ 3" 6en caso de ser inferior, se suele usar el ensayo de dureza "rinell7. o de la m!quina debe ser tal que no tenga balanceos o mo%imientos laterales de la probeta y del penetrador, mientras se apl aplica ica o retir etira a la car carga, se util utiliiza un micr icroscop scopio io de med medici ición que generalmente %a montado en la m!quina. El penetrador debe estar namente namente pulido con aristas aristas bien denidas. denidas. 4a base de la pir!mide debe ser cuadrada y sus caras opuestas deben formar un !ngulo de $1?. 4as cuatro caras ras del penet netrador deben estar incl nclinadas simétricamente con respecto al e=e del mismo y terminar en un %értice alado, o sea que la línea de unión entre las caras opuestas no deben ser mayor de +.++ +.++$ $ mm de long longit itud ud.. El buen buen esta estado do de la punta punta del pene penetr trad ador or es de considerable importancia cuando la carga de prueba es peque>a y la )uella también, por esta razón se recomienda %ericar periódicamente la punta del penetrador para e%itar fallas.
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3. DUREZ DUREZA A ROC ROCKWE KWELL LL os por lo que la impronta ser! menor y menos profunda.
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$C7 (e coloca la pieza sobre la maquina
'C7 (e ele%a la pieza )asta aplicar la carga de $+ -g 6dial en cero7
C7 (e aplica la carga adicional, en este caso $B+ -g
BC7 (e %uel%e atr!s la palanca para retirar la carga adicional y se lee el %alor de durez
B
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De esta manera para indicar las condiciones de ensayo es necesario indicar la carga empleada y la escala, de manera que 3@+8 signica dureza @oc-9ell supercial J carga: + -g J penetrador: cono de diamante 3@B/T signica dureza @oc-9ell @oc-9ell supercial J carga: B/ -g J penetrador: bolilla $F$1K. 4a escala 8 se emplea, en general en los material indicados para las escalas <, y D del método est!ndar; la T reemplaza a las ", # y L y las H, I e * se usan en metales muy blandos. En la #ig. se muestra en forma esquem!tica y a modo de comparación las improntas que resultan de los ensayos de dureza "rinell, @oc-9ell est!ndar y @oc-9ell @oc-9ell supercial.
omparación de las improntas que resultan de los ensayos "rinell, @oc-9ell est!ndar y @oc-9ell supercial.
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Ensayo de ra!!"#n uando sobre un cuerpo act&a una fuerza peque>a que trata de deformarlo se produce una deformación el!stica, que se recupera al desaparecer esa fuerza. ero superado un cierto %alor, la deformación que sufre el cilindro es permanente, o pl!stica. 4a respuesta de un material ante la deformación est! inuenciada por la relación entre la fuerza aplicada y el tama>o del ob=eto. or lo tanto, no se analiza la fuerza sino ésta di%idida entre el !rea que debe soportarla. < este %alor se le denomina es$uerzo: F σ = A
∆l l0
on estas premisas, el ensayo de &ra!!"#n de un material consiste en someter un cilindro o una placa con dimensiones normalizadas de ese material a un estiramiento creciente )asta que se produce la rotura de la probeta. on esto se obtienen gr!cas como la del dibu=o, de un ensayo de tracción, en el que se obser%an %arias zonas características de los materiales el!sticos:
$ M Es la zona el!stica del material )asta un esfuerzo denominado ()%"&e e(*s&"!o 6LE7. En buena parte de la cur%a se mantiene la propor p roporcional cional y a la pendiente de la cur%a se le llama %#du(o e(*s&"!o o %#du(o de +oun,. 4a recta responde a una ecuación llamada Ley de -ooe: σ = E . ε
' M Esta es también una zona el!stica, aunque en ella no se cumple la proporcionalidad. M Esta zona se denomina de /uen!"a, en la que el material cede sin apenas aumentar el esfuerzo, el cual recibe el nombre de esfuerzo de uencia 6 LF 7. 7. Es el inicio de las deformaciones pl!sticas. B M uando se sigue aumentando el esfuerzo de tracción el material sigue alarg!ndose de forma pl!stica. o original y se queda deformado permanentemente. / M < partir de un cierto límite llamado es$uerzo de ro&ura 6LR7 el estiramiento es tan grande que se produce la estricción de la sección, es decir, el material adelgaza, y acaba rompiéndose. 4os dise>os técnicos se realizan para que las piezas traba=en siempre en la zona el!stica. Nncluso se traba=a con un !oe0!"en&e de se,ur"dad n, que limita un esfuerzo m!imo de traba=o O T:
σ T =
¿ n
*a *a sabemos que cuando se somete somete un material a un esfuerzo superior al límite límite de uencia, éste se estira, y al desaparecer la fuerza, aunque el material de=a de estar estirado, no recupera su tama>o original y se queda deformado permanentemente. (i a)ora se %uel%e a cargar ese material, resulta que su límite el!stico es el %alor del esfuerzo alcanzado anteriormente. < este efecto se le denomina pro%ocar a!r"&ud en el material, y es una forma de me=orar sus propiedades.
