INTEGRANTES :
CONDOR VARGAS, Jeanpier DIAZ SAAVEDRA, Josué MANRIQUE PALOMINO, Gustavo TITO CRUZ, Fidel
CURSO
:
FISICA
SECCIÓN
:
“G”
PROFESOR
:
Ing. SAMPEN-ALQUIZAR-LUIS ALBERTO
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INDICE
Pág.
1. ANTECEDENTE EXPERIMENTAL 2. FUNDAMENTO TEÓRICO 3. PARTE EXPERIMENTAL 4. DISCUSIÓN DE RESULTADOS 5. CONCLUSIONES 6. SUGERENCIAS 7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Experimento N° 02
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OBJETIVOS
Conocer los métodos de dureza más utilizados en la industria. Determinar la dureza de diferentes materiales. Conocer las equivalencias entre los distintos métodos de ensayo.
FUNDAMENTO TEORICO Por dureza dur eza se suele entender la resistencia que ofrece un material a ser rayado o penetrado por una pieza de otro material distinto. La dureza depende de la elasticidad del material y de su estructura cristalina. Particularmente, en los metales puros la dureza aumenta proporcionalmente a la cohesión la cohesión y número de átomos de átomos por unidad de volumen. En las aleaciones la dureza aumenta con los tratamientos térmicos o con el endurecimiento por deformación. La dureza está ligada al comportamiento de un material frente a la abrasión la abrasión o desgaste y la facilidad con que puede ser sometido a mecanizado.
ENSAYOS DE DUREZA En estos ensayos se mide la resistencia de un material al ser penetrado por una pieza de otro material, denominado penetrador, el cual se empuja con una fuerza controlada y durante un tiempo fijo contra la superficie del material cuya dureza se desea calcular. La velocidad de aplicación de la carga debe ser lenta para que no ejerza influencia en la medida. El valor de la dureza se obtiene dividiendo la fuerza aplicada al penetrador entre la superficie de la huella que deja en el material.
Ensayo Brinell Fue ideado en los años 1900 por el ingeniero sueco Johann sueco Johann August Brinell. El Brinell. El penetrador es una esfera de acero templado, de gran dureza, que oscila entre 1 y 10 mm, a mm, a la que se le aplica una carga preestablecida de entre 3000 y 1.25 kp durante 15 segundos. 15 segundos. La La dureza se calcula dividiendo el valor de la fuerza aplicada al penetrador entre la superficie de la huella que produce en el material.
Figura 1. Esfera de acero templado
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= = (−√ (−√ −)
Dónde: HB es la dureza Brinell, y Brinell, y se mide en kp/mm², D es el diámetro, =
+
Figura 2. Durómetro Brinell.
Ensayo Vickers Se utiliza como penetrador un diamante tallado en forma de pirámide cuadrangular con un ángulo de 136° entre dos caras opuestas. El ángulo coincide con el valor de 2 del ensayo Brinell para la relación = 0.375 con el fin de que las durezas Brinell y Vickers coincidan. La dureza La dureza Vickers se calcula dividiendo la fuerza con la que se aprieta el penetrador entre el área de la huella que deja.
Figura 3. Penetrador en forma de pirámide.
= = 1.8544 Donde: La fuerza se expresa en kp, la superficie en mm² y la unidad de dureza Vickers (HV) en + kp/mm² y =
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Figura 4. Durómetro Vickers.
Ensayo Rockwell Debido a su rapidez de medida y al pequeño tamaño de las huellas que ocasiona, es el ensayo más utilizado, y se utiliza el siguiente durómetro con lo cual te da valores de la dureza directamente.
Figura 5. Durómetro rockwell. En los ensayos anteriores no se tiene en cuenta que el material penetrado tiene una cierta recuperación elástica tras la desaparición de la carga. Para obviar este punto se desarrollaron los métodos Rockwell, en los que además se mide la profundidad de la huella mediante máquinas de precisión llamadas durómetros.
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Se usan penetradores y fuerzas normalizadas para cubrir un amplio espectro de materiales, y cada combinación recibe una letra, de las cuales las más frecuentes son las escalas Rockwell B (con una bola de acero) y la Rockwell C (con un cono de diamante).
Figura 6. Bola de acero. El proceso es el siguiente: 1º Se aplica al penetrador una precarga baja de 10 kp para provocar una deformación elástica, y se obtiene una profundidad h0. 2º A continuación se aplica una carga adicional de 60 kp (HRB) o de 100 kp (HRC), con lo cual el penetrador se introduce hasta una profundidad h1 produciendo una deformación plástica. 3º Por último se retira esta carga adicional y se mantiene la precarga, con lo cual el penetrador se queda a una profundidad h2.
La diferencia entre la profundidad inicial y la final d = h2 - h0 elimina la componente elástica de la deformación. A continuación, se comprueba cuántas veces cabe en esta diferencia "d" la unidad Rockwell de 0,002 mm y éste es el valor de penetración.
=
0.002
Este valor es tanto menor cuanto más duro sea el material. Para que los materiales más duros tengan valores de dureza más altos, se resta la penetración Rockwell de 100 (en la escala HRB) o de 130 (en la escala HRC). HCR=130-e HRB=100-e
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICA
1. Dureza, disponible en: en: https://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_dure za Acceso za Acceso el 22 abril de 2017. 2. William F. Smith, “Ciencia e ingeniería de los materiales, tercera edición”, Editorial McGraw-Hill/INTERAMERICANA E EPAÑA, S. A, U., 2004. 3. Dureza Rockwell, disponible en: en: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centrostic/21700290/helvia/aula/archivos/repositorio/0/11/html/dureza.html. Acceso el 23 abril de 2017.
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