LABORATORIO DE TECNOLOGIA DE MATERI MATERIALES ALES AVANZADO ANZADO
ENSAYO DE DUREZA
Integrantes: Calderon Yalle, Jose Armando Vilcañaupa Vargas, Joseph David Loayza Cabrera, Cesar Quispe Veloz,
P!"#$!A% Chevarria
Mososo! Margarita $ecci&n% C" # $ % C "echa de realizaci&n% &' (e agosto ")&* "echa de en'rega% $& (e agosto ")&*
INTRODUCCION El ensayo de dureza permite conocer la dureza de los materiales. Es difícil definir la dureza. Depende del ensayo que empleemos. Podríamos definir como la resistencia superficial a la deformación plástica, entendiendo como plasticidad la capacidad de un material para no recuperar su estado inicial una vez que la fuerza que lo deforma cesa. La dureza metalúrgica es la resistencia que opone un material a la penetración de otro más duro que l. !uanto mayor es la penetración, más "lando es el material. !omo ya se #a dic#o, el valor o"tenido depende del ensayo con que le #emos o"tenido. $"tendremos entonces tantas durezas como tipos de ensayos. %e pude #a"lar de tipos de ensayo o tipos de dureza.
+UNDAMENTO TEORICO Los ensayos Vic(ers )*V+ y noop )*+ son pruebas de microdurezaproducen pene'raciones 'an pe.ueñas .ue se re.uiere de un microscopio para ob'ener su medici&n/ Los 0ndices de dureza se u'ilizan principalmen'e como base de comparaci&n de ma'eriales- de sus especi1caciones para manu2ac'ura y 'ra'amien'o '3rmico, para el con'rol de calidad y para e2ec'uar correlaciones con o'ras propiedades de los mismos/ Por e4emplo, la dureza 5rinell es'6 relacionada es'rechamen'e con la resis'encia a la 'ensi&n del acero/ La dureza se relaciona con la resis'encia al desgas'e/ 7n ma'erial .ue se u'iliza para 2ragmen'ar o para moler mineral debe ser muy duro para asegurarse de .ue no se desgas'ara o su2rir6 abrasi&n debido a los duros ma'eriales .ue mane4a/
MÉTODO BRINELL,% "ue propues'o por el ingeniero sueco Johan Augus'
5rinell en 89::, siendo el m3'odo o ensayo m6s an'iguo para medir la dureza/ #s'e ensayo se u'iliza en ma'eriales blandos )de ba4a dureza+ y mues'ras delgadas/ #l ensayo de dureza 5rinell consis'e en presionar la super1cie del ma'erial a ensayar con una bolilla de acero muy duro o carburo de 'ungs'eno, produci3ndose la impresi&n de un cas.ue'e es23rico correspondien'e a la porci&n de la es2era .ue pene'ra "ig/ 8/ #l valor de dureza, n;mero de 5rinell
HB,
resul'a de dividir la carga aplicada P por la
super1cie del cas.ue'e, por lo .ue%
H B =
La pro2undidad
h
[ ]
P kg πhD mm 2
del cas.ue'e impreso se mide direc'amen'e en la
m6.uina, mien'ras la carga se man'iene aplicada de modo de asegurar un buen con'ac'o en're la bolilla y el ma'erial/ !'ra manera de de'erminar el n;mero
HB
es par'iendo del di6me'ro
d
de la impresi&n lo cual 'iene la
ven'a4a de .ue se pueden e2ec'uar 'an'as mediciones como se es'imen
necesarias
y
en
microscopios
o
apara'os
especialmen'e diseñados para 'al 1n/ Para a.uello la 2&rmula .ueda de1nida as0% H B =
2 P
πD ( D −√ D
2
2
−d )
#n algunos ma'eriales la pene'raci&n de la bolilla origina una cra'erizaci&n "ig/
d ,
ya .ue la pro2undidad
h no
h
coinciden con los ob'enidos en
medida no corresponde al cas.ue'e
cuyo di6me'ro es d , sino al de di6me'ro
d1,
cuya de'erminaci&n e=ac'a en
2orma pr6c'ica es di1cul'osa/
La carga a aplicar depende del ma'erial a probar y del cuadrado del di6me'ro de la bola del pene'rador, es decir% P>/D <, donde es el coe1cien'e empleado para cada clase de ma'erial, siendo es'os mayor para los ma'eriales duros y menor para los ma'eriales blandos/ Para es'o los coe1cien'es elegidos son%
MATERIALES
-.oe/iente0
*ierro y aceros Cobre, bronce y la'ones Aleaciones ligeras #s'año y plomo
?: 8: @
M1TODO ROC-2ELL,%$e de1ne la dureza oc(ell como un m3'odo de ensayo por iden'aci&n por el cual, con el uso de una m6.uina calibrada, se 2uerza un iden'ador c&nico es2eroidal de diaman'e )pene'rador de
diaman'e+, o una bola de acero endurecido )acero o carburo de 'ungs'eno+, ba4o condiciones espec01cas con'ra la super1cie del ma'erial a ser ensayado, y se mide la pro2undidad permanen'e de la impresi&n ba4o condiciones espec01cas de carga/
a) PENETRADOR DE DIAMANTE.- #s'e 'ipo de pene'rador debe emplearse en pruebas de dureza para las escalas A, C y D/ Consis'e en un cono de diaman'e cuyo 6ngulo es de 8<:B :/@B/ La pun'a es un cas.ue'e es23rico con un radio de :/< mm/ La 2orma del cas.ue'e y el valor del radio del pene'rador 'ienen inuencia impor'an'e en el valor de la dureza/
b) Por lo cual es necesario comparar los resul'ados ob'enidos con un pene'rador pa'r&n sobre piezas pa'r&n de di2eren'es durezas/
c) PENETRADOR ESFÉRICO DE ACERO.- #s'e 'ipo de pene'rador debe emplearse en los ensayos de dureza para las escalas 5, # y "/ Consis'e en un bal0n de acero 'emplado y pulido, con un di6me'ro de 8/@EE mm :/::? mm- #=cep'o para la escala #, .ue 'iene un di6me'ro de ?/8F@ mm :/::G mm/ Dicho bal0n debe es'ar pulido y no debe presen'ar de2ec'os
super1ciales/
#n los dos 'ipos de pene'rador debe evi'arse la acumulaci&n en el pene'rador de% polvo, 'ierra, grasa o capas de &=idos, dado .ue es'o a2ec'a los resul'ados de la prueba/
M1TODO VIC-ERS,% La de'erminaci&n de la dureza Vic(ers es similar a la 5rinell ya .ue se ob'iene del cocien'e de la carga aplicada por la super1cie de la impron'a/ $in embargo en es'e caso se u'iliza una carga pe.ueña y el pene'rador es un diaman'e en 2orma de pir6mide, como se mues'ra en las 1guras/
Ya sea en la de'erminaci&n de y el valor de
d
d
o
h
se re.uiere una e=ac'i'ud de :,::8 mm
resul'ar6 del promedio de ambas diagonales/
Las cargas pueden variar de 8 a 8:: (g seg;n el espesor y 'ipo de ma'erial/ #n general las m6.uinas es'6ndar proveen cargas de 8,
De es'a manera para indicar las condiciones de ensayo solo es necesario indicar la carga, as0
HV30
signi1ca dureza Vic(ers
con una carga de ?: (g/
DATOS DEL LABORATORIO
SAE &)") SAE &)4* ALUMIN IO COBRE BRONC E
3V
3RB
3B
3V
3B
3V
3B
3V
88@/<
E?/?
8:@
88E
8GF/F
8@@/F
89H/9
8@G/9
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8EE
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III
III
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8::/: III
@H/? III
E@ 88@/<
9:/G 8<8/<
E?/9 III
EE/F III
E
EH/H III
CUESTIONARIO 5C678 (e 8os 9ateria8es ensaa(os ;resento 9aor (6re
errosos= 5Los no >errosos= E?;8i@6e, #l $A# 8:G@ presen'o mayor dureza a comparaci&n de los dem6s ma'eriales, #s'e es un ma'erial 2erroso, 'iene mayor
dureza ya .ue posee un mayor porcen'a4e de carbono
En @6e 9ateria8es se ensaa en esa8a 3RC= Aceros duros y herramien'as/ Dureza superior a 8:: *5 o <: *C
5C678 es 8a arga a;8ia(a en 8as esa8as 3RB 3RC= #n la escala *5 se le aplica una carga 'o'al de 8:: )8: de precarga+ y en la escala *C se le aplica una carga 'o'al de 8@: )8: de precarga+
5C9o ;6e(o orre8aionar va8ores (e (6reerentes esa8as= $e pueden correlacionar u'ilizando 'ablas, por e4emplo%
"igura 8/ Kabla de conversiones de durezas/
ANEOS
BIBLIOGRA+A Mn'roducci&n a la Ciencia e Mngenier0a de los Na'erialesO/ Callis'er, /D/ #d/ ever'3 $/A/, 5arcelona/
