PROCESAMIENTO

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y METALURGICA ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA

‘’PRACTICA

DE LABORATORIO, MEDICION DE LA DUREZA DE UN ACERO DE CONSTRUCCION ’’

INTEGRANTES:  Mercado Gamboa Bil Clinton  Campos Livaque José Eli  Cipriano Blas Joaquín Rodrigo  Flores Arribasplata Kenyi Eduardo

ASESOR DEL CORSO: Ing. Abarca Rodríguez, Joaquín José

HUACHO-PERU 2018

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION

INTRODUCCION La dureza es una de las propiedades fundamentales de los materiales de ingeniería, que para este caso sería dureza mecánica. Los ensayos de dureza permiten a los ingenieros y diseñadores de ingeniería realizar los cálculos pertinentes en cuanto al diseño y fabricación de estructuras, equipos y materiales de construcción en general puesto que les brinda un criterio para que hagan la selección del material que mejor se adapte a sus necesidades.

OBJETIVOS General: 

Determinar la dureza de diferentes muestras por medio de ensayos de dureza haciendo uso de los durómetros mecánico y portátil.

Específicos: 

Evaluar la dureza del acero de construcción.  Reconocer y manejar los instrumentos utilizados para hacer mediciones de dureza.

MARCO TEORICO La dureza es una propiedad fundamental de los materiales y está relacionada con la resistencia mecánica. La dureza se define como la resistencia de un material a la penetración o formación de huellas localizadas en una superficie. Cuanta más pequeña sea la huella obtenida en condiciones normalizadas, más duro será el material ensayado. El penetrador en un ensayo de dureza es generalmente una esfera, pirámide o cono hecho de un material mucho más duro del que se ensaya, como por ejemplo acero endurecido, diamante o carburo de tungsteno sinterizado (Appold, 2005). También existen otras “definiciones” arbitrarias de dureza ya que forman la base para los varios ensayos de dureza ahora en uso; algunas de estas definiciones son:     

Resistencia de la indentación permanente bajo cargas estáticas o dinámicas (dureza por penetración). Absorción de energía bajo cargas de impacto (dureza por rebote). Resistencia de la abrasión (dureza por desgaste). Resistencia al rayado (dureza por rayado). Resistencia a la cortadura, a la perforación

CLASIFICACION La clasificación de los métodos de dureza de acuerdo al procedimiento empleado para su realización se divide en tres importantes grupos.

1. Los que miden la resistencia que oponen los cuerpos a la penetración o indentación: Este método está basado en la aplicación de una carga estática sobre la superficie de un material para provocarle una deformación permanente 1


conocida como indentación o huella, la cual presenta una profundidad que está en relación inversa al número de dureza del material ensayado (Appold, 2005). 2.

Los que miden la resistencia elástica o al rebote: consiste en dejar caer una herramienta con carga y altura definida sobre la superficie del material a ensayar, de tal forma que al chocar con dicha superficie se provoque un rebote de la herramienta, cuya altura está directamente relacionada con la dureza elástica del material (Gomes, 2006).

3. Los que miden la resistencia que oponen los cuerpos al corte o la abrasión: consiste en efectuar una ranura con una herramienta de corte o abrasiva al material a ensayar (Gomes, 2006) .

ALGUNAS DE LAS ESCALAS USADAS EN LA MEDICION DE LA DUREZA Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero templado o carburo de W. Se usa para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar. Poco precisa con chapas de menos de 6mm de espesor y estima resistencia a tracción (Gomes, 2006).

Dureza Rockwell: Se utiliza como punta un cono de diamante (en algunos casos bola de acero). Es la más extendida, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales. Se suele considerar un ensayo no destructivo por el pequeño tamaño de la huella (Larburu Arrizabalaga, (2004)).

Dureza Vickers: Emplea como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular. Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la escala Brinell. Mejora del ensayo Brinell para efectuar ensayos de dureza con chapas de hasta 2mm de espeso. • Dureza Vickers: Emplea como penetrador un diamante con forma de pirámide

cuadrangular. Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la escala Brinell. Mejora del ensayo Brinell para efectuar ensayos de dureza con chapas de hasta 2mm de espesor. • Dureza Webster: Emplea máquinas manuales e n la medición, siendo apto para

piezas de difícil manejo como perfiles largos extruidos. El valor obtenido se suele convertir a valores Rockwell.

DUREZA BRINELL DURÓMETRO Este ensayo se basa en el principio de que se puede medir la dureza de un metal midiendo las dimensiones de la huella producida al comprimir contra él una bola de acero aplicando una carga estática. Utiliza penetradores en forma de bolas de diferentes diámetros; estos pueden ser de acero templado o de carburo de tungsteno¹, normalmente de 5 o 10 mm de diámetro, utiliza cargas normalmente hasta 3000 kg y estas dependen del diámetro de bola utilizado y de la dureza relativa del material a ensayar, este ensayo de dureza está regulado por la ASTM que indica 2


que para metales férreos se debe emplear una carga de 3000 kg durante 10 segundos con una bola de 10 mm, y que para metales no ferrosos la carga será de 500 kg con bola de 10 mm y por un tiempo no inferior a 30 segundos, las cuales se pueden normalizar de acuerdo con la siguiente formula, que establece que se pueden obtener números de dureza iguales aunque se usen diámetros diferentes siempre y cuando las cargas aplicadas se mantengan proporcionales p = kd² , donde k=30 para aceros y fundiciones y p = kd2 , donde k=5 para aleaciones no ferrosas El ensayo de dureza es, juntamente con el de tracción, uno de los más empleados en la selección y control de calidad de los metales (Larburu Arrizabalaga, (2004)). Intrínsecamente la dureza es una condición de la superficie del material y no representa ninguna propiedad fundamental de la materia. Se evalúa convencionalmente por tres procedimientos. El más usado en metales es la resistencia a la penetración de una herramienta de determinada geometría. Se puede destacar el hecho de que los materiales que más comúnmente son analizados bajo este tipo de prueba física son aleaciones no ferrosas e incluso algunos tipos de aleaciones ferrosas que exceden el punto austenítico (2% de C), también denominadas “Fundiciones”, tales como: 



Hierro Gris  Hierro Blanco  Hierro Maleable.  Hierro Nodular

Cobre: 35 HB  Madera: entre 1 HB y 7 HB  Vidrio: 482 HB [4]

ACEROS DE CONSTRUCCION

Acero dulce: El porcentaje de carbono es de 0,267%, tiene una resistencia mecánica de 48-55 kg/mm2 y una dureza de 135-160 HB.

Acero semidulce: El porcentaje de carbono es de 0,35%. Tiene una resistencia mecánica de 55-62 kg/mm2 y una dureza de 150-170 HB. Se templa bien, alcanzando una resistencia de 80 kg/mm2 y una dureza de 215-245 HB.

Acero semiduro: El porcentaje de carbono es de 0,45%. Tiene una resistencia mecánica de 62-70 kg/mm2 y una dureza de 180 HB

Acero duro: El porcentaje de carbono es de 0,55%. Tiene una resistencia mecánica de 70-75 kg/mm2, y una dureza de 200-220 HB. Templa bien en agua y en aceite, alcanzando una resistencia de 100 kg/mm2 y una dureza de 275-300 HB.

MATERIALES Y EQUIPOS 



Acero de construcción  Arco sierra  Lijas

Pastas abrasivas  Durómetro mecánico y portátiL

3


PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAAL 1. Primeramente se ha tenido que seccionar una probeta de un acero de construcción de 0.5”L x 1” D

2. Posteriormente se hizo un desbaste con la ayuda de abrasivos (lijasN°80, 100, 120, 200, 220, 800,1000) hasta obtener una superficie lisa.

3. Seguidamente procedimos a medir su respectiva dureza en la cual se tuvo que realizar mediciones mediante el uso de dos diversos tipos de durómetros el portátil y el mecánico.

PROCESO DE MEDICION DE DUREZA CON EL DURÓMETRO PORTATIL

Pasta para acople

Durómetro portátil

4


Prueba de dureza

Probeta base

RESULTADOS OBTENIDOS

NUMERO DE MEDIDAS

MEDIDA CON DUROMETRO PORTATIL DUREZA DE LA PROBETA DUREZA DEL ACERO DE BASE OBTENIDA CONSTRUCCION OBTENIDA

1

775

256

2

778

283

3

784

278

4

785

311

792

310

782.8

287.6

5 DUREZA PROMEDIO

PROCESO DE MEDICION DE DUREZA CON EL DURÓMETRO MECANICO Consistio en realizar cinco pruebas de dureza de la probeta de acero de contruccion totalmente preparado, donde se realizo el siguiente proceso para obtener su respectiva medida de dureza. 

Hallar el diametro de la bola de medida de dureza del durometro con la ayuda de un bermier el cual se obtubo un diametro de 10mm  Seguidamente se llevo a realizar las medisiones correspondientes, donde se gira hasta llegar a un rango de medida 10 en la brujula que se halla junto al durometro una vez llegado esa medida se espera 15 minutos y se buelbe a desajustar la probeta para tomar la medida del diametro con el vermier luego realizar una siguiente prueva.

5

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION De las cuales podimos obtener las siguientes medidas que se muestran en el siguiente c uadro. MEDIDAS CON EL DUROMETRO MECANICO NUMERO DE MEDIDA MEDIDA DEL ACERO DE CONSTRUCCION (mm) 1

2.26

2

2.29

3

2.55

4

2.64

5

2.6

PROMEDIO

2.468

Reajuste en las medidas encontradas por los dos durometros para ser comparados con su dureza experimental. Ajuste para la dureza tomada del acero de construccion con el durometro portatil de a cuerdo a la siguiente tabla dada.

6


6.25 X 6.30

285 287.6 290

Interpolando tenemos  − . 

.  − 

.  − . 

=

 − 

 = . 

Ajuste para la dureza tomada del acero de construccion con el durometro mecanico de a cuerdo a la siguiente tabla dada. 2.45 2.468 2.50

2090 X 2000

Interpolando tenemos .  − .  .  − . 

 −  =

 − 

 = . 

Duerza teorica =275-300 HB

CONCLUSIONES 

gracias a esta practica se pudo aprender hacer uso del instrumento de medida de dureza.  Comparando la dureza experimental con su dureza teorica pues llegamos a un rango aproximado

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Bibliografía Appold, H. (2005). Tecnologia de los metales. Bogotad : Reverte. Gomes, M. (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5. Larburu Arrizabalaga, N. ((2004)). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas herramientas. Mdrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5.

1. http://www.construccionenacero.com/ 2. Volver arriba↑ «Copia archivada». Archivado desde el original el 17 de marzo de 2011. Consultado el 20 de enero de 2011

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