Ensayo de Dureza

7/18/2019 Ensayo de Dureza

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Mecánica de fuidos ING208

Sección 80

Reporte 4 práctica 4

Practica: Ensayo de Dureza

Estudiante

José Manuel Bergés

Matricula/ ID:

11-1015/1045772

Maestra

aura !irginia Ra"#re$ %a&rera

Fecha de entrea del re!orte

30 de septiembre de 2014

ENSAYO DE DUREZA



"# $%&eti'os

"#"( $%&eti'o eneral

'nali$ar co"o la (ure$a in)u*e en los (i+erentes tipos (e "ateriales, * tener lacapaci(a( (e asociar este alor con las (istintas escalas .ue eisten (e esteensa*o

"#2( $%&eti'os es!ec)*cos

plicar en .ué consiste la (ure$a unto con sus escalas

'pren(er cuales son los e.uipos utili$a(os en el ensa*o (e (ure$aapo*án(onos en su correcto uso (e las nor"as (e ca(a aparato

%onocer a +on(o las (i+erentes escalas e in(icar .ue relación contiene esta

con las propie(a(es "ecánicas co"o la resistencia a la tensión

2# +e,erencias -i%liorá*cas 's3elan(, onal( R, %iencia e ingenier#a (e los "ateriales, (itorial

6o"pson, e(ición 4, ao 2004 6ttp//uliocorrea9les:or(pressco"/2007/0;/ensa*os-(e-(ure$ap(+

6ttp//:::utpe(uco/<gcalle/%onteni(os/ure$a=B6t"

6ttp//:::ge3o"etalco"/es/uro"etro-a-re&ote/ee&-=ar(ness-esting-

6ttp//:::(agasles/art>6t"

6ttp//:::proce.co"/es/pro(uctos/eri9cacion-(e-"etal/eri9cacion-(e-

(ure$a-(e-"etal-con-aparatos-portatiles/e.uotip->/la-tecnica-(ina"ica-(e-re&ote-(e-lee&6t"l

6ttp//:::&estar-steelco"/6ar(ness

.# Eui!os utilizados

=an(i"et ???

co"et ???

uró"etro portátil = 1@0

%S (upac3 Aranta

uró"etro Roc3:ell M= 500 ?nstructio (e "aneo (e uso

# Materiales utilizadosro&etas (e acero, co&re * alu"inio CDo aplicóE

http://juliocorrea.files.wordpress.com/2007/09/ensayos-de-dureza.pdf

http://www.utp.edu.co/~gcalle/Contenidos/DurezaHB.htm

http://www.gekometal.com/es/Durometro-a-rebote/Leeb-Hardness-Testing-Principle/menu-id-121.html

http://www.proceq.com/es/productos/verificacion-de-metal/verificacion-de-dureza-de-metal-con-aparatos-portatiles/equotip-3/la-tecnica-dinamica-de-rebote-de-leeb.html



http://www.utp.edu.co/~gcalle/Contenidos/DurezaHB.htm

http://www.gekometal.com/es/Durometro-a-rebote/Leeb-Hardness-Testing-Principle/menu-id-121.html




http://juliocorrea.files.wordpress.com/2007/09/ensayos-de-dureza.pdf



1# Desarrollo

1#" Procediiento

"# Pre!araci3n de las !ro%etasara la preparación (e las pro&etas (e 'cero * co&re, estas +ueronllea(as a la "a.uina

2# 4ali%raci3n y edici3n de dureza con Dur3etro +oc56ellM7 100

ri"ero se coloca un espéci"en (e prue&a .ue es utili$a(opara cali&rar esta "á.uina, se leanta 6asta .ue 6agacontacto con el in(enta(or .ue en el caso nuestro +9 *+4 es cono (e (ia"ante, * 6asta .ue la agua pe.ueaeste in(ican(o el ro&o * la "ás gran(e 6acia el punto 4

Tabla de los parámetros de la prueba, Norma de DurómetroRockwell MT !""



a palanca se e"pua en la (irección (e la carga, se aplicala carga, 6asta .ue el punto (e la agua se (etenga %uan(oesta se (etenga se retira la carga aplica(a * se uele a suesta(o original Dota Se (e&e (e tener en cuenta .ue si sele (ea "ás tie"po .ue el necesario la pro&eta se acortara osi se le aplica la carga in(e&i(a

'6ora en e$ (el espéci"en (e prue&a se proce(e a su&irlas pro&etas (e uno a uno (#gase la (e acero * co&re, se leaplica la carga segFn los alores .ue especi9ca la ta&la *sus escalas espués (e aplicarse ca(a carga * (e(escargarla, se an to"an(o los alores (e ca(a escala

.# 4ali%raci3n y edici3n de dureza con Dur3etro Portátil7"0

Dur3etro !ortátil 7"0 ri"ero se conecta el e.uipo * se eri9ca si el e.uipo esta

cali&ra(o, el cual trao un patrón .ue es (on(e se prue&a lacali&ración (e este

Gna e$ *a encen(i(o, se carga la son(a (e i"pacto"oién(ola 6acia arri&a

%oloca"os el (uró"etro en la super9cie (on(e se (esea"e(ir la (ure$a, se pone la &ase (e la son(a en la super9ciecon la "ano i$.uier(a se agarra 9r"e * con la "ano(erec6a apreta"os el &otón

uego (e pocos segun(os (espués la "a.uina nos tira elalor (e (ure$a en la escala .ue selecciona"os



1#2 +esultados o%tenidos

Parte 91#2#" ( +elaciona las durezas indicadas utilizando eldiaraa !ara la con'ersi3n de 'arias escalas#

# RA R$ % Mo&s

Res'ste(c'a

a lacede(c'a

Material

)""@7 8@ 1000 @4 >400 Ditruro (e

'lu"inio

--- *" 8@4 1085 @7>500 %ircona

-- 7@ )" 1570 8>5210 'lF"ina

470 4; 75 !"" 4@1@00

'cero (e &aaleación

+" 10 -- 180 28@00

'cero al

car&ono

1;0 +" -- 1;0 2;@50 Bronce

-- -- !" -- ---- -

100 -- -- " 15250 %o&re

750 @4@ 85 850 2800 !i(rio (e s#li

1#2#2 ( ;<u= ensayos y escala de dureza utilizar)a usted

!ara tiras uy deladas de etal coo el !a!el dealuinio> ;Por u=>

l ensa*o Hnoop ser#a el "ás in(ica(o puesto .ue las lá"inas (elga(as (e alu"iniono presentan gran resistencia * este tra&aa con cargas (es(e 25 gra"os 6asta 53ilogra"os usan(o u in(enta(or (e (ia"ante, este ensa*o es a(ecua(o paraespec#"enes "u* (elga(os * para "ateriales +rágiles



1#2#.( 4alcular la resistencia a la tensi3n ?MPa@ a- !ara unacero inoAida%le con 210 -# ?Psi@ b- !ara aluinio 0 -

'cero inoi(a&le I 8B1 MPa

'lu"inio I 20C000 Psi

1#2#( na !ieza de acero tiene dureza de .10 -# 4alculela resistencia a la tensi3n en MPa y en Psi#

CMaE I >5C>50=BE I "221 MPa

CsiE I 500C>50=BE I "B1000 Psi

1#2#1 ( ;4uál es el 3dulo de resiliencia !ara una !ieza deacero uy tra%a&ada en ,rioC ue tiene una dureza de 20-> ; !ara una !ieza de co%re tra%a&ada en ,rio con unadureza de "00+->

'cero I 1.972 MJ /m3

%o&re I 2.909 MJ /m3

1#2# ( i un aterial tiene una dureza de 00 -C ;4uál esel diáetro es!erado de indentaci3n>

(i con 5003gI 1.259mm

(i con 15003g I 2.171mm

(i con >0003g I 3.052mm

1#2#B ( $%tena !eueas !iezas de ateriales etálicos yno etálicosC incluyendo !iedras# Fr3telas una contra laotraC o%ser'e las ralladuras ue resultaronC y ord=nalas deuna anera siilar al sistea de nueraci3n de Mohs#



uego (e 6a&er +rota(o los "ateriales "etálicos * no "etálicos uno conotros, pu(e llegar a la conclusión (e .ue "aterial tiene "ás (ure$a .ue otro,los cuales organice (e "anera (e me(or (ure$a a ma.or (ure$a

"# %eraC!elaE2# esoC(e la pare(E.# e(a$o (e Ma(era# lástico

1# lacaCaleación (e 'lu"inioE# !asoCi(rioEB# %erá"ica8# =ierro

Parte -1#2#8 ( In'estiar orien y cálculo de la dureza Hee% ?H@#Incluya una %re'e descri!ci3n del ,uncionaiento deldur3etro 7"0#

$rien

=ace >0 aos, el cient#9co iet"ar ee&, tra&aan(o en el e.uipo (e lae"presa sui$a roce., (esarrolló un noe(oso, reolucionario * elegante"éto(o (e "e(i(a (e (ure$a (e "etales con una precisión * repetitii(a(si"ilar a la (e los (uró"etros tra(icionales (e so&re"esa, pero con laentaa (e .ue este nueo instru"ento, con un peso (e 750 gra"os, eraportátil * ten#a acceso a $onas (e la "uestra en las .ue otros (uró"etros



tra(icionales no po(#an "e(ir or las caracter#sticas +#sicas (e este "éto(o,en 1;75 +ue (eno"ina(o "éto(o .uotip -(e nerg* Kuotient * tip Ccociente

(e energ#as * golpecitoE-, no"&re con el .ueroce. registró entonces el pri"er (uró"etroportátil a&soluta"ente 9a&le (e la 6istoria

' pesar (e las resistencias iniciales en elsector (el "etal ante un "éto(o .ue "e(#aen una uni(a( (esconoci(a 6asta la +ec6a, elalor , el "éto(o ee& o .uotip se i"pusocon +acili(a( (urante los aos siguientes ensu&sectores (el "etal en los .ue 6asta

entonces no 6a&#a si(o posi&le reali$ar siste"ática"ente "e(i(as (e(ure$a 'cer#as * +un(iciones, +a&ricantes (e gran(es co"ponentes * (egran(es series a(optaron .uotip co"o el instru"ento "ás preciso * rápi(oen sus "e(i(as (e control (e cali(a( internos

n 1;78, a instancias (e roce., iet"ar ee& pu&licó el ensa*o cient#9coLDueo "éto(o (iná"ico para ensa*o (e "e(i(as (e (ure$a en "ateriales"etálicos, con el .ue el alor se (io a conocer internacional"ente *populari$ó el uso (e .uotip co"o "éto(o (e control (e cali(a(

l alor es un alor (e (ure$a e.uialente a un cociente inaria&le C1E .ue,(es(e 1;;@, se encuentra nor"ali$a(o por la agencia nortea"ericana (enor"ali$ación 'SM a nor"a 'SM '-;5@, .ue (es(e su apro&ación 6ateni(o tres reisiones, reci&ió inicial"ente el no"&re (eLMéto(o nor"ali$a(o .uotip para la "e(i(a (e (ure$a en acero n 2002,

sin e"&argo, "o(i9có su no"&re al genérico LMéto(o nor"ali$a(o (e ee&para la "e(i(a (e (ure$a en acero, por la presión (e +a&ricantes (e lascopias (el instru"ento original .ue se 6an "ultiplica(o por el éito *9a&ili(a( (el "éto(o

/u(c'o(am'e(to

l principio (e "e(ición (e KGN? se &asa, +#sica"ente, en una prue&asi"ple * (iná"ica (e (ure$a

Gn cuerpo (e i"pacto con una punta (e prue&a (e "etal (uro es propulsa(o

contra la super9cie (e la pie$a (e prue&a por "e(io (e una +uer$a (eresorte a (e+or"ación (e la super9cie se pro(uce cuan(o el cuerpo (ei"pacto golpea la super9cie (e prue&a, lo .ue se tra(uce en una pér(i(a (eenerg#a cinética

sta pér(i(a (e energ#a se calcula "e(iante "e(iciones (e eloci(a(cuan(o el cuerpo (e i"pacto está a una (istancia precisa (e la super9cie,tanto en la +ase (e i"pacto co"o en la +ase (e re&ote (e la prue&a l i"án



per"anente en el cuerpo (e i"pacto genera un oltae (e in(ucción en laFnica &o&ina (el (ispositio (e i"pacto

$omo real'0ar u(a prueba1

1 %argar Si"ple"ente cargue el (ispositio (e i"pacto(esli$an(o el tu&o (e carga 6acia (elante.

2 %olocar uego colo.ue el (ispositio (e i"pacto en lasuper9cie (e la pie$a (e prue&a * sosténgalo en el punto (eprue&a (esea(o

> Me(ir resione el &otón (ispara(or para actiar el i"pacto?nstantánea"ente se "ostrara el alor (e (ure$a

1#2# ( 7oe 'arias !iezas etálicas y realice los ensayosde dureza es!eci*cados en la ta%laC co!letando cada unade las celdas# tilice el dur3etro 7"0#

Material

M=todo de!rue%

a

Materialde

indentador

Durezadel

indentador

Diaetrodel

indentador

Masadel aindentador

Prue%a " Prue%a 2

Jalor dla

durez Aleac'ó

( de

$obre

HL%ar&uro (e

ungsteno

1@00 =B>""

54g>>@ 41> >745

Acero HL%ar&uro (e ungsteno

1@00 =B>""

54g>0> 44; >7@

1#2#"0 ( 7oe 'arias !iezas etálicas y realice los ensayosde dureza es!eci*cados en la ta%laC co!letando cada una



de las celdas# tilice el dur3etro +oc56ell ?7ercoM7100@#

Material

M=to

do de!rue%

a

Materialde

indentador

Dureza

delindenta

dor

Diaetro

delindentad

or

Masa

del aindentador

Prue%a "

Prue%a2

Jalor dla durez

Aleac'ó( de

$obreHRA

%ono (eia"ante

10 "o6s--

0423g411 4>0 4205

HRC%ono (e

ia"ante10 "o6s

--0423g

8;0 8>0 @215

AceroHRA

%ono (eia"ante

10 "o6s--

0423g>4; >1 >2;5

HRC%ono (e

ia"ante10 "o6s

--0423g

545 @05 575

1#2#"" ( Es!eci*ue las consideraciones toadas encuenta !ara el desarrollo de las !rue%as del aterialseleccionado#K

a pro&eta (e&ió estar &ien puli(a .ue su super9cie +uera una especie(e espeo, * li"pia

a carga aplica(a por el in(enta(or (e&e (e ser perpen(icular arle un tie"po LO igual a las prue&as, por.ue si se le (a&a tie"pos

(i+erentes a ca(a pro&eta el ensa*o po(r#a estar co"pro"eti(o

1#2#"2 (Es!eci*ue los !aráetros ue se esta%lecieronen el a!arato !ara lle'ar a ca%o estas !rue%as#K

sta&lecer la escala con las cuales a"os a reali$ar la prue&a ', B, %

C=R' * =R% en nuestro casoE * asegurarnos (e la +uer$a .ue seráaplica(a a ca(a una para no encer la (ure$a (e la pro&eta * (aar lapro&eta

a reali$ación (e una prue&a (e la "á.uina usan(o el in(enta(or l rango co"Fn (e las prue&as

=R' 20-28 =R% 20-70



1#. ( 4álculos Nu=ricos

1#.#" 4alcular la resistencia a la tensi3n ?MP9@

a@ ?MPa@ !ara acero inoAida%le con 210-'cero inoi(a&le CMaEI >5 C=BE I >5 C250=BE I 8B1 MPa

%@ ?Psi@ !ara aluinio 0-'lu"inio CpsiE I 500C=BE I 500C40=BE I 20C000 Psi

1#.#2 na !ieza de acero tiene una dureza de .10 -#4alcule la resistencia a la tensi3n en MPa y en Psi#CMaE Resistencia a la tensiónI >5 C=BE I C>5E C>50EI +22! M3a CsiE Resistencia a la tensiónI 500 C=BEI 500C>50EI +*!""" 3s'

1#.#. ;4uál es el 3dulo de resiliencia !ara una !ieza deacero uy tra%a&ada en ,rioC ue tiene una dureza de 20-> ; !ara una !ieza de co%re tra%a&ada en ,rioC con unadureza de "00 +->

r=¿ σ

2

2 E

E¿

Nota: l "o(ulo elástico (el acero es 210,000 * el co&re(e 110,000

Para el acero 20 -:Resistencia a la tensión I >5 C2@0=BE I "0 MPa

r=¿ (910)2

2(210000) E¿

r=¿1.972 MJ /m3

E¿

Para el co%re "00 +-:Resistencia a la tensión 100=RBL 800M!a



r=¿ (800)2

2(110,000) E¿

r=¿2.909 MJ /m

3

E¿

1#.# i un aterial tiene una dureza de 00 -C ;4uál esel diáetro es!erado de indentaci3n>

D2−di

2

D−√ ¿¿

(πD )¿

HB=2 P

¿

31 es la carga aplica(a en Hg

D1 es el (iá"etro (e la &olita Brinell en ""

di: es el (iá"etro (e la i"presión en ""

%o"o no nos (an la carga .ue se aplicara, ten(re"os .ue calcular el(iá"etro (e la i"presión para las > cargas 500 Hg, 1500 Hg * >000 Hg 'continuación proce(ere"os a (espear di:

di=√ D2

−[ D− 2 P

HB (πD ) ]2

$o( !""451

10mm− 1000 Kg

12,566.37

100mm2

−(¿)=√ 100−(10−0.07957 )2

=¿

d i=√ (10mm)2−[10mm− 2 (500kg )

400 HB (π 10mm) ]2

=√ ¿

¿√ 100−98.4149=1.259mm



$o( +!""451

10mm− 3000 Kg

12,566.37

100mm2−(¿)=√ 100−(10−0.2387 )2=¿

d i=

√(10mm)

2

−[10mm−

2 (1500kg )400 HB (π 10mm) ]

2

=√ ¿

¿√ 100−95.2829=2.171mm

$o( 6"""451

10mm− 6000 Kg

12,566.37

100mm2

−(¿)=√ 100−(10−0.07957 )2

=¿

d i=√ (10mm)2−[10mm− 2 (3000kg )

400 HB (π 10mm) ]2

=√ ¿

¿√ 100−90.6788=3.052mm

# 4onclusiones

'l 9nali$ar esta práctica se pue(e apreciar la i"portancia (e conocer el alor(e la (ure$a (e los "ateriales, tenien(o claro su concepto * sa&ien(o .ue serelaciona con otras propie(a(es "ecánicas co"o lo es la resistencia a latensión

Se conocieron (istintas escalas (e (ure$a * a partir (e un (iagra"a (econersión * e"os .ue se pue(e pasar (e una a escala a otra sin pro&le"aalgunon la práctica anali$a"os la (ure$a (el alu"inio, acero * co&re a partir (elensa*o (e (ure$a ee& C=E utili$an(o el (uró"etro portátil = 1@0 * a partir

(el ensa*o Roc3:ell utili$an(o el (uró"etro Roc3:ell M= 500 a "a*orentaa (e estos ensa*os +rente a los (e"ás es la gran canti(a( (e"ateriales .ue se pue(en anali$ar utili$an(o un "is"o e.uipo, la a"pliaarie(a( (e escalas .ue posee (e acuer(o a la carga aplica(a C(e Roc3:ellsola"ente, tene"os (e la ' a la % Psiete escalas (i+erentesQE * en el caso (ela prue&a ee&, .ue el (ispositio sea portátil le (a un alor agrega(o a laacción



'*u(a(os con el so+t:are Aranta i"os .ue se pue(e ta"&ién relacionar la(ure$a con el tipo (e "aterial n la pri"era parte (e la práctica los "a*oresalores (e (ure$a correspon(ieron a las cerá"icas * los "enores a los"etales * aleaciones encontra(asos alores (e (ure$a resultantes al 9nal los ensa*os 6an si(o

Para el aceron la prue&a (e ensa*o ee& >7@5 =n la prue&a (e ensa*o =R' >2;505 =R'n la prue&a (e ensa*o =R' 5750 =R%

Para la aleaci3n de co%ren la prue&a (e ensa*o ee& >745 =n la prue&a (e ensa*o =R' 4205 =R'n la prue&a (e ensa*o =R' @215 =R%

' partir (e ellos po(e"os concluir .ue el acero es el "aterial "ás (uro es elacero, luego el co&re 'un.ue "e resulta un poco etrao por.ue en elso+t:are %S (upac3 Aranta la (ure$a en !ic3ers (el acero es "0(. *en el co&re es ("80 su e$, co"o la (ure$a se relaciona con propie(a(es"ecánicas, e"os utili$an(o el so+t:are %S (upac3 Aranta co"o ar#aentre otras la resistencia a la tracción (e la "is"a "anera .ue el nF"ero (e(ure$a

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