Ensayo de Dureza en Metales PDF

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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERIA

ENSAYO DE DUREZA 1. OBJETIVO 1.1 Objetivo general. Conocer un método de ensayo para el cálculo de la dureza en metales. 1.2 Objetivos específicos.

Que el estudiante conozca las normas y técnicas para realizar los ensayos de dureza Brinell y Vickers.

Determinar otras propiedades mecánicas de los materiales.

2. DEFINICIONES El ensayo de dureza se realiza imprimiendo en una probeta metálica, firmemente sujeta en una plataforma rígida, un indentador de forma geométrica determinada bajo una carga estática conocida. Los métodos más comunes para el ensayo de dureza son:

Ensayo de dureza Brinell Ensayo de dureza Vickers

2.1 Dureza. Es la resistencia que opone un material a la penetración. 2.2 Dureza Brinell. Es el cociente de la carga en kilogramos fuerza ( kgf ) y el área

de la huella en milímetros al cuadrado (mm2).

DhP

dDDD

PHB

)(

222




Donde: P = Carga aplicada en kilogramos fuerza ( kgf ) D = Diámetro de la esfera en milímetros ( mm ) d = Diámetro de la huella en milímetros ( mm )

En el laboratorio de Resistencia de materiales de la U.F.P.S. se utiliza para el ensayo de dureza Brinell una esfera de acero de 2.5 milímetros (mm), con una carga de 187.5 kilogramos fuerza (kgf). La esfera es presionada sobre la probeta metálica por un lapso de 10 a 15 segundos. 2.3 Dureza Vickers. Es el cociente del producto de 1.854 por la carga aplicada en

kilogramos fuerza (kgf) y la longitud de la diagonal del cuadrado de la huella en milímetros (mm).

2

854.1d

PHV

Donde: P = Carga aplicada en kilogramos fuerza ( kgf). d = Longitud de la diagonal del cuadrado de la huella en milímetros ( mm ). Para el ensayo de dureza Vickers se utiliza un indentador piramidal de base cuadrada con un ángulo incluido de 136o entre las caras opuestas.




Tanto el diámetro de la huella provocada por la bola de acero como la longitud de la diagonal del cuadrado es medido por medio de un microscopio.

2.4 Factores que influyen en el ensayo de dureza. Entre los factores que pueden

incidir en el cálculo de la dureza están:

El achatamiento de la bola o el astillamiento del diamante que inciden en el valor calculado.

Aplicar cargas dentro de un intervalo establecido.

Se aconseja que las superficies de la probeta este lisa y sin restos de suciedad.

El espesor de la muestra debe ser por lo menos 10 veces la profundidad de la

huella.

Las huella deben estar mínimo a dos (2) diámetros de distancia del borde de la probeta a ensayar y separados por lo menos cinco (5) diámetros entre huellas.

3. EQUIPOS Y MATERIALES

Durómetro. Este equipo cuenta con una bola de acero de 2.5 milímetros (mm) para aplicar el ensayo de dureza Brinell, y un marcador piramidal de diamante para el ensayo Vickers.




Probeta metálica. El espesor de la probeta debe ser por lo menos igual a 15

veces la diagonal de la impresión (15d) para la dureza Vickers. y por lo menos igual a 8 veces la profundidad de la impresión.

4. DATOS INICIALES 4.1 Ensayo de dureza Brinell. Tomar el diámetro de la esfera en milímetros (mm) y

el valor de carga aplicada en kilogramos fuerza (kgf ). 4.2 Ensayo de dureza Vickers. Tomar valor de la carga aplicada. 5. LECTURAS 5.1 Ensayo de dureza Brinell. Lecturas de los valores del diámetro de la huella

horizontal y diámetro de la huella vertical. 5.2 Ensayo de dureza Vickers. Lecturas de los valores de las dos diagonales de la

huella dejada por el indentador piramidal. La distancia mínima del centro de una impresión al borde de la probeta o al borde de cualquier otra impresión debe ser igual a 2.5 d 6. PROCEDIMIENTO

Tomar dimensiones y peso de la probeta Colocar el indentador según sea el ensayo (Brinell o Vickers). Fijar el valor de la carga a aplicar (Brinell o Vickers). Colocar la probeta en el soporte metálico. Aplicar la carga estipulada durante 10 a 15 segundos. Tomar los datos de la impresión dejada por el indendador sobre la probeta

metálica. 7. DATOS FINALES

Corroborar la distancia entre huellas, y la de esta con los extremos y con su espesor.




8. CALCULOS

Calcular valores de la dureza Brinell y de la dureza Vickers.

A partir del valor de dureza Brinell hallar el valor aproximado de la resistencia a la tracción del material ensayado.

A partir del valor de dureza Brinell hallar el valor de la dureza Vickers, dureza

Rockwell, dureza Shore.

¿Qué normas nacionales e internacionales se aplican al ensayo de dureza Brinell y al ensayo de dureza Vickers?

9. LECTURAS RECOMENDADAS Referencia bibliográfica No. 2 Referencia bibliográfica No. 3 Referencia bibliográfica No. 5; pág. 347 - 350 Referencia bibliográfica No. 6; pág. 286 - 288 10. CONCLUSIONES




CAMPANA DE GAUSS PARA EL CALCULO DE VALORES DE DUREZA Los valores de dureza obtenidas tendrán cierta variación, así, que utilizando la campana de Gauss se calcula un valor promedio de dureza. Campana de gauss

Los valores de dureza obtenidos se repiten un determinado número de veces.

Se utiliza un sistema de coordenadas de dos ejes. El eje vertical representa las veces que se repite y el eje horizontal el valor de dureza.

No hay valores ceros ni negativos.

La curva comienza y finaliza en el eje horizontal con el valor de frecuencia uno.

Solo los valores de frecuencia superior a uno hacen parte de la curva.

La dispersión de la curva comienza en el valor inmediatamente anterior al primer

valor mínimo de esfuerzo cuya frecuencia es superior a uno.

La curva se considera que es cerrada si comienza y termina con valores de esfuerzo cuya frecuencia es igual a uno.





LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

ENSAYO DE DUREZA

DATOS INICIALES

REFERENTES AL ENSAYO

FECHA: TIPO DE ENSAYO :

MÁQUINA UTILIZADA:

EJECUTOR:

LECTORES:

ESCALA:

INTERVALO DE CARGA:

REFERENTES A LA PROBETA

MATERIAL: DIBUJO DE LA PROBETA

PESO:

DIMENSIONES

Diámetro de la esfera (Brinell):






ENSAYO DE DUREZA

TABLA DE LECTURAS

BRINELL VICKERS

Diametro Horizontal (mm) Diametro Vertical (mm) Diagonal 1 (mm) Diagonal 2 (mm)






ENSAYO DE DUREZA

DATOS FINALES

TIEMPO:

Dibujo Impresión de las Huellas en la Probeta

SECUENCIA TOMA DE DATOS:

DISTANCIA Huella-Huella:

DISTANCIA Huella Extremos:






ENSAYO DE DUREZA

VALORES CARACTERISTICOS

VALOR DE DUREZA BRINELL:

RESISTENCIA MINIMA A TRACCION:

VALOR DE DUREZA ROCKWELL:

VALOR DE DUREZA SHORE:

VALOR DE DUREZA VICKERS:

DESVIACION ESTANDAR: CAMPANA DE GAUSS

Brinell

Vickers

PESO ESPECIFICO:




ANEXOS

MAQUINA PARA EL ENSAYO DE IMPACTO

Fuente: BARAJAS CASTIBLANCO HUMBERTO. Manual de Laboratorio de Resistencia de Materiales. Cúcuta; UFPS. Pag 88




ESFERA UTILIZADA EN EL ENSAYO BRINELL





MARCADOR PIRAMIDAL DE DIAMANTE VICKERS


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