http://www

http://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm02/ptrb2_2_2.htmlLos materiales se requieren para transmitir la energa mecnica entre ciertas partes de una mquina. Las variables que determinan la energa mecnica son las fuerzas y los desplazamientos. Los materiales constituyen los componentes y reaccionan con esfuerzos y alargamientos oponindose a las solicitaciones. Es lo que se denomina caractersticas mecnicas de los materiales o capacidad de transmitir o soportar las variables de energa mecnica.El diseo ptimo de una pieza, o mquina como conjunto de piezas, requiere el compromiso de la buena conformacin, de acuerdo con las funciones especficas, y el buen dimensionamiento, de acuerdo con la adecuada seleccin del material. La seleccin y el dimensionamiento requieren el conocimiento de los ndices que califican y cuantifican las cualidades de cada uno de los materiales alternativos que son aptos para realizar una pieza.La determinacin de los ndices que miden las cualidades, o caractersticas de respuesta de los materiales ante un determinado requisito, se realiza por medio de ensayos estandarizados. Estos deben suministrar los parmetros de respuesta de los materiales que permitan seleccionarlos; bien a travs de valores absolutos, que permiten el dimensionamiento, o bien por valores relativos, que definen niveles de aceptacin.Los ensayos son tan diversos como diversas son las caractersticas o cualidades que les exigimos a las piezas o a su material. Pongamos por ejemplo un gancho de izado de una gra. Le exigiremos unos niveles determinados en la resistencia a traccin, en la resistencia al impacto, en el nmero de izadas de servicio que ha de resistir, en la inoxidabilidad en atmsferas industriales, etc. Evidentemente cada exigencia requiere un ensayo especfico que cuantifique esas caractersticas.Los principales ensayos que se requieren para calificar las caractersticas resistentes de los materiales pueden clasificarse como:

a)Estticos; que simulan el comportamiento del material con pequeas velocidades de aplicacin de las cargas. Distinguiremos entre ellos:

traccin,

fluencia,

fractura, y,

dureza.

b)Dinmicos; que modelizan el comportamiento frente a cargas variables con el tiempo. Distinguiremos entre ellos:

fatiga, y,

resiliencia.

Su campo de aplicacin es general, y fundamental, en Ingeniera. El ensayo de traccin es el primer ensayo, en importancia, obligatorio para conocer las caractersticas resistentes de los materiales metlicos, cermicos y tambin polimricos y compuestos, a la temperatura ambiente.El ensayo de fluencia es un ensayo obligado para conocer las caractersti-cas resistentes de los materiales metlicos y compuestos cuando la temperatura de servicio es media o alta, superior a los 300C. Pero tambin es aplicable a temperaturas ambientales para materiales de tipo polimrico o metales de bajo punto de fusin que muestran este fenmeno a esas temperaturas.El ensayo de tenacidad en fractura es obligado para calcular el riesgo de aparicin de la fractura sbita de un material y para relacionar las tensiones de clculo asociadas.El ensayo de dureza es una herramienta bsica para controlar, de forma rpida, las caractersticas de traccin de los materiales.El ensayo de fatiga tiene una extensa aplicacin; la de todas aquellas piezas que se encuentren sometidas a esfuerzos o tensiones variables: motores, mquinas, etc.El ensayo de resiliencia es un requisito ineludible de calidad de los materiales, exigido para demostrar su tenacidad de forma sencilla.En general todos los ensayos citados se aplican para analizar y controlar la calidad de los productos aplicados y elaborados en la fabricacin de mquinas e ingenios.

Se realizarn experiencias para determinar diferentes caractersticas mecnicas de los materiales tales como:

Ensayo de traccin.

Ensayo de flexin.Ensayo de fluencia.Ensayo de fatiga.

Ensayo de resiliencia.Ensayos de dureza.

Ensayo Brinell

Ensayo Vickers

Ensayos Rockwell

Ensayo Shore

2.1 ENSAYO DE TRACCION

Es un ensayo que tiene por objetivo definir la resistencia elstica, resistencia ltima y plasticidad del material cuando se le somete a fuerzas uniaxiales. Se requiere una mquina, prensa hidrulica por lo general, capaz de:a) Alcanzar la fuerza suficiente para producir la fractura de la probeta.b) Controlar la velocidad de aumento de fuerzas.c) Registrar las fuerzas, F, que se aplican y los alargamientos, L, que se observan en la probeta.

Prensa de 50 kNPrensa de 100 kNPrensa de 100 kNPrensa dinmica de 250 kN

Figura 2.1. Diferentes mquinas universales de ensayos de traccin.

Colocacin del extensmetro en una probeta planaDetalle del extensmetro en probeta planaColocacin del extensmetro en una probeta cilndricaDetalle del extensmetro en probeta cilndrica

Figura 2.2. Detalle de la colocacin del extensmetro en probetas plana y cilndrica para la medicin d elas deformaciones durante el ensayo de traccin.

La figura 2.1 representa diversas mquinas universales de ensayos de traccin, de 50, 100 y 500 kN. En la figura 2.2 puede observarse el montaje de extensmetros en la probeta de ensayosrepresenta y el esquema de los registradores de fuerza, F, y desplazamiento, DL, montados sobre la probeta.

Figura 2.3 Probeta para el ensayo de traccin de diferentes materiales.

Las probetas son normalizadas, cilndricas o planas, admitiendo secciones variables, S0, si bien estn correlacionadas con la longitud de la probeta, L0, a travs de un modelo del tipo:

INCLUDEPICTURE "http://www.upv.es/materiales/Fcm/espacio.gif" \* MERGEFORMATINET (2.1)

siendo K un factor de proporcionalidad definido por la norma. La figura 2.3 muestra probetas cilndricas de diferentes materiales segn la norma EN 10002-1.

2.1.1 Objetivo de la experienciaAnalizar la informacin que suministra el ensayo de traccin bajo carga axial de un material. Cuantificar los parmetros indicadores.

2.1.2 Procedimiento de ensayoa)Elaborar probetas de acero dulce AE235, EN 10025, de 10 mm de dimetro y K = 5.65, EN 10002/1.

b)Marcar las partes cilndricas con dos granetazos separados la longitud L0.

c)Montar la probeta en las mordazas de la prensa y aumentar la carga F con una velocidad vp = 10 mm/min hasta una carga de 1500 Kg. Despus volver a 0 la carga registrando las deformaciones permanentes L.

d)Montar una segunda probeta y volver a ascender las cargas con velocidad vp = 10 mm/min, hasta alcanzar la carga de 2400 Kg y descender hasta 0 registrando las cargas y las deformaciones.

e)Montar la tercera probeta y volver a cargarla con velocidad vp hasta la rotura registrando en cada momento la carga F y el alargamiento L.

f)Juntar las dos medias probetas y medir la longitud Lr que existe entre los dos granetazos, y el dimetro de rotura dr.

Figura 2.4. Colocacin de la probeta en la mquina de ensayos.

2.1.3 Resultados obtenidos del ensayo de traccin

Ensayo de traccin en polmero ABSEnsayo de traccin en muestra de acero planaEnsayo de traccin en redondo de acero

Medicin de las caractersticas de las probetas, antes del ensayo:

INCLUDEPICTURE "http://www.upv.es/materiales/Fcm/espacio.gif" \* MERGEFORMATINET L0 =

INCLUDEPICTURE "http://www.upv.es/materiales/Fcm/espacio.gif" \* MERGEFORMATINET d0 =

Medicin de las caractersticas de las probetas con posterioridad a la rotura:

INCLUDEPICTURE "http://www.upv.es/materiales/Fcm/espacio.gif" \* MERGEFORMATINET Lr =

INCLUDEPICTURE "http://www.upv.es/materiales/Fcm/espacio.gif" \* MERGEFORMATINET dr =

INCLUDEPICTURE "http://www.upv.es/materiales/Fcm/espacio.gif" \* MERGEFORMATINET Carga elstica =

INCLUDEPICTURE "http://www.upv.es/materiales/Fcm/espacio.gif" \* MERGEFORMATINET Carga mxima =

Clculo de los parmetros caractersticos del ensayo, Lmite de elasticidad, carga de rotura, alargamiento hasta rotura, estriccin, etc.

2.2 ENSAYO DE FLEXION

2.2.1 Objetivo de la experienciaConocer los fundamentos del ensayo de flexin. Observar el comportamiento plstico y elstico de los materiales.

2.2.2 Materiales, procedimiento de ensayo, equipo y probetas

Mquina universal de ensayos con los tiles de flexin montadosColocacin de la probeta a ensayar en los tiles de flexin

Figura 2.5. Mquina universal de ensayos con los tiles de flexin montados.

2.2.3 Resultados obtenidos

Ensayo de flexin en aluminioEnsayo de flexin en metacrilatoEnsayo de flexin en material cermico

a)Ensayo de una probeta de polimetilmetacrilatob) Ensayo de una probeta de aluminio

Figura 2.6. Resultados de flexin en: a) policarbonato, b) aluminio.

2.3 ENSAYO DE FLUENCIA

Se define que un material trabaja a fluencia cuando experimenta alargamientos crecientes en funcin del tiempo, an para cargas aplicadas constantes. Los ensayos de fluencia se realizan para analizar las caractersticas resistentes de los materiales en las condiciones que muestran un comportamiento viscoelstico.El comportamiento viscoelstico es caracterstico de materiales plsticos a temperatura, incluida la ambiente; y tambin materiales metlicos en ciertos rangos de temperaturas. El equipo de ensayo es una mquina de ensayos de traccin provista de un horno, contenedor de la probeta, con control de la temperatura de ensayo, como se observa en la figura 2.7.

Figura 2.7. Equipo de fluencia a elevadas temperaturas.

Como en el ensayo de traccin, deben registrarse las deformaciones, L, medidas sobre la probeta, y adems los tiempos transcurridos, te, en correspondencia con las deformaciones sufridas.El ensayo de fluencia se realiza habitualmente segn el procedimiento, que se comenta a continuacin, que considera el objetivo de correlacionar deformaciones, L, y tiempos, t, para una carga, F, y temperatura, T, constantes (CREEP). Es el siguiente:

a)Marcar la longitud de la probeta con dos granetazos separados l0 mm.

b)Montar la probeta en las mordazas de la prensa y en el interior del horno de calentamiento.

c)Efectuar la elevacin de temperatura hasta alcanzar la temperatura de ensayo, Te.

d)Elevar la carga de la prensa hasta el nivel requerido, Fi, en el que se obtiene respuesta de fluencia en el material, y mantener la carga hasta la fractura.

e)Registrar para cada ensayo la sucesin de los valores de las variables Fi, L, Te y t.

f)Repetir el ensayo para otras combinaciones de las variables Te y Fi.

2.3.1 Objetivo de la experienciaConocer el comportamiento mecnico caracterstico de los materiales metlicos a alta temperatura (Se considera alta temperatura cuando sta es superior a 0,5 Tfusin K).

2.3.2 Materiales, procedimiento de ensayo, equipo y probetas

2.3.3 Resultados obtenidos

Preparacin del ensayo de fluencia de una aleacin de nquel, aluminio y Pb-Sn.Estado de las probetas tras 30 minutos de ensayo.Estado final de las probetas tras 90 minutos de ensayo.

Figura 2.8. Resultado obtenido en el ensayo de fluencia a temperatura ambiente.

Ensayo de fluencia

2.4 ENSAYO DE FATIGA

Se define que un material trabaja a fatiga cuando soporta cargas que varan cclicamente con el tiempo. Si en los ensayos estticos, traccin y fluencia, poda aproximarse que dF/dt = 0, en fatiga dF/dt 0 en cualquier momento del servicio.

El ensayo de fatiga tiene por objetivo analizar las caractersticas resistentes de los materiales cuando trabajan bajo cargas variables. Entre los parmetros fundamentales que califican el comportamiento caracterstico ante la fatiga de los materiales estn:

A -La cintica de la carga aplicada en el tiempo.

B -Tipo de tensiones engendradas en la pieza, como consecuencia de la aplicacin de la carga. Entre ellas citaremos:

Axiales originadas por traccin o compresin.

Axiales originadas por flexiones.

Cortantes causadas por torsin.

Combinadas.

C -Tipo de trabajo caracterstico del conjunto de la pieza en la mquina. Entre ellos citamos:

Traccin.

Flexin plana.

Flexin rotativa.

Torsin.

El tipo de trabajo, tipo de tensiones y cintica de la carga determina una gran variedad de ensayos de fatiga.

HYPERLINK "http://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm02/Laboratorio/Fatiga5.jpg" \t "_blank"

Figura 2.9. Mquina de fatiga de flexin rotativa.

El ensayo de fatiga ms universal, por la sencillez de la mquina de ensayo, es el de flexin rotativa, que se representa en la figura 2.9. Consiste en un motor que arrastra un eje giratorio, sobre el que se monta una probeta que queda en voladizo. Sobre este extremo volado, gravita una carga P, la que se mantiene sin giro por el rodamiento que las liga.

La mquina para ensayos de fatiga debe permitir el control y registro de los parmetros de ensayo, siguientes:

Cargas aplicadas, F.

Contador de vuelta de la probeta, n.

Velocidad angular, rpm.

Un procedimiento de ensayo de fatiga tpico sera el siguiente:

a)Elaborar probetas cilndricas de acero AE 275 para ensayos de fatiga de flexin rotativa, segn norma UNE 7118.

b)Calcular la carga Fi que induce tensiones axiales si en la generatriz de la probeta en su seccin de empotramiento, S, del orden de x% del lmite elstico Le. Considerar el valor obtenido en el ensayo de traccin.

c)Someter la probeta a tensiones i, mediante la carga Fi, controlando, mediante paradas secuenciales, la iniciacin de la grieta de fatiga. Registrar los ciclos ngi que determinan la iniciacin de esta grieta.

d)Proseguir el ensayo registrando, mediante paradas secuenciales, el tamao de la grieta y el nmero de ciclos nci transcurridos hasta la aparicin de la fractura total.

e)Observar las fracturas de fatiga.

f)Realizar esta secuencia para las cargas Fi que inducen tensiones de 30, 40, 50, 60 y 80% del lmite elstico, Le.

2.4.1 Objetivo de la experienciaConocer los fundamentos de ensayos normalizados de fatiga, a flexin rotativa, y ensayos de fatiga sobre componentes reales de mquinas.

2.4.2 Materiales, procedimiento de ensayo, equipo y probetas

Probetas de fatiga.Colocacin de la probeta en el amarre.Seleccin de la carga de ensayo.Preparacin d ela mquina con dos probetas.

Figura 2.10. Probetas de fatiga, su colocacin en la mquina y seleccin de las cargas de ensayo.

Ensayo de fatiga

2.4.3 Objetivos del ensayo de fatiga sobre componentes reales

Ensayo de fatiga en componentes reales

2.5 ENSAYO DE RESILIENCIA

La condicin fundamental que determina el ensayo de resiliencia es la velocidad de aplicacin de cargas, la que corresponde a la cada libre de una carga ligada a un pndulo. Una mquina universalmente aplicada es el pndulo de Charpy que se observa en la figura 2.11.

Pndulo de 25 julios.Pndulo de 300 julios.

Figura 2.11. Pndulos Charpy.

El pndulo Charpy dispone de una masa M montada en el extremo del brazo, de longitud l, que pivota en el centro A. El ensayo de resiliencia consiste en golpear una probeta apoyada en s con la masa del pndulo que ha sido abandonada en cada libre desde una altura prefijada H. La energa absorbida, Ea, por la probeta para producir su fractura es la medida de la tenacidad del material en las condiciones del ensayo.

Los parmetros primarios que definen el campo de resiliencia son:

a)Velocidad de impacto en la probeta, v.

b)Energa cintica en el punto de alcanzar la probeta, Ec.

Estos parmetros son funcin de las variables de ensayo del pndulo (M, H o ) a travs de las expresiones conocidas:

v = (2 g H) = [2 g l (1 - cos )] (2.2)

Ec = g M H = g M l (1 - cos ) (2.3)

La energa absorbida por la probeta en su fractura Ea se cuantifica por la diferencia de alturas de la masa del pndulo desde su posicin inicial H y su posicin final h, que forma un ngulo ', despus de efectuar la fractura. Si se desprecian resistencias pasivas, la energa absorbida viene definida por:

Ea = g M l (cos ' - cos ) (2.4)

Las probetas pueden ser de formas variables. Su variabilidad es determinada por los dos parmetros siguientes:

a)Forma de la entalla que se le practica en el centro de la barreta prismtica, que definen por si mismo tipos de ensayo, como el Charpy en U o en V, Izod, DVM, etc.

b)Tipo de apoyo de la probeta en el pndulo, utilizndose:

1.

Dos apoyos en los extremos, probeta biarticulada; por ejemplo el ensayo Charpy.

2.

Empotramiento en un extremo; por ejemplo el ensayo Izod.

Figura 2.8. Montaje de la probeta en el Pndulo Charpy.

2.5.1 Objetivo de la experienciaConocer los fundamentos y anlisis de resultados del ensayo de resiliencia para la determinacin de la tenacidad de los materiales.

2.5.2 Procedimiento de ensayo.a)Elaborar probetas de acero dulce AE 235 con dimensiones normalizadas EN 10045-1, y entallas siguientes:

P1 -

Entalla en V, radio de fondo 0.25 mm, 15 unidades.

P2 -

Entalla en V, radio de fondo 0.50 mm, 3 unidades.

P3 -

Entalla en V, radio de fondo 0.75 mm, 3 unidades.

b)Elevar la masa M del pndulo Charpy hasta una altura que forme un ngulo a, variable, con la vertical.

c)Mantener las probetas en congelador hasta alcanzar las temperaturas seleccionadas, Ti.

d)Situar las probetas seleccionadas, P1, P2 o P3, en el portaprobetas coincidiendo la entalla con el recorrido del centro de la masa.

e)Soltar la masa del pndulo que producir la fractura de la probeta.

f)Tomar mediciones de:

La seccin neta de la probeta a x b.

El ngulo ' despus de la fractura.

El ngulo formado por las dos medias probetas fracturadas, al juntar sus secciones complementarias.

La seccin media de fractura a' x b'.

La morfologa de las secciones fracturadas, diferenciando:

Zona brillante cristalina.

Zona gris.

Pndulo Charpy de 25 J para polmeros y cermicas.Colocacin de la probeta en los apoyos.Situacin de impacto del martillo en la probeta.

Figura 2.12. Ensayo de resiliencia en materiales polimricos.

Probetas de acero en V.Colocacin de la probeta en los apoyos.

Figura 2.13. Probetas normalizadas de 10x10 mm para ensayo en pndulo de 300 J.

2.5.3 Resultados obtenidos del ensayo de resiliencia.

ENSAYO N1234567

ANGULO i6090120120120120120

PROBETA PiP1P1P1P2P3P1P1

TEMPERATURA TiC20202020200-20

SECCION axb, Smm280808080808080

ANGULO

SECCION a'xb', Summ2

SUPERFICIE GRIS, Sgmm2

SUP. BRILLANTE, Sbmm2

RESILIENCIAkgm/cm2

VELOCIDAD CARGA,vcm/s3.134.435.425.425.425.425.42

RELACION Su/S %

Ensayo de resiliencia en pndulo Charpy

2.6 ENSAYOS DE DUREZA

Desde el punto de vista fsico se define la dureza como la resistencia que oponen los cuerpos a ser rayados o penetrados por otros con los que se compara.

2.6.1 Ensayo BrinellEn el ensayo de dureza Brinell el penetrador es una bola de acero extraduro de dimetro D, que se apoya sobre la probeta a estudiar; ejerciendo sobre la misma una fuerza P durante un tiempo t dado, aparece una huella de dimetro d sobre el metal, figura 2.14. La dureza Brinell viene definida por:

Figura 2.14. Esquema del ensayo de dureza Brinell.

HB = P/S (2.5)

siendo S la superficie de la huella, casquete esfrico. P se expresa en kg fuerza y S en mm2. Tambin puede expresarse de la siguiente manera:

INCLUDEPICTURE "http://www.upv.es/materiales/Fcm/espacio.gif" \* MERGEFORMATINET (2.6)

La seleccin de las cargas, P, y dimetros, D, es una funcin del espesor de la pieza a ensayar, pues los resultados de dureza quedan falseados cuando pequeos espesores son ensayados con grandes cargas. La normas DIN 50351, indica la forma de seleccin de las cargas, materiales y dimetro de bolas, estableciendo para cada material una relacin entre la carga y el cuadrado del dimetro, la cual constituye la constante del ensayo, Ce:

Ce = P/D2 (2.7)

Se consigue obtener unidades Brinell de dureza equiparables para una misma aleacin, si se mantiene constante, para distintas cargas de ensayo, el parmetro Ce.

En consecuencia, el tipo de ensayo Brinell queda definido por: el dimetro de la bola, D, la carga, P, y el tiempo de permanencia de la carga, t. Cada tipo de ensayo Brinell, se expresa en la forma,[n HBD/P/t]

2.6.2 Ensayo VickersEl ensayo de dureza Vickers es, como el Brinell, un ensayo cuyo objetivo es la determinacin de la superficie lateral, S, de la huella. El penetrador es una pirmide de diamante de base cuadrada, cuyo ngulo en el vrtice es de 136, figura 2.15.

Figura 2.15. Penetrador Vickers

S = d2/2 sen68 (2.8)

con lo que:

HV = 2P sen68/d2 = 1.8544 P/d2 (2.9)

La seleccin de la carga se realiza en funcin inversa a su dureza. La norma UNE 7?054?73 establece los distintos aspectos de este ensayo. Como en el ensayo Brinell, la aplicacin de la carga se realiza con una velocidad mnima, vm, y se requiere un tiempo mnimo de permanencia, t, entre 15 y 20 segundos generalmente. La denominacin de la dureza obtenida se realiza citando las siglas HV seguido de la carga utilizada, P, y del tiempo de permanencia, t, separado por barras, por ejemplo, [nHV/P/t]

2.6.3 Ensayos Rockwell.En los ensayos de dureza Rockwell, las unidades de dureza se establecen por la medida de la profundidad, e, de la huella de acuerdo con el modelo:

HR = A - e (mm)/0.002 (2.10)

El ensayo es aplicable a todo tipo de materiales metlicos:

a)Blandos. Se utiliza como penetrador una bola de acero templado, similar al del ensayo Brinell, con dimetros de bola y cargas normalizados para cada tipo de ensayos.

b)Duros. Se utiliza como penetrador un cono de diamante de 120 de ngulo de vrtice redondeado en la punta. Se usan cargas normalizadas de 60, 100 y 150 kilogramos.

c)Pequeos espesores en materiales blandos o duros. Es el caso de flejes, chapas delgadas o tambin sobre capas endurecidas, cementadas o nitruradas. En este supuesto se usa la modalidad de pequeas cargas especificadas en la norma, 3 kilogramos de precarga y 15, 30 o 45 kilogramos de carga. Se conoce este tipo de ensayos como Rockwell superficial.

La denominacin de la dureza Rockwell ensayada es por escalas, de A a L, que identifica la precarga, carga y tipo de penetrador, segn se especifica en la tabla siguiente.

ESCALACARGA (kg)PENETRADORMATERIALES TIPICOS PROBADOS

A60Cono de diamanteMateriales duros en extremo, carburos de wolframio, etc.

B100Bola de 1/16"Materiales de dureza media, aceros al carbono bajos y medios, latn, bronce, etc

C150Cono de diamanteAceros endurecidos, aleaciones endurecidas y revenidas.

D100Cono de diamanteAcero superficialmente cementado.

E100Bola de 1/8"Hierro fundido, aleaciones de aluminio y magnesio.

F60Bola de 1/16"Bronce y cobre recocidos.

G150Bola de 1/16"Cobre al berilio, bronce fosforoso, etc.

H60Bola de 1/8"Placa de aluminio.

K150Bola de 1/8"Hierro fundido, aleaciones de aluminio.

L60Bola de 1/4"Plsticos y metales suaves, como el plomo.

Figura 2.16. Secuencia de cargas, F, y profundidades en el ensayo Rockwell.

Con el objeto de obtener ensayos reproducibles, la mquina obtiene el valor "e", por incrementos de las cargas aplicadas de acuerdo con la secuencia siguiente, figura 2.16:

1 - Aplicacin de una carga previa, F0 = 10 kg. Esta sirve para tomar una referencia h0, independiente del estado superficial.

2 -Aplicacin de la sobrecarga de ensayo, F1, con lo que se alcanza h1.

3 -Eliminacin de la sobrecarga F1, con lo que se recupera la deformacin elstica y se conserva la remanente. La profundidad alcanzada es h.

4 -La profundidad de la huella viene definida por:

e = h - h0 (2.11)

Durmetro Rockwell y Brinell.Durmetro Rockwell y Vickers.Durmetro Rockwell C y B.

Figura 2.17. Diferentes durmetros Rockwell y Vickers.

Figura 2.18. Equipo porttil para medicin de la dureza, con microporcesador para realizar estadstica y conversin de escalas.

2.6.4 Ensayos ShoreLa dureza puede evaluarse a travs de la cualidad que muestran los materiales de devolver la energa potencial recibida, dE0, por impacto de una masa que contacta con una determinada velocidad. El grado de endurecimiento, dH, es funcin inversa de la energa absorbida dEa. Es decir:

dH = f (1/dEa) (2.12)

cumplindose que:

dEa = dE0 - dEc (2.13)

El equipo para medir la dureza elstica se denomina escleroscopio, que es un dispositivo para medir la altura de rebote de un pequeo martillo, con punta de saco o diamante, despus de que cae por su propio peso desde una altura definida sobre la superficie de la pieza a prueba.

Figura 2.18. Durmetro Shore de rebote.

La dureza elstica se aplica de forma auxiliar para determinar el grado de endurecimiento de los materiales que muestran una correlacin clara con el ciclo de histresis -, como son los materiales metlicos, y fundamentalmente, en aquellos, como los cauchos, en que la caracterstica de amortiguamiento es muy importante y no puede utilizarse ningn otro mtodo de dureza.

2.6.5 Objetivo de la experienciaConocer los mtodos ms usuales de determinacin de durezas en materiales, sus aplicaciones y limitaciones.

2.6.6 Materiales empleados

2.6.7 Descripcin del proceso y equipos

Figura 2.19. Aplicacin del penetrador en el durmetro.

2.6.7 Resultados obtenidos

Ensayo de dureza en durmetro porttil ErnstEnsayo de dureza en durmetro Centaur

-Qu parmetros proporciona la mquina de ensayos de traccin, directamente?

2 -Qu parmetros deben conocerse de la probeta de traccin?

3 -Indica los parmetros que definen el comportamiento plstico de un material.

4 -Indica los parmetros obtenidos en un ensayo de traccin que son aplicacin en el clculo de elasticidad.

5 -Diferencia la respuesta entre un material tenaz y otro frgil.

6 -Indica las causas por las que no es aplicable la teora de elasticidad cuando el material est sometido a fluencia a alta temperatura.

7 -Cmo influye la geometra de la entalla sobre la medida de resiliencia obtenida?

8 -Puede estimarse el comportamiento tenaz de un material por la observacin de la fractura en el ensayo de resiliencia?

9 -Indica de qu parmetros depende el nivel de tensiones de trabajo en la pieza para conseguir una vida en servicio determinada, para piezas sometidas a esfuerzos alternados.

10 -En la curva de Wholer de un material, defina la posicin del valor R (Carga de rotura en el ensayo de traccin) y el valor L.F. (Lmite de fatiga).

11 -Selecciona el mtodo de ensayo ms adecuado para determinar la dureza de:

a)

Pieza de fundicin gris (180 HV)

b)

Perfil estructural de acero (R = 410 MPa)

c)

Eje de acero (600 HV)

d)

Chapa de 0,5 mm de espesor (100 HV)

e)

Profundidad de una capa o recubrimiento (1000 HV)

12 -Por qu es necesario efectuar una precarga en los ensayos Rockwell?