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INTRODUCCION:

ENSAYOS DE DUREZA

La dureza es la resistencia de un material a ser rayado o penetrado,

por lo cual estamos midiendo la cohesión entre los átomos del

material. Ésto, por tanto, guarda relación con la resistencia a la

deformación y a la rotura, y cuanto más duro sea un material, más

resistente será también.

Con los metales se utiliza el método Martens que consiste en medir

el surco que deja una punta de diamante de forma piramidal que se

desplaza sobre la superficie. Sin embargo, es más frecuente hablar

de otro tipo de ensayos en los que se mide la marca que se deja en

un material cuando se intenta clavar en él otra pieza de formas

definidas, llamada penetrador.

DUREZA BRINELL

El método consiste en aplicar una fuerza, que suele ser proporcional

al cuadrado del tamaño del penetrador (F = k·D2) y medir la huella

que queda. Según la forma del penetrador y la forma de aplicar la

fuerza tenemos varios ensayos de dureza, entre los que destacan

tres: el método Brinell, el método Vickers y los métodos Rockwell.

Método consiste en aplicar una fuerza a una bola de acero y calcular

el cociente entre la fuerza y la superficie de la huella,

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El diámetro d de la huella se mide fácilmente con un microscopio,

pero la profundidad f no es sencilla. Por lo tanto, se busca la relación

matemática entre los valores:

Ahora se divide la fuerza entre la superficie de la huella y se obtiene

el valor de la dureza Brinell, que se expresa mediante una expresión

normalizada, en la que se escribe el valor de dureza en kp/mm², las

letras HB (Hardness Brinell), el diámetro en mm de la bola, la fuerza

en kp y el tiempo que dura la aplicación de la fuerza en segundos:

DUREZA ROCKWELL

En los ensayos anteriores no se tiene en cuenta que el material

penetrado tiene una cierta recuperación elástica tras la

desaparición de la carga. Para obviar este punto se desarrollaron

los métodos Rockwell, en los que además se mide la profundidad de

la huella mediante máquinas de precisión llamadas durómetros.

Se usan penetradores y fuerzas normalizadas para cubrir un amplio

espectro de materiales, y cada combinación recibe una letra, de las

cuales las más frecuentes son las escalas Rockwell B (con una bola

de acero) y la Rockwell C (con un cono de diamante).

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http://cerezo.pntic.mec.es/rlopez33/bach/tecind2/Tema_1/dureza.html

ENSAYO DE IMPACTO

Método para determinar el comportamiento del material sometido a

una carga de choque en flexión, tracción o torsión. La cantidad que

suele medirse es la energía absorbida al romperse la probeta en un

solo golpe, como en el ensayo de impacto Charpy, el ensayo de

impacto Izod y el ensayo de tensión por impacto. Los ensayos de

impacto tambien se realizan sometiendo las probetas a varios golpes

de intensidad creciente, como en el ensayo de impacto con caída de

bola y el ensayo de impacto con golpe repetido. La resilencia al

impacto y la dureza con rebote de proyectil se determinan en

ensayos de impacto no destructivos.

Los ensayos de impacto se utilizan para la determinación del

comportamiento de un material a velocidades de deformación más

altas. Los Péndulos clásicos determinan la energía absorbida en el

impacto por una probeta estandarizada, midiendo la altura de

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elevación del martillo del Péndulo tras el impacto. Generalmente se

pueden aplicar varios métodos de ensayo:

Charpy  (ISO 179-1, ASTM D 6110)

Izod (ISO 180, ASTM D 256, ASTM D 4508) y 'unnotched

cantilever beam impact' (ASTM D 4812)

Ensayo tracción por impacto (ISO 8256 und ASTM D 1822)

Dynstat ensayo flexión por impacto (DIN 53435)

Dentro de las normas ASTM, el método Izod acorde a ASTM D 256 es

el más corriente. En él se emplean siempre probetas entalladas. Un

método de aplicación menos común es el "unnotched cantilever beam

impact" descrito en la norma ASTM D 4812.

http://.pntic.mec.es/rlopez33/bach/tecind2/Tema_2/impacto.html

OBJETIVOS:

1. Aprender a determinar y a realizar ensayos de dureza en

materiales como el acero y madera.

2. Comparar su utilidad y aplicación de cada uno de los

métodos realizados

EQUIPO

1. Maquina Universal de 300 KN A=+/- 0,1 KN

2. Cabezal con un intendador de punta de acero de esfero

3. Lector Microscopio A=+/-0.1 mm

4. Linterna

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5. Maquina de Impacto Charpy C=+/-0.2 m-kg

MATERIALES

Pieza de acero y se utilizo una punta de 10mm

Muertra de madera ( Laurel) y se utilizo una punta de 12 mm y

un t de huella de 6 mm

Muestras de acero a diferentes tipos de temperatura como son

-4, 14-18, 89 , 110, 22 grados centígrados .

PROCEDIMEINTO

1. Preparamos a la maquina universal con el acople para el

esnsayo de dureza

2. Preparamos el material para colocarlo en la Maquina

Universal.

3. Revisamos que el material este en posición y revisamos en

conjunto con la maquina universal.

4. Comenzamos a traccionar la muestra hasta que la maquina

actue.

5. Procedemos a tomar nota de los diámetros respectivos para

merales duros semiduros y duros con sus respectivas cargas

6. Tomamos nota de los resultados

7. Este proceso lo realizamos lo mismo con la madera pero

determinamos la carga en diferentes posiciones de la madera

en forma paralela, radial, tangencial a las fibras .

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8. Para el ensayo rockwell preparamos la escala de acuerdo a los

materiales entre B y C respectivamente

9. Aplicamos las cargas respectivas deacuerdo a la escala si es B

una carga de 100 kg con una precarga de 10 kg y para escala

C una carga de 150 kg con una pregarga de 10 kg

10. Para

ensayoos de dureza se utilizo la maquina de impacto charpy

que tiene los mismos principios anteriosres de preparación de

muestras

11. Para este

ensayo se coloco materiales de aceros a diferentes

temperatucas como -4, 14-18, 89 , 110, 22 grados centígrados

12. Se choca la

mas y se ve la energía que disipa, con una carga de 50 kg

13. Al final el

material queda destruido y tomamos notas de las lecturas

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TABLAS:

TABLA 1 :ENSAYO DE DUREZA BRINELL PARTE A

N.- METALES CARGA TIEMPO LECTURADIAMETROS

DIAMETRO

PROMEDIO

NUMERO DE DUREZA

BRINELL

  TIPO kg s mm mm NDB1 Suaves 500 15 1,40 1,50 1,45 301,152 Semiduros 1500 15 1,90 2,00 1,95 497,383 Duros 1500 15 4,20 4,30 4,25 100,71

TABLA 2 : ENSAYO DE DUREZA BRINELL (MODIFICADO) PARTE A

N.- MADERA LAUREL CARGA DIAMETROS

CABEZAL

HUNDIMIENTO t

NUMERO DE

DUREZA BRINELL

 POSICION (a las fibras)

kg mm mm NDB

1 Paralela 740 12,00 6,00 3,272 Radial 620 12,00 6,00 2,743 Tangencial 540 12,00 6,00 2,39

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TABLA 3 : ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL PARTE B

N.- ESCALAROCKWELL

TIPO DE ENSAYO

UBICACIÓN DE LA

ESCALA Y COLOR

TIPO DE PENETRADOR

CAMPO DE VALIDEZ CARGA

NUMERO DE DUREZA

ROCKWELL

  TIPO CLASIFICACION mm mm HBR kgf HBR

1B : Metales

suaves o semiduros

Normal Rojo Dentro Bola de acero 25 - 100 100 93

2

C : Metales dureza

intermediaalta dureza

Normal Negro FueraConica de diamante

20 - 71 150 92

TABLA 4 : ENSAYO DE IMPACTO

N.- CARGA TEMPERATURAS LECTURA PROMEDIO DE IMPACTO

kg ˚ C mm1 50 -4 2,30 2,60 2,452 50 22 3,00 2,60 2,803 50 89 2,80 3,00 2,904 50 110 3,00 3,20 3,10

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FOTOGRAFIAS DE LAS MUESTRAS

ENSAYO DE DUREZA BRINNELL:

ANTES

DESPUES

Tipo de falla: Huella por punta de acero

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ENSAYO DE DUREZA BRINNELL (modificdo):

ANTES

DESPUES

Tipo de falla: Huella por punta de acero

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ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL:

ANTES

DESPUES

Tipo de falla: Huella por punta de acero

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ENSAYO DE IMPACTO:

ANTES

DESPUES

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CONCLUSIONES

1. En el ensayo Brindell recibió un numero mayor el de metales

Semiduros con una carga de 1500 un numero Brindell de

497.38 y luego le segue el de metales duros y al final con un

numero menor el de metales suaves

2. En el Ensayo Brinell Modificado se obtuvo que en el laurel a la

posición de paralelas las fibras recibió un numero mayor de

3.27 de NDB mayor al resto de posiciones por lo que

consideramos que en esta posicion tiene mas dureza.

3. En el ensayo Rockwell se obtuvo un numero mayor de rockwell

de 92 a escala B que estuvo dentro del capo de validez

4. En el ensayo de impacto se obtuvo que a menor temperatura

se obtuvo un promedio de lecturas menor que a altas

temperaturas como acurrio que a -4 de temperatura fue 2.45 y

a 110 grados centígrados fue 3.10

5. A temperatura de medio ambiente que es 22 grados

centígrados se obtuvo un promedio de lecturas de 2.80 casi la

mitad de los datos de la tabla.

RECOMENDACIONES

1. Se pide un lapso más de tiempo para poder tomar mejor las

fotos para ver como están descritas las posiciones

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APENDICE:

Lecturas Promedio

A=

A=

A=2.45

Calculo de Numero Brindell

P =301.15

Calculo de Numero Brindell Modificado:

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BIBLIOGRAFIA

1.-Dr. Segundo Araujo, Física Básica, Teoría, Test y Laboratorio primer nivel 2005 págs. 35-36- 37

2.- http://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtml

3.-http://cerezo.pntic.mec.es/rlopez33/bach/tecind2/Tema_1/dureza.html

4.-http://.pntic.mec.es/rlopez33/bach/tecind2/Tema_2/impacto.html