UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PANAM FACULTAD DE INGENIERA MECNICALICENCIATURA EN SOLDADURA

CursoMATERIALES

InvestigacinEnsayo de Vickers

Fecha de Entrega:28 de Enero de 2015

ContenidoContenidoIntroduccin2PRUEBA DE DUREZA VICKERS3Generalidades3Frmula5Nmero de dureza Vickers6Designacin6Normativa8Aplicaciones8Ventajas8Inconvenientes8Aparatos y equipo9Procedimiento10Conclusiones12Bibliografa13

Introduccin

La dureza se define ingenierilmente como la resistencia a la penetracin. Esta resistencia es la funcin de las propiedades mecnicas del material, sobre todo de su lmite elstico y, en menor grado, de su tendencia al endurecimiento de trabajo, y del mdulo de elasticidad. Si se tiene un material de composicin dada, y se conoce su historial, se puede relacionar el lmite elstico (para fines prcticos, el esfuerzo de cedencia) con la resistencia a la tensin, la ductilidad y la tenacidad. Por tanto, las pruebas de dureza pueden proporcionar datos de los que se pueden derivar muchas propiedades mecnicas importantes. Y, puesto que las pruebas de dureza se pueden llevar a cabo fcil y rpidamente, se usan ampliamente y se emplean para controlar procesos, as como para inspeccionar y determinar la aceptacin de materiales y componentes.Las pruebas de dureza comunes se basan en la aplicacin lenta de una carga fija a un muescador que se abre paso sobre la superficie lisa de la muestra. Una vez que se quita la carga, se mide el rea o bien la profundidad de la penetracin, lo cual indica la resistencia a la carga. Este penetrador va acoplado a una mquina llamada durmetro. Los tres mtodos ms utilizados son los de Brinell, Rockwell y Vickers, la clasificacin y los mtodos varan con cada material, dando origen a los nmeros de dureza: HBN (Hardness Brinell Number) HRA, HRB, HRC (Hardness Rockwell series A, B, C, ...) HVN (Hardness Vickers Number)El presente trabajo se enfoca principalmente en la Prueba de Dureza Vickers, la cual detallaremos a continuacin.

PRUEBA DE DUREZA VICKERSPRUEBA DE DUREZA VICKERSGeneralidadesEl ensayo Vickers (HV) fue desarrollado en Inglaterra en 1925 y fue inicialmente conocido como DPH (Diamond Pyramid Hardness).Es una prueba de dureza por penetracin, en la cual se usa una mquina calibrada para aplicar una carga compresiva predeterminada, con un penetrador piramidal de diamante de base cuadrada y ngulos entre caras de 136 apoyado sobre la superficie del material bajo prueba. Para conocer la dureza despus de retirar la carga se miden las diagonales de la huella resultante.

Ilustracin 1. Prueba de Dureza VickersSe emplea para lminas delgadas hasta 0,15 mm (0.006 milsimas de pulgada) y no se lee directamente en la mquina. Este tipo de ensayo es recomendado para durezas superiores a 500HB(en caso de ser inferior, se suele usar el ensayo dedureza Brinell). Este ensayo, adems, puede usarse en superficies no planas. Sirve para medir todo tipo de dureza, y espesores pequeos.Este ensayo constituye una mejora al ensayo dedureza Brinell. Para superar las limitaciones del ensayo Brinell, en 1922, Smith y Sandland propusieron sustituir el penetrador esfrico utilizado en el ensayo Brinell por un penetrador con forma de pirmide recta de base cuadrada, con un ngulo de 136 entre las caras y fabricado con diamante. De este modo: La necesidad de utilizar una relacin F/gnD2 preestablecida se elimina. Como consecuencia, slo es posible medir la dureza de todo tipo de materiales con un nico penetrador y solo es necesario adecuar la carga en cada caso. Las huellas producidas siempre son geomtricamente semejantes. Es decir, los valores de dureza Vickers se distribuyen en una escala continua que permite comparar la dureza de cualquier material con independencia de la carga aplicada. El material penetrador no se deforma durante el ensayo. Como consecuencia, se ampla el rango de durezas que se deben medir y se reducen los errores asociados a la deformacin del penetrador.No obstante, y a pesar de las ventajas que representan el ensayo de dureza Vickers respecto al Brinell, aquel no se ha generalizado tanto como el ensayo Brinell, a menos para ensayos de rutina, y ha quedado como un ensayo habitual en trabajos cientficos y, sobre todo, en ensayos de microdureza.

Ilustracin 2. Esquema de una prueba Vickers.

El mtodo Vickers tiene dos rangos distintos de fuerzas, micro (10 g a 1000 g) y macro (1 kg a 100 kg), para cubrir todas las necesidades de ensayo. El penetrador es el mismo para todos los ensayos, por tanto los valores Vickers son continuos a lo largo del rango total de durezas para metales. Con la excepcin de los ensayos realizados con cargas por debajo de los 200 g, los valores de dureza Vickers se consideran generalmente como independientes de la carga aplicada en el ensayo. En otras palabras, si el material a medir es uniforme, los valores de dureza Vickers sern iguales utilizando un a carga de 500 g o una de 50 kg. Por debajo de 200 g hay que ser ms cauteloso a la hora de comparar resultados.

Ilustracin 3. Punta de durmetro para ensayos Vickers.

La duracin de la aplicacin de la carga es de 2 s a 8 s, y esta carga se mantiene durante 10 s a 15 s.

Ilustracin 4. Marca de un acero endurecido por cementacin tras la prueba de dureza Vickers

FrmulaLa dureza Vickers se define como la relacin que existe entre la carga aplicada (F) y la superficie de huella producida, admitiendo que tiene la misma forma que el penetrador que la produjo. De este modo, la dureza Vickers tiene las dimensiones de una compresin, al igual que la dureza Brinell. El resultado de dureza Vickers HV viene dado por la siguiente frmula:

Ilustracin 5. Penetrador Vickers

La cifra de dureza Vickers se calcula como el cociente de carga F aplicada y la superficie de la huella (A) segn la siguiente expresin:

Donde F es la carga aplicada de forma casiesttica expresada en N, gn = 9.806 y d es a diagonal de la huella expresada en milmetros.

Nmero de dureza VickersExisten tres tipos de ensayo de dureza Vickers caracterizados por diferentes intervalos de fuerzas de ensayo.DesignacinSmbolo de DurezaCarga nominal de ensayo P en N

Ensayo de dureza VickersHV5 a HV10049.03 a 980.7

Ensayo de dureza Vickers de baja cargaHV0.2 a < HV 51.961 a 49.03

Ensayo de micro dureza VickersHV0.01a