Semana 6 - Ensayo de Dureza

7/23/2019 Semana 6 - Ensayo de Dureza

1/26

Ing. Enrique De La Cruz

1

ENSAYOS DE DUREZA

1) CONCEPTO DE DUREZA

2) TIPOS DE DUREZA

3) DUREZA BRINELL

4) DUREZA VCKERS

5) DUREZA ROCKWELL

6) LIMITACIONES DEL ENSAYO

NDICE

Yeso rayado por la ua


2/26

PENETRACIN:

La dureza de un material puede definirse como laresistencia que oponestea la deformacin plstica localizada(por rayado o penetracin).

ENSAYOS DE DUREZAConcepto de dureza

QU ENTENDEMOS POR DUREZA?

RAYADO:

Consisten en empujar un penetrador con una fuerzadeterminada aplicada a baja velocidad durante untiempo fijo. La dureza se obtiene mediante la relacinentre la fuerza aplicada y la superficie de la huelladejada por el penetrador. Los mtodos utilizados son:Brinell, Vickers y Rockwell.

El ensayo de dureza al rayado (dureza mineralgica) es la resistencia que oponen losminerales a ser rayados por otros ms duros. Se tiene los mtodos de Mohs y Martens.


3/26

Este mtodo no es aplicable a los metales, ya que diversos metalesocuparan una franja intermedia, impidiendo su clasificacin.Martens utiliza un cono de diamante que presiona con una fuerza constantedurante el rayado del material.La durezaque se obtiene esta enproporcin

inversa al ancho de la raya producida.

ENSAYOS DE DUREZAConcepto de dureza. Dureza al

rayado


4/26

Qu se puede entender si el mineral, de dureza desconocida, es rayado por

la fluorita (dureza = 4) pero a su vez ste raya a la calcita (dureza = 3)?

ENSAYOS DE DUREZAConcepto de dureza.

Rpta.: Significa que dicho mineral tiene una dureza relativa entre 3 y 4.

En funcin a estos valores de dureza relativa se suele agrupar a estos diez

minerales en minerales

Muy blandos:se rayan con la ua. Son los que tienen dureza 1 y 2.

Blandos:se los puede rayar fcilmente con un cortaplumas o con un vidrio.Son los de dureza 3 y 4.

Semi-duros:se rayan con dificultad con un clavo o con un cortaplumas. Son

los de dureza 5 y 6.

Duros y muy duros:rayan al vidrio y al acero. Son los de dureza 7, 8, 9 y 10.

DUREZA AL RAYADO: Escala Mohs (1822)


5/26

ENSAYOS DE DUREZAConcepto de dureza. Dureza a la

penetracin

La dureza de un material esinversamente proporcional a la huellaque dejaun penetrador en su superficie.

SA SB

A mayor seccin, S, menor dureza

Por lo tanto,A es ms duro que B


6/26


La dureza de un material es inversamente proporcional a la distancia depenetracindel penetrador en su superficie.

ENSAYOS DE DUREZAConcepto de dureza. Dureza a la penetracin

hA

A mayor profundidad (hundimiento) menor dureza

hB

Por lo tanto,A es ms duro que B


7/26


La dureza de un material es inversamente proporcional a la distancia depenetracindel penetrador en su superficie.

ENSAYOS DE DUREZAConcepto de dureza. Dureza a la penetracin

Los valores de dureza medidos son slo relativos (no absolutos), y es necesariotener precaucin al comparar durezas obtenidas por tcnicas distintas.

Por qu razones los ensayos de dureza se realizan con mucha frecuenciaque cualquier otro ensayo mecnico?

1. Son sencillos y baratos, no se requiere preparar probeta especial.2. El ensayo NO es destructivo, la probeta NO se fractura ni se deforma

excesivamente, la huella es la nica deformacin.3. De los resultados obtenidos de la dureza, se pueden estimar otras

propiedades mecnicas como la resistencia a la traccin.


8/26

Las mquinas que realizan estos

ensayos se conocen como durmetros

ENSAYOS DE DUREZATipos de Dureza a la Penetracin

Un pequeo penetrador es forzado sobre la superficie delmaterial en condiciones normalizadas de carga y velocidad deaplicacin de la misma.

En estos ensayos se mide la profundidad y el tamao de huella.Las durezas as representadas tienen un sentido relativo y no

absoluto.

Tipos:Brinell: HBVickers: HV

Rockwell: HRB, HRC


9/26

ENSAYOS DE DUREZA

Dureza Brinell (HB): UNE 7-422-85

Penetrador:Esfera de acero o carburo de wolframio, WCDimetro = 10 mm.

Campo de aplicacin:Materiales blandos

La dureza se obtiene mediantela siguiente frmula:

HB

A

Consiste en comprimir una bola de acero ( determinado) templado con unfuerza F determinada durante un tiempo determinado.

Parmetros:HB = Dureza en grados BrinellF = Carga Aplicada (kg)A = rea del casquete (mm2)D = dimetro de la bola (mm)d = dimetro de la huella (mm)

h = profundidad de la huella (mm)


10/26

Determinacin del rea del Casquete esfricoEl rea del casquete esfrico es:

Debido a la dificultad de obtener laprofundidad, h,

debemos expresarla en funcin del dimetrode la bola, D, y el dimetro de la huella, d.

Para ello utilizamos el Teorema:Se debe tomar nicamente la solucin de

signo negativo, puesto que h no debe sermayor que D/2. Como

hDA

HB

A

ENSAYOS DE DUREZA

Dureza Brinell (HB): UNE 7-422-85


11/26

ENSAYOS DE DUREZA

Dureza Brinell (HB)

Para qu tipos de materiales se utiliza?

Se practica perfectamente para materiales de perfil grueso, de

hierro a acero, pues las huellas obtenidas son claras y de

contornos limpios.

Para qu tipos de materiales no es recomendable usar?

No se usa para durezas superiores a 500 HB por que se

deformaran las bolas, es el caso de los aceros templados, por

ejemplo; para ellos se hacen uso de los ensayos Vickers.


12/26

ENSAYOS DE DUREZA

Dureza Brinell (HB)

El mtodo estndar como tal se realiza bajo las siguientes

condiciones: Dimetro de la bola (D) : 10 mmCarga (P): 3000 kgf Duracin de la carga (t): 10 ... 15 s

En el caso de realizarse el ensayo bajo estas condiciones elnmero de dureza Brinell se denota sin ningn sufijo.

Ejemplo: 220 HB

Esta notacin indica una dureza Brinell de 220 bajo lascondiciones estndar arriba nombradas. (10/3000/15).

Formas de expresar el resultado de la durezaBrinell


13/26

Interpretacin:

Ejemplo: un acero al cromo templadoy revenido producira una dureza

de 280 HB o 280 Kgf/mm2.

El formato normalizado para indicar la dureza sera el siguiente.

280 HB 10 500 30

Donde:

-280establecera la dureza obtenida.

-HBespecifica el mtodo (Dureza Brinell).

-10indica el dimetro de la bola en mm.

-500muestra la carga empleada (500 Kgf).

-30especifica el tiempo en segundos que la pieza ha estado bajo la carga .

Tener presente que:

Para que el ensayo sea vlido se ha de

cumplir que el dimetro de la huela

est comprendido entre 0,25 D < d 1,2d


23/26

ENSAYOS DE DUREZA

Dureza Vickers (HV)

Cules son las ventajas del Mtodo Vickers?- Es ms detallada que la Rockwell, as 32 unidades Vickers por cada unidadRockwell.

- Como es preciso examinar la huella, puede comprobarse en cada medicin

el buen estado del diamante, lo que NO ocurre en el Rockwell que debeexaminarse expresamente el diamante por cada vez.

- Con el mismo penetrador puede medirse una amplia gama de materialesdesde muy blandos, hasta muy duros, llegndose hasta 1 150 Vickers, queequivale a 780 Brinell, dureza que no puede obtenerse con Brinell sindeformar la bola.

- Ventajas sobre el Ensayo Brinell, se puede utilizar tanto para materialesduros, como para materiales blandos, adems se puede medir la dureza depiezas muy delgadas empleando cargas pequeas hasta espesores de

0,05mm.


24/26

ENSAYOS DE DUREZA

Ejercicios:

PROB.: 1

Seale usted, como verdadero o falso:1.- En un ensayo de dureza de un material de alta resistencia, laprofundidad de penetracin respectiva a 60 HRC es mayor a la de 40HRC ( F )2.- La dureza de un material es proporcional a su resistencia a la

traccin ( V )

PROB.: 2Qu significa 150 HB 5/250/30?a) La dureza tiene un valor igual a F x

0,102b) La fuerza es de 30 Nc) El dimetro de la bola es de 5 mmd) El dimetro de la bola es de 30

mme) El tiempo de penetracin es de 5s

PROB.: 3Cul de los materiales mencionadosposee mayor dureza?

a) acero endurecido paraherramienta

b) cobrec) duraluminiod) metal duro

e) cermica de corte


25/26

ENSAYOS DE DUREZA

Ejercicios:

PROB.: 4Qu nmero de dureza Brinellcorresponde al ensayo de dureza deuna aleacin de cobre, cuya bola deensayo de D = 5 mm, fuerza deensayo F = 2451 N, si el dimetro de

la huella es d = 1,6 mm?a) 245b) 450c) 420d) 153e) 121.

PROB.: 5Son procesos que permiten garantizar elendurecimiento de los materialesmetlicosI. Endurecimiento por trabajo en frio

II. El calentamiento hasta cerca del puntode fusin.III. Endurecimiento por disolucin slidaIV. El ataque con cidos inorgnicosV. Endurecimiento por precipitacin

PROB.: 6

S OS


26/26

ENSAYOS DE DUREZA

Limitaciones del Ensayo

Cules seran?

Superficie lisa

Espesor de la probeta 10 veces la profundidad de la huella. El centro de huella debe distar del borde tres longitudes de huella.

Entre centros de huella debe haber una distancia de tres longitudes de

huella.

Aumento lento de la carga y mantenimiento durante un tiempo mnimo.

En HB y HV la superficie debe estar limpia, pulida y exenta de defectos.

Semana 6 - Ensayo de Dureza

Documents

Transcript of Semana 6 - Ensayo de Dureza