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DESCRIPCIÓN BREVE EN EL PRESENTE INFORME SE HABLARÁ SOBRE EL ENSAYO A LA LIMA, ESPERANDO ASÍ SACAR MIS CONCLUSIONES PROPIAS

Usuario 2016 103018 – DUVALI RUTH VILLENA PACO

INFORME DE LABORATORIO N° 5 ENSAYO A LA LIMA

1. INTRODUCCIÓN

En resistencia de materiales los cuerpos tienen un comportamiento por acción de fuerzas como la tensión y compresión que se pueden estudiar teniendo en cuenta el punto de vista estático con la que se analizan estas fuerzas. En muchas ocasiones en el estudio de materiales se hace necesario conocer las cargas que son capaces de soportar diferentes materiales. Uno de los ensayos que existen para determinar la dureza de los materiales, es el ensayo Hard Rockwell, con el que se llevó a cabo el desarrollo de este ensayo de laboratorio, en el cual se determina la resistencia de una serie de materiales para la construcción de obras civiles, al ser penetrados en distintas áreas del elemento (centro, lateral y periferia). Los resultados de estos ensayos permiten evaluar que material contiene mayor dureza con respecto a los demás, por esta razón es muy importante la rigurosidad en el tratamiento de los datos y de los resultados obtenidos. Dentro de este informe el interesado podrá encontrar, en su parte inicial unas series de definición las cuales harán la información contenida en este informe sean más comprensibles para el lector, seguidamente se encontrara con los datos tomados por los datos tomados en laboratorio, estos valores estarán acompañados de unas graficas las cuales mostraran el comportamiento de los materiales en distintas posiciones, en la parte final del informe se encontrara con el análisis respectivo de los datos tomados y para finalizar el lector se encontrara con unas conclusiones con respecto al comportamiento que presentaron los materiales. 2. OBJETIVOS

Conocer el ensayo de dureza que permite determinar la resistencia que ofrece un material a ser rayado o penetrado por una pieza de otro material distinto. 3. MARCO TEÓRICO

TIPOS DE ENSAYOS DE DUREZA  DUREZA ROCKWELL OBJETIVO DEL ENSAYO: determinar experimentalmente la dureza Rockwell. Estudiar su campo de aplicación. CONSIDERACIONES TEÓRICAS GENERALES. Definición de dureza: se entiende por dureza la propiedad de la capa superficial de un material de resistir la deformación elástica, plástica y destrucción, en presencia de esfuerzos de contacto locales inferidos por otro cuerpo, más duro, el cual no sufre deformaciones residuales (indentador o penetrador), de determinada forma y dimensiones. Los métodos Brinell y Vickers, ya estudiados, poseen la insuficiencia principal de que la medición de las características geométricas de la impronta toma cierto tiempo, además dicha medición a veces no es exacta a causa de que el metal desalojado por la bola se acumula cerca de los bordes de la impronta. Por esto surgió la necesidad de desarrollar otros métodos de determinación de la dureza llevando al desarrollo de métodos como el Rockwell, en el cual la medición de la dureza es mucho más ágil y objetiva. El método de Rockwell aunque es un método de indentación no pretende de manera directa medir la dureza a través de la determinación directa de la magnitud de los esfuerzos de contacto, sino que la define como un número arbitrario, inversamente proporcional a la penetración del indentador. El estándar ASTM E 18-03 define la dureza Rockwell como un método de ensayo por indentación por el cual, con el uso de una máquina calibrada, se

fuerza un indentador cónico esferoidal de diamante (penetrador de diamante), o una bola de acero endurecido (acero o carburo de tungsteno), bajo condiciones específicas contra la superficie del material a ser ensayado, en dos operaciones, y se mide la profundidad permanente de la impresión bajo condiciones específicas de carga. El estándar ASTM E18-03 define el número de dureza Rockwell como un número derivado del incremento neto en la profundidad del indentador cuando la fuerza en el indentador es incrementada desde una fuerza previa (preliminar específica) hasta una fuerza total (específica) y luego retornada al valor de fuerza previa. (henao, n.d.) El ensayo de dureza Rockwell constituye el método más usado para medir la dureza debido a que es muy simple de llevar a cabo y no requiere conocimientos especiales. Se pueden utilizar diferentes escalas que provienen de la utilización de distintas combinaciones de penetradores y cargas, lo cual permite ensayar prácticamente cualquier metal o aleación. Hay dos tipos de penetradores: unas bolas esféricas de acero endurecido (templado y pulido) de 1/16, 1/8, ¼ y ½ pulg, y un penetrador cónico de diamante con un ángulo de 120º +/- 30' y vértice redondeado formando un casquete esférico de radio 0,20 mm (Brale), el cual se utiliza para los materiales más duros. El ensayo consiste en disponer un material con una superficie plana en la base de la máquina. Se le aplica una precarga menor de 10 kg, básicamente para eliminar la deformación elástica y obtener un resultado mucho más preciso. Luego se le aplica durante unos 15 segundos una fuerza que varía desde 60 a 150 kgf a compresión. Se desaplica la carga y mediante un durómetro Rockwell se obtiene el valor de la dureza directamente en la pantalla, el cual varía de forma proporcional con el tipo de material que se utilice. También se puede encontrar la profundidad de la penetración con los valores obtenidos del durómetro si se conoce el material. Para no cometer errores muy grandes el espesor de la probeta del material en cuestión debe ser al menos diez veces la profundidad de la huella. También decir que los valores por debajo de 20 y por encima de 100 normalmente son muy imprecisos y debería hacerse un cambio de escala. El cambio de escala viene definido por tablas orientativas, puesto que no es lo mismo analizar cobre que acero. Estas tablas proporcionan información orientativa sobre qué escala usar para no dañar la máquina o el penetrador, que suele ser muy caro. (wikipedia, 2016) 

DUREZA BRINELL HB El estándar ASTM E 10-78 define la dureza Brinell como un método de ensayo por indentación por el cual, con el uso de una máquina calibrada, se fuerza una bola endurecida, bajo condiciones específicas, contra la superficie del material a ensayar y se mide el diámetro de la impresión resultante luego de remover la carga.

Ateniéndonos a la definición, el número de dureza Brinell (como esfuerzo de contacto), es la relación de la carga P que efectúa el indentador esférico de diámetro D, al área de la superficie de la huella:

HBS para los casos en que se utilice bola de acero HBW para cuando se utilice bola de carburo de tungsteno El carburo de tungsteno es un compuesto cerámico formado por tungsteno y carbono. Pertenece al grupo de los carburos con composición química de W 3 C hasta W 6 C. En la práctica se usa la siguiente fórmula de trabajo:

Donde: D = es el diámetro de la bola en mm, F = es la carga aplicada en kgf, y d = es el diámetro medio de la indentación en mm. El método estándar como tal se realiza bajo las siguientes condiciones: Diámetro de la bola (D) : 10 mm Carga (F): 3000 kgf Duración de la carga (t): 10 … 15 s Si por alguna razón no pueden aplicarse las condiciones estándar es posible aplicar cargas menores y utilizar Identadores esféricos de diámetros menores (estas mediciones no se consideran como estándar). En este caso la obtención de resultados comparables de los ensayos exige la observación del criterio de semejanza que para el caso dado corresponde a la constante de la relación de la carga respecto al cuadrado del diámetro de la bola, es decir:

Se toma esta relación igual a 30, 10 y 2,5 según la naturaleza y dureza supuesta del material investigado, Tabla 1: según los materiales, Tabla 2: según su dureza.

4. CONCLUSIÓN

No pude realizar la experimentación con mi propia mano debido a que no poseo limas y debido a la pandemia y aumento de casos por contagio en Tacna no pude ir o mandar a comprar limas a las ferreterías por la distancia, pero en base a lo que el docente mostró en clase concluí lo siguiente:  Ensayo muy simple y reservado exclusivamente para determinar el templado en metales que consiste en dar unos pases con la lima (de sección 1″ x 1/4”) sobre una probeta el metal.  Si se observa penetración se concluye que el metal no es templado y su dureza será inferior a 60 Rockwell C (Método que desarrollaremos más adelante).  Si no hay penetración su dureza es superior a 60 Rc y puede considerarse templado. 5. BIBLIOGRAFÍA

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