Practica # 1 Prueba Dureza PDF

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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA LABORATORIO DE INGENIERIA DE MATERIALES PRACTICA # 1 “Prueba de dureza” Nombre del maestro: Nombre del alumno: Matricula: Brigada: Hora: Monterrey NL. En la siguiente práctica hablaremos acerca de las diferentes pruebas d...

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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

LABORATORIO DE INGENIERIA DE MATERIALES PRACTICA # 1 “Prueba de dureza”

Nombre del maestro: Nombre del alumno: Matricula: Brigada:

Hora:

Monterrey NL.

En la siguiente práctica hablaremos acerca de las diferentes pruebas de dureza que hay y que se usan cotidianamente en algunas fábricas o empresas. Mencionaremos en que consiste cada una de las pruebas y con qué herramientas se trabajan. La dureza es una propiedad mecánica. Está relacionada con la solidez del material. La dureza tiene varias definiciones y en base a cada una de ellas se desarrolla una prueba para obtenerla. Las definiciones y las pruebas son: 1.- Dureza a la Rayadura: Este método de dureza al rayado consiste en practicar una serie de rayas sobre el mineral objeto de ensayo con el filo de una serie de cuerpos de durezas diferentes. Para cuantificar la dureza, Mohs estableció una escala en al que cada mineral raya a los anteriores a él y es rayado por los que le siguen. La escala de Mohs quedó establecida del modo siguiente:

El valor de dureza asignado a cada material está comprendido entre dos números enteros consecutivos que corresponden, respectivamente, al mineral que es rayado por el material objeto de estudio y al que raya a este último

2.- Dureza por Desgaste: Ensayo muy simple y reservado exclusivamente para determinar el templado en metales. 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.

3.- Dureza por Maquinabilidad: (Taladro de Bauer): es una propiedad de los materiales que permite comparar la facilidad con la que pueden ser mecanizados por arranque de viruta. La maquinabilidad también puede definirse como el mejor manejo de los materiales y la facilidad con la que pueden ser cortados con una segueta o con una máquina de corte. La maquinabilidad también depende de las propiedades físicas de los materiales. Los factores que suelen mejorar la resistencia de los materiales a menudo degradan su maquinabilidad. Por lo tanto, para una mecanización económica, los ingenieros se enfrentan al reto de mejorar la maquinabilidad sin perjudicar la resistencia del material. Es difícil establecer relaciones que definan cuantitativamente la maquinabilidad de un material, pues las operaciones de mecanizado tienen una naturaleza compleja. en algunos casos, la dureza y la resistencia del material se consideran como los principales factores a evaluar. Los materiales duros son generalmente más difíciles de mecanizar pues requieren una fuerza mayor para cortarlos. Sobre estos factores influyen propiedades del material como su composición química, conductividad térmica y su estructura microscópica. A veces, sobre todo para los no metales, estos factores auxiliares son más importantes. Por ejemplo, los materiales blandos como los plásticos pueden ser difíciles de mecanizar a causa de su mala conductividad térmica. Hay muchos factores que afectan a la maquinabilidad, pero no hay un consenso en la forma de cuantificarla. En lugar de ello, a menudo la maquinabilidad se evalúa caso por caso y las pruebas se adaptan a las necesidades específicas de una fábrica. Las medidas más comunes para efectuar una comparación de maquinabilidad son la vida de la herramienta, el acabado superficial, la temperatura de corte y el consumo de energía. Existen tablas y gráficos que proporcionan una referencia para comparar la maquinabilidad de materiales diferentes, pero son necesariamente imprecisas debido a la multitud de variables de proceso y otros factores externos que pueden tener una influencia significativa. estas tablas suelen medir la maquinabilidad en términos de velocidad de corte para una determinada vida útil de la herramienta.

4.- Dureza por absorción de Energía: se basa en la reacción elástica del material cuando dejamos caer sobre él un material más duro. Si el material es blando absorbe la energía del choque, si el material es duro produce un rebote cuya altura se mide. La práctica se realiza en un esclerómetro o escleroscopio, aparato formado por un tubo de cristal de 300 mm. De altura, por cuyo interior cae un martillo con punta de diamante redondeada de 2.36 gr. La altura de la caída es de 254 mm y la escala está dividida en 140 divisiones Condiciones de ensayo Superficie plana, limpia, pulida y perpendicular al esclerímetro. Hacer 3 ensayos y cada vez en sitios diferentes (endurecimiento de la superficie por el choque) Ventajas del método shore 1.- es que no produce prácticamente ninguna huella en el material ensayado 2.- permite medir dureza superficial de piezas terminadas. 3.- es el único ensayo no destructivo para medir fuerzas

Método Dinámico para ensayo de la dureza al rebote Este método se basa en las medidas de las velocidades de impulsión y rebote de un cuerpo móvil impulsado por un resorte contra la superficie del material metálico a ensayar. Existen curvas de relación de L con HB (DUREZA BRINELL) y HRC (Dureza Rockwell al utilizar el cono de diamante) el tiempo de ensayo es de 2 s y el durómetro puede estar en cualquier posición (horizontal, vertical, inclinado...), basta con luego restar al resultado 10 si estaba horizontal, y diferentes valores 1826 si estaba invertido. Dureza por rebote – Duroscopio Dureza pendular: se basa en la resistencia que opone un material a que oscile un péndulo sobre él. Sirve para materiales con reacción elástica muy alta.

5.- Dureza por Indentacion: Ensayo de dureza Brinell La norma 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, llamada durómetro, se fuerza una bola fabricada de un acero templado extraduro de un diámetro (D)

determinado (función del espesor de la probeta a ensayar), y bajo unas condiciones específicas, contra la superficie del material que se quiere calcular su dureza, mediante la aplicación de una fuerza (P) durante un tiempo (t) dado. Para la realización de los ensayos de dureza Brinell se utiliza una máquina calibrada llamada durómetro, que es el tipo de máquina empleada para medir la dureza de los materiales. Esta máquina tiene la función de sujetar la probeta que se vaya a ensayar, a la vez que se le aplica la carga (P) mediante el empleo de un indentador (la bola de acero), durante un determinado tiempo (t). Como resultado del ensayo, el indentador va a dejar una huella sobre la superficie de la probeta, que según su tamaño servirá para poder calibrar la dureza del material. Ensayo de dureza Vickers El ensayo Vickers se recomienda especialmente para determinar la dureza de materiales muy duros, con valores de dureza superiores a 500 HB. Para materiales con una dureza inferior, se recomienda emplear el ensayo de dureza Brinell. En todo caso, el ensayo Vickers se considera una mejora del ensayo de dureza Brinell, en tanto en cuanto permite ensayar materiales con superficies no planas, con espesores más pequeños, además de permitir la medida de todo tipo de dureza. En el ensayo Vickers se emplea como elemento indentador una pirámide regular de diamante, de base cuadrada, cuyas caras laterales forman un ángulo de 136º. En la penetración del indentador contra la probeta, éste dejará una impresión cuadrada sobre el material de la probeta, que resulta más fácil de medir (más precisa) en este tipo de ensayo.

La carga que se utiliza para presionar el indentador contra la probeta oscila entre 1 y 120 Kp, empleándose principalmente valores de carga de 1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 50, 100 y 120 Kp. No obstante, la carga más empleada es de 30 Kp. Por otro lado, el tiempo de aplicación de la carga durante el ensayo Vickers oscilará entre 10 y 30 segundos, siendo 15 segundos el tiempo más empleado para la duración del ensayo.

Una vez realizado el ensayo, se miden las diagonales de la impresión cuadrada que resulta sobre la superficie de la probeta ensayada y se calcula el promedio (media aritmética) de las medidas obtenidas.

Ensayo de dureza Rockwell El ensayo Rockwell es quizás el método más extendido, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es un modelo de ensayo apto para ser empleado en todo tipo de materiales. Este método de cálculo de la dureza se basa también en la medición de la profundidad de penetración de una determinada herramienta (indentador) en el material bajo la acción de una carga prefijada. Se suele considerar también un ensayo no destructivo, por el pequeño tamaño de la huella que deja sobre la superficie del material ensayado. El número de la dureza Rockwell (HR) se mide en unidades convencionales y es igual al tamaño de la penetración sobre cargas determinadas. En el ensayo Rockwell, como herramienta indentadora se va a emplear un tipo u otro en función de la dureza del material a ensayar, debiéndose consultar las correspondientes tablas Rockwell para su elección, según el caso. De manera genérica, se tendrá que: • Para materiales duros (HB>200): se empleará como indentador un diamante en forma de cono de 120º de punta redondeada y radio de 0,2 - 0,01 mm. • Para materiales blandos (HB...