ensayo dureza

Informe de laboratorio de Ciencia de los Materiales.

ENSAYO DE DUREZA *Sergio Palacio Martínez, ** Jairo David Neira.

* Estudiante de Ingeniería Electrónica, Código: 200039816

** Estudiante de Ingeniería Mecánica, Código: 200030024

Profesor: Ing. Diego Guillen Pérez

Laboratorio de Ciencia de los Materiales

Fecha 04/04/13,

Barranquilla-Colombia

RESUMEN

En el informe presentado a continuación se describen los resultados obtenidos de la

experiencia del ensayo de dureza aplicado a varias probetas de varios materiales usando

los métodos de Rockwell y Vickers. Con estos ensayos se encontrarán los valores para

sus durezas y de allí se concluirá pertinentemente sobre la utilidad de estos ensayos.

Palabras claves: Metalografía, micrografía, ensayo de dureza, dureza vickers, dureza

Rockwell, identador.

ABSTRACT

The report below are described the results obtained by performing the hardness test on

several specimens of different materials using methods of Rockwell and Vickers. With this

test it will be found the values for their hardness, and then it will conclude the relevant

utilities from this test.

Key words: metallography, micrograph, hardness test, hardness Vickers, hardness

Rockwell

Introducción

La determinación de la dureza es una de

las pruebas más importantes en el

campo de la ciencia de los materiales, ya

que esta proporciona información muy

puntual y precisa sobre las

características de un material con una

rapidez relativa. Estas pruebas se

realizan siguiendo las normas ASTM-18

(American Society for Testing and

Materials) para ensayos de dureza. Para

pruebas con identadores muy duros y

cargas pequeñas se necesita ayuda de

un microscopio para poder ver con

precisión que tan profunda es el hueco

dejado por el identador. En este

laboratorio se realizaron las pruebas

desde Rockwell-A hasta Rockwell-E

para distintas probetas y al final se

realizó el ensayo de microdureza para

varias probetas con el método de

Vickers.

Para las pruebas de Rockwell, la misma

máquina da los resultados de dureza,

pero para la prueba de Vickers, ya que la

perforación es microscopia se debe

hacer uso del microscopio óptico para

medir el tamaño de las diagonales del

perforador y así calcular la medida de

dureza para cada una de las probetas

probadas en este laboratorio.

Siguiendo las normas de la ASTM-18 se

eligieron qué métodos usar dependiendo

del material de la probeta y de allí se

anotan los resultados que se darán a

continuación. ( Mills, y otros, 2004)

Metodología

Para el ensayo de dureza se eligieron

probetas de Acero-Carbono, Bronce,

Acero para herramientas y aluminio para

hacer los ensayos de Rockwell-A,

Rockwell-B, Rockwell-C y Rockwell-E

respectivamente, las muestras por lo

general tienen superficies regulares a las

cuales les penetrara el perforador de

esférico de acero para luego hacer una

lectura pertinente a la dureza de

Rockwell.

Imagen 1: Maquina para el ensayo de

Rockwell.

En la imagen 1 se aprecia la forma de la

máquina de ensayo de dureza de

Rockwell, la cual consiste en colocar la

probeta y poner los valores para la

precarga y la carga y hacer los ajustes

necesarios para llevar la prueba con las

normas ASTM-18. Los valores para la

carga de Rockwell son:

Tipo de ensayo Carga

Rockwell A 60 Kgr Fuerza

Rockwell B 100 Kgr Fuerza

Rockwell C 150 Kgr Fuerza

Rockwell E 100 Kgr Fuerza

Tabla 1: valores de cargas para ensayos

Rockwell.

Las probetas usadas en la prueba de

Rockwell pueden ser de cualquier tipo,

en este caso se usaron las mencionadas

anteriormente:

Imagen 2: Probetas ensayo Rockwell

Para el ensayo de Vickers se usa un

identador con punta de diamante que

penetra la probeta con una carga de 500

gr Fuerza dejando una perforación

microscópica. Para calcular la dureza de

Vickers se hace uso del promedio de las

diagonales y usando las siguientes

expresiones:

Para medir las diagonales se hace uso

del microscopio electrónico ya que como

se mencionó anteriormente las

perforaciones son demasiado pequeñas.

En la prueba de Vickers se usaron 6

probetas de distintos materiales y se

obtuvo un promedio de dureza para cada

una.

Resultados

Los resultados para la prueba de

Rockwell se presentan a continuación:

Tipo de ensayo Rockwell A

Material Bronce

Carga 60 Kg Fuerza

Ensayo 1 26,60 Rockwell A



Promedio 25,87 Rockwell A

Tipo de ensayo Rockwell B

Material Acero Carbono

Carga 100 Kg Fuerza

Ensayo 1 80,40 Rockwell B



Promedio 80,00 Rockwell B

Tipo de ensayo Rockwell C

Material Acero de Herramientas

Carga 150 Kg Fuerza

Ensayo 1 80,00 Rockwell C



Promedio 80,47 Rockwell C

Tipo de ensayo Rockwell E

Material Aluminio

Carga 100 Kg Fuerza

Ensayo 1 94,00 Rockwell E



Promedio 94,00 Rockwell E

Los resultados de la prueba de Vickers

se presentan a continuación:

Muestra 1: Fundición Gris

Diagonal Promedio Dureza

X 0,06179019 234,43

Y 0,06398826

X 0,06472095 246,73

Y 0,05788251

Promedio 240

Muestra 2: Acero 0,2% Carbono


X 0,07278054 174,46

Y 0,07302477

X 0,07693245 165,39

Y 0,07281536

Promedio 170

Muestra 3: Acero 0,4% Carbono


X 0,06252288 236,26

Y 0,06276711

X 0,06325557 233,53

Y 0,06276711

Promedio 235

Muestra 4: Acero 0,4% carbono

templado


X 0,02955183 963,76

Y 0,03248259

X 0,03321528 840,42

Y 0,03321528

Promedio 900

Muestra 5: Bronce


X 0,12504576 58,72

Y 0,12626691

X 0,12260346 61,56

Y 0,12284769

Promedio 60

Muestra 6: Plomo

Para la muestra 6 se usó una carga de

0,2 Kg.


X 0,17462445 12,60

Y 0,16827447

X 0,16998408 13,16

Y 0,1660764

Promedio 12,86

Análisis de resultados

Luego de realizar la prueba a todas las

probetas se aprecia que los resultados

son consecuentes con los valores reales

de cada material, en las pruebas de

Vickers se aprecia que las durezas de los

2 ensayos dan muy distinto, también se

aprecia que haciendo el promedio es que

se llega al valor más real de la dureza.

Fue posible determinar las durezas de

todas las probetas siguiendo las normas

establecidas por la ASTM-18 por lo que

se podrán hacer las conclusiones

pertinentes a continuación.

Conclusiones

En esta práctica se concluye que la

huella hecha por el marcador punta de

diamante (identador) varía en proporción

de la aplicación de la carga y la longitud

de la diagonal del cuadrado de la

impresión.

El tamaño de la huella hecha por el

marcador depende de la dureza del

material, es decir a mayor huella, la

dureza es menor, y si la huella es menor

la dureza es mayor, lo cual queda

ampliamente demostrado con los

ensayos realizados en esta práctica.

El tiempo y la carga de aplicación

influyen en el diámetro de la huella, por

eso es necesario contar con una tabla de

datos para el tipo de material a utilizar.

Este tipo de ensayo es uno de los más

importantes y útiles a realizar para la

selección y control de calidad de los

materiales en aplicaciones de ingeniería.

.

Bibliografía

ASTM. (2009). ASTM A536 - 84.

Recuperado el 09 de 2012, de

http://www.astm.org/Standards/A536.htm

ASTM. (2012). ASTM International

standards worldwide. Retrieved

septiembre 27, 2012, from

http://www.astm.org/DATABASE.CART/H

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ASM Handbook: Volume 9:

Metallography And Microstructures (Vol.

IX). ASM International.

Ferrocortes. (2012). Hierro Nodular

Perlítico FE-55006 . Recuperado el 09 de

2012, de

http://www.ferrocortes.com.co/hierro-

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Mills, K., Davis, J., Destefani, J.,

Dieterich, D., Crankovic, G., Frissell, H.,

et al. (2004).

http://www.utp.edu.co/~gcalle/DUREZAVI

CKERS.pdf

ensayo dureza

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