Ciencia e Ingeniería de Materiales

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍAGuía de Prácticas del Curso: CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES

PRACTICA Nº 3

ENSAYO DE DUREZA VICKERS

1. O B J E T I V O S

Al culminar la presente práctica, el alumno estará capacitado para:

Conocer las principales características de los equipos de medición de dureza Vickers.

Medir adecuadamente la dureza de materiales por el sistema Vickers.

2 . R E C U R S O S

Materiales.o Acero SAE 1045.o Acero SAE 1020.o Aleación de Bronce.

Herramientas.o Papel Lijar.

Maquinas. Equipos.

o Durometro Vickers. Equipo de protección personal.

o Lentes de protección.o Mandil Protector.o Zapatos de Seguridad.

3 . D U R A C I Ó N D E L A P R Á C T I C A

Dos sesiones (4 horas).

UCSM 1

Ciencia e Ingeniería de Materiales

4. M A R C O T E Ó R I C O

1. APARATO DE ENSAYO VICKERS

2. ENSAYO DE DUREZA VICKERS

El estándar ASTM E 92-82 define la dureza Vickers como un método de ensayo por indentación por el cual, con el uso de una máquina calibrada, se fuerza un indentador piramidal de base cuadrada que tiene un ángulo entre caras específico, bajo una carga predeterminada, contra la superficie del material a ser ensayado y se mide la diagonal resultante de la impresión luego de remover la carga.

Figura 2. Sobre el ensayo de Vicerks (tomado del estándar ASTM E-92)

La magnitud de HV es un esfuerzo convencional medio en la zona de contacto del indentador, muestra y suele caracterizar la resistencia del material a la deformación plástica considerable. Con base en esto:

UCSM 2

Ciencia e Ingeniería de Materiales

Donde:P: Fuerza aplicada.A: Área de la huella dejada en el material base.

Debido a que el valor del ángulo α es constate e igual a 136°, en la práctica se usa la siguiente fórmula de trabajo expresada en función de la diagonal de la huella.

Donde:d: es la media aritmética de las diagonales d1 y d2, expresada en mm.P: Fuerza aplicada, expresada en Kgf.

El método estándar se realiza bajo las siguientes condiciones: Indentador Pirámide de diamante α = 136° Carga (P): 1...120 kgf Duración de la carga (t): 10 ... 15 s

El número de dureza Vickers se denota como HV. Ejemplos:440 HV 30

Esta notación indica una dureza Vickers de 440 bajo carga de 30 kgf. Aplicada por un tiempo de 10 a 15 s.

440 HV 30/20Esta notación indica una dureza Vickers de 440 bajo carga de 30 kgf. Aplicada por un tiempo de 20 s.

5 . A C T I V I D A D E S D E L A P R Á C T I C A

1. Observar atentamente la demostración del Jefe de Practicas para la correcta operación y toma de dureza con el Durometro Vickers.

2. Realizar la toma de dureza. Se realizarán entre 3 y 5 indentaciones por probeta, teniendo en cuenta que la separación del borde de la probeta y de una huella al borde de la otra debe ser mayor a 2,5 veces la diagonal de la huella.

UCSM 3

Ciencia e Ingeniería de Materiales

Procedimiento para la toma de la dureza

Tomando como referencia la Figura 1.

1. Se selecciona en la máquina una carga de 60 kgf, para todas las probetas.

2. Coloque el indentador (3) en el portaidentador del durómetro.

3. Coloque probeta sobre la plataforma (7) la cual es elevada girando la manivela de regulación (8) hasta que la muestra toque el indentador ligeramente y siga girando la manivela hasta la posición estándar prefijada por el durómetro.

4. Accione la carga usando la palanca de carga del durómetro. El indentador se mantiene algún tiempo sobre la probeta con la carga accionada (10 a 15 segundos).

5. Levante la palanca de carga y retire la probeta bajando la plataforma con la manivela. Observe la indentación hecha sobre la superficie.

6. Luego de retirada la carga se miden las dos diagonales, en direcciones mutuamente perpendiculares, de la impronta dejada, con ayuda de un microscopio.

7. El valor medio de las diagonales (d) y los otros valores se sustituyen en la fórmula de trabajo para obtener el valor de la dureza Vickers.

8. En las mismas condiciones se realizan las medidas de varias indentaciones más. Para obtener un dato consolidado se promedian las durezas obtenidas en todas las indentaciones de cada probeta. Este número se redondea hasta unidades enteras.

3. Los resultados se presentan escribiendo la notación estándar.

UCSM 4

Ciencia e Ingeniería de Materiales

RE S U L T A D O S

Elabore una tabla comparativa con los valores de dureza VICKERS de todos los materiales.

Material Dureza Observación

1

2

3

1 2 3Mediciones

6. C U E S T I O N A R I O

1. ¿En qué casos se utilizara la prueba de dureza Vickers?

2. ¿Cuáles son las principales diferencias entre el ensayo Vickers y el ensayo Rockwell?

3. Determinar la longitud de las diagonales de la huella que dejara el penetrador sobre un material de dureza 630HV50.

4. Una pieza es sometida a un ensayo de dureza utilizando el método vickers. Sabiendo que la carga utilizada es 500N y que se obtiene una huella cuya diagonal es 322 um, calcular la dureza Vickers de la pieza.

7 . R E F E R E N C I A S B I B L I O G R Á F I C A S

1. SENATI ZONAL AREQUIPA - PUNO, “Capacitación Practica para Ingenieros”. Arequipa, UCSM, 2001.

2. Diezmar Falk, Hans-Klaus Gorkel; Franz Lernet,Bernd Schlossorsch “Metalotecnia Fundamental”, Editorial Reverté S.A, 1986.

8 . R E F E R E N C I A S W E B

1. http://www.tq.edu.ar/grp0128/index.htm

2. http://www.apuntes.rincondelvago.com/resistenciadelosmateriales

3. http://www.omega.ilce.edu.mx

UCSM 5