UNIVERSIDAD AUTONOMA TOMAS FRIAS FACULTAD DE INGENIERIA TECNOLOGICA

INGENIERIA MECANICA

ENSAYOS DE DUREZAUniv. Juan Manuel Mamani Huanca

»ENSAYOS DE DUREZADEFINICION: Dureza es la propiedad de los materiales de resistir a ser rayados o penetrados.

ENSAYO DE DUREZA POR PENETRACION O IDENTACION

TIPOS DE ENSAYOS DE DUREZA

Dureza Brinell

El ensayo consiste en comprimir sobre la superficie del metal,

una bola de acero de 10 mm de diámetro con una carga de

3000 kg.

- En los materiales blandos, se reduce la carga a 500 kg.

- En metales muy duros se emplea una bola de carburo de

wolframio

La carga se aplica por un periodo de tiempo normalizado,

generalmente de 30 seg, luego se mide la huella con un

microscopio.

F : carga aplicada en kg

D : diámetro del penetrador en mm

Di : diámetro de la impresión en mm

Dureza Brinell: (kg/mm2)

Esquema del ensayo de dureza Brinell

Resistencia a la tensión = 500 BHN.

MAQUINA DE DUREZA BRINELL

DUREZA VICKERS

Se emplea como identador una pirámide de diamante de base cuadrada, las caras opuestas de la pirámide forman un ángulo de 136º (corresponde a la relación óptima de diámetro de huella a diámetro de bola en el ensayo Brinell)

Se define como la relación de la carga al área de la superficie de la huella.

Sus cargas van de 5 a 125 kilogramos (de cinco en cinco).

Se emplea Vickers para laminas tan delgadas como 0.006 pulgadas

22 L

P1,854

L

/2)(senP2VickersDureza

P: carga aplicada en kg

L: media de la longitud de las dos diagonales en mm

-: ángulo formado por las caras opuestas de la pirámide diamante = 136º

MAQUINA PARA ENSAYOS DE DUREZA VICKERS

DUREZA ROCKWELL

El ensayo utiliza la profundidad de la penetración bajo carga constante, como medida de la dureza.

La maquina de ensayo mide en forma automática la profundidad de penetración del indentador, y la convierte en un número de dureza Rockwell (HR)

El ensayo es aplicable a todo tipo de materiales metálicos:

a) Blandos. Se utiliza como penetrador una bola de acero templado, similar al del ensayo Brinell.

b) Duros. Se utiliza como penetrador un cono de diamante de 120° de ángulo de vértice redondeado en la punta. Se usan cargas normalizadas de 60, 100 y 150 kilogramos

c) Pequeños espesores en materiales blandos o duros. Es el caso de flejes, chapas delgadas o también sobre capas endurecidas, cementadas o nitruradas. En este supuesto se usa la modalidad de pequeñas cargas especificadas en la norma, 3 kilogramos de precarga y 15, 30 o 45 kilogramos de carga. Se conoce este tipo de ensayos como Rockwell superficial.

Ensayos Rockwell normalizados.

MAQUINA PARA ENSAYOS DE DUREZA ROCWELL

DUREZA KNOOP

COMPARACION DE ENSAYOS DE DUREZA

OTROS TIPOS DE ENSAYOS DE DUREZA

DUREZA SHORE

El método Shore consiste en determinar el rebote que sufre un percutor al chocar contra la superficie que se ensaya, cuando se lo deja caer desde una altura determinada. El percutor utilizado es de acero duro de forma cilíndrica y punta redondeada de muy buena terminación, la que también puede ser de diamante.

El percutor cuyo peso es de 3 a 7 gr se deja caer desde una altura de 250 mm y la lectura del rebote se hace directamente en una escala de 140 divisiones en la que un rebote que alcanza 100 divisiones corresponde a un acero templado (martensítico) para herramientas.

En las Fig. 16.a y 16.b se muestran dos escleroscopios Shore, uno en el que la lectura se realiza sobre la escala graduada como se explico y otro que dispone un registro caratular.

DUREZA LEEB

Una evolución del método Shore es el método de Leeb. En este caso un cuerpo con un percutor que puede ser una bolilla de carburo de tungsteno de 3 o 5 mm de diámetro, es lanzado a velocidad conocida, por acción de un resorte. Cuanto más blando el material a ensayar menor velocidad alcanzará el cuerpo percutor luego del impacto.

La medición de velocidad antes y después del impacto se hace mediante la diferencia de potencial eléctrico que se genera en una bobina, al ser atravesada por el cuerpo percutor que contiene un imán permanente.

En la Fig 17 se muestra este sistema de maneara esquemática, así como también una representación temporal del voltaje inducido en la bobina antes y después del rebote. La dureza Leeb HL se define a partir del cociente de la velocidad de impacto VI y la velocidad de rebote VR de la siguiente manera

CONVERSION DE DUREZAS