Post on 06-Dec-2014
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INTRODUCCION:
ENSAYOS DE DUREZA
La dureza es la resistencia de un material a ser rayado o penetrado,
por lo cual estamos midiendo la cohesión entre los átomos del
material. Ésto, por tanto, guarda relación con la resistencia a la
deformación y a la rotura, y cuanto más duro sea un material, más
resistente será también.
Con los metales se utiliza el método Martens que consiste en medir
el surco que deja una punta de diamante de forma piramidal que se
desplaza sobre la superficie. Sin embargo, es más frecuente hablar
de otro tipo de ensayos en los que se mide la marca que se deja en
un material cuando se intenta clavar en él otra pieza de formas
definidas, llamada penetrador.
DUREZA BRINELL
El método consiste en aplicar una fuerza, que suele ser proporcional
al cuadrado del tamaño del penetrador (F = k·D2) y medir la huella
que queda. Según la forma del penetrador y la forma de aplicar la
fuerza tenemos varios ensayos de dureza, entre los que destacan
tres: el método Brinell, el método Vickers y los métodos Rockwell.
Método consiste en aplicar una fuerza a una bola de acero y calcular
el cociente entre la fuerza y la superficie de la huella,
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El diámetro d de la huella se mide fácilmente con un microscopio,
pero la profundidad f no es sencilla. Por lo tanto, se busca la relación
matemática entre los valores:
Ahora se divide la fuerza entre la superficie de la huella y se obtiene
el valor de la dureza Brinell, que se expresa mediante una expresión
normalizada, en la que se escribe el valor de dureza en kp/mm², las
letras HB (Hardness Brinell), el diámetro en mm de la bola, la fuerza
en kp y el tiempo que dura la aplicación de la fuerza en segundos:
DUREZA ROCKWELL
En los ensayos anteriores no se tiene en cuenta que el material
penetrado tiene una cierta recuperación elástica tras la
desaparición de la carga. Para obviar este punto se desarrollaron
los métodos Rockwell, en los que además se mide la profundidad de
la huella mediante máquinas de precisión llamadas durómetros.
Se usan penetradores y fuerzas normalizadas para cubrir un amplio
espectro de materiales, y cada combinación recibe una letra, de las
cuales las más frecuentes son las escalas Rockwell B (con una bola
de acero) y la Rockwell C (con un cono de diamante).
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http://cerezo.pntic.mec.es/rlopez33/bach/tecind2/Tema_1/dureza.html
ENSAYO DE IMPACTO
Método para determinar el comportamiento del material sometido a
una carga de choque en flexión, tracción o torsión. La cantidad que
suele medirse es la energía absorbida al romperse la probeta en un
solo golpe, como en el ensayo de impacto Charpy, el ensayo de
impacto Izod y el ensayo de tensión por impacto. Los ensayos de
impacto tambien se realizan sometiendo las probetas a varios golpes
de intensidad creciente, como en el ensayo de impacto con caída de
bola y el ensayo de impacto con golpe repetido. La resilencia al
impacto y la dureza con rebote de proyectil se determinan en
ensayos de impacto no destructivos.
Los ensayos de impacto se utilizan para la determinación del
comportamiento de un material a velocidades de deformación más
altas. Los Péndulos clásicos determinan la energía absorbida en el
impacto por una probeta estandarizada, midiendo la altura de
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elevación del martillo del Péndulo tras el impacto. Generalmente se
pueden aplicar varios métodos de ensayo:
Charpy (ISO 179-1, ASTM D 6110)
Izod (ISO 180, ASTM D 256, ASTM D 4508) y 'unnotched
cantilever beam impact' (ASTM D 4812)
Ensayo tracción por impacto (ISO 8256 und ASTM D 1822)
Dynstat ensayo flexión por impacto (DIN 53435)
Dentro de las normas ASTM, el método Izod acorde a ASTM D 256 es
el más corriente. En él se emplean siempre probetas entalladas. Un
método de aplicación menos común es el "unnotched cantilever beam
impact" descrito en la norma ASTM D 4812.
http://.pntic.mec.es/rlopez33/bach/tecind2/Tema_2/impacto.html
OBJETIVOS:
1. Aprender a determinar y a realizar ensayos de dureza en
materiales como el acero y madera.
2. Comparar su utilidad y aplicación de cada uno de los
métodos realizados
EQUIPO
1. Maquina Universal de 300 KN A=+/- 0,1 KN
2. Cabezal con un intendador de punta de acero de esfero
3. Lector Microscopio A=+/-0.1 mm
4. Linterna
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5. Maquina de Impacto Charpy C=+/-0.2 m-kg
MATERIALES
Pieza de acero y se utilizo una punta de 10mm
Muertra de madera ( Laurel) y se utilizo una punta de 12 mm y
un t de huella de 6 mm
Muestras de acero a diferentes tipos de temperatura como son
-4, 14-18, 89 , 110, 22 grados centígrados .
PROCEDIMEINTO
1. Preparamos a la maquina universal con el acople para el
esnsayo de dureza
2. Preparamos el material para colocarlo en la Maquina
Universal.
3. Revisamos que el material este en posición y revisamos en
conjunto con la maquina universal.
4. Comenzamos a traccionar la muestra hasta que la maquina
actue.
5. Procedemos a tomar nota de los diámetros respectivos para
merales duros semiduros y duros con sus respectivas cargas
6. Tomamos nota de los resultados
7. Este proceso lo realizamos lo mismo con la madera pero
determinamos la carga en diferentes posiciones de la madera
en forma paralela, radial, tangencial a las fibras .
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8. Para el ensayo rockwell preparamos la escala de acuerdo a los
materiales entre B y C respectivamente
9. Aplicamos las cargas respectivas deacuerdo a la escala si es B
una carga de 100 kg con una precarga de 10 kg y para escala
C una carga de 150 kg con una pregarga de 10 kg
10. Para
ensayoos de dureza se utilizo la maquina de impacto charpy
que tiene los mismos principios anteriosres de preparación de
muestras
11. Para este
ensayo se coloco materiales de aceros a diferentes
temperatucas como -4, 14-18, 89 , 110, 22 grados centígrados
12. Se choca la
mas y se ve la energía que disipa, con una carga de 50 kg
13. Al final el
material queda destruido y tomamos notas de las lecturas
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TABLAS:
TABLA 1 :ENSAYO DE DUREZA BRINELL PARTE A
N.- METALES CARGA TIEMPO LECTURADIAMETROS
DIAMETRO
PROMEDIO
NUMERO DE DUREZA
BRINELL
TIPO kg s mm mm NDB1 Suaves 500 15 1,40 1,50 1,45 301,152 Semiduros 1500 15 1,90 2,00 1,95 497,383 Duros 1500 15 4,20 4,30 4,25 100,71
TABLA 2 : ENSAYO DE DUREZA BRINELL (MODIFICADO) PARTE A
N.- MADERA LAUREL CARGA DIAMETROS
CABEZAL
HUNDIMIENTO t
NUMERO DE
DUREZA BRINELL
POSICION (a las fibras)
kg mm mm NDB
1 Paralela 740 12,00 6,00 3,272 Radial 620 12,00 6,00 2,743 Tangencial 540 12,00 6,00 2,39
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TABLA 3 : ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL PARTE B
N.- ESCALAROCKWELL
TIPO DE ENSAYO
UBICACIÓN DE LA
ESCALA Y COLOR
TIPO DE PENETRADOR
CAMPO DE VALIDEZ CARGA
NUMERO DE DUREZA
ROCKWELL
TIPO CLASIFICACION mm mm HBR kgf HBR
1B : Metales
suaves o semiduros
Normal Rojo Dentro Bola de acero 25 - 100 100 93
2
C : Metales dureza
intermediaalta dureza
Normal Negro FueraConica de diamante
20 - 71 150 92
TABLA 4 : ENSAYO DE IMPACTO
N.- CARGA TEMPERATURAS LECTURA PROMEDIO DE IMPACTO
kg ˚ C mm1 50 -4 2,30 2,60 2,452 50 22 3,00 2,60 2,803 50 89 2,80 3,00 2,904 50 110 3,00 3,20 3,10
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FOTOGRAFIAS DE LAS MUESTRAS
ENSAYO DE DUREZA BRINNELL:
ANTES
DESPUES
Tipo de falla: Huella por punta de acero
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ENSAYO DE DUREZA BRINNELL (modificdo):
ANTES
DESPUES
Tipo de falla: Huella por punta de acero
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ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL:
ANTES
DESPUES
Tipo de falla: Huella por punta de acero
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ENSAYO DE IMPACTO:
ANTES
DESPUES
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CONCLUSIONES
1. En el ensayo Brindell recibió un numero mayor el de metales
Semiduros con una carga de 1500 un numero Brindell de
497.38 y luego le segue el de metales duros y al final con un
numero menor el de metales suaves
2. En el Ensayo Brinell Modificado se obtuvo que en el laurel a la
posición de paralelas las fibras recibió un numero mayor de
3.27 de NDB mayor al resto de posiciones por lo que
consideramos que en esta posicion tiene mas dureza.
3. En el ensayo Rockwell se obtuvo un numero mayor de rockwell
de 92 a escala B que estuvo dentro del capo de validez
4. En el ensayo de impacto se obtuvo que a menor temperatura
se obtuvo un promedio de lecturas menor que a altas
temperaturas como acurrio que a -4 de temperatura fue 2.45 y
a 110 grados centígrados fue 3.10
5. A temperatura de medio ambiente que es 22 grados
centígrados se obtuvo un promedio de lecturas de 2.80 casi la
mitad de los datos de la tabla.
RECOMENDACIONES
1. Se pide un lapso más de tiempo para poder tomar mejor las
fotos para ver como están descritas las posiciones
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APENDICE:
Lecturas Promedio
A=
A=
A=2.45
Calculo de Numero Brindell
P =301.15
Calculo de Numero Brindell Modificado:
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BIBLIOGRAFIA
1.-Dr. Segundo Araujo, Física Básica, Teoría, Test y Laboratorio primer nivel 2005 págs. 35-36- 37
2.- http://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtml
3.-http://cerezo.pntic.mec.es/rlopez33/bach/tecind2/Tema_1/dureza.html
4.-http://.pntic.mec.es/rlopez33/bach/tecind2/Tema_2/impacto.html