INDICE

1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………...2

2. FUNDAMENTO TEÓRICO……………………………………………………...3

DUREZA ROCKWELL……………………………….……………………...3

DUREZA BRINEL……………………………………….…………………...7

DUREZA VICKERS………………………………….……………………....9

DUREZA KNOOP………………………………..………………………....10

DUREZA SHORE……………………………….………………………….11

3. DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA…………...………………………….12

3.1-METODO ROCKWELL…………………………………………………....12

o EQUIPO E INSTRUMENTOS…………………….…………………..12

o MATERIALES………………………………………….……………….12

o PROCEDIMIENTO…………………………………..…………………13

o DATOS Y CÀLCULOS………….……………….…………………….16

o GRÁFICOS…………………………………………..………………….18

3.2-METODO VICKERS……………………….…...……..…………………..19

o EQUIPOS…………..……………………………………………………19

o MATERIALES……………………………...……………………………20

o PROCEDIMIENTO……………..………..……………………………..20

o DATOS Y CÀLCULOS……………….…………..……………………21

o GRÁFICOS…………………………..………………………………….23

4. RESULTADOS…………………………….……………………………………24

5. RECOMENDACIONES……………….………………………………………..29

6. OBSERVACIONES…………………………………………………………….30

7. CONCLUSIONES……………………………………....................................31

8. BIBLIOGRAFÌA…………………………………………………………………32

9. ANEXOS……………………………….………………………………………..33

INTRODUCCIÓN

En el presente informe, describiremos las experiencias realizadas en el 1º laboratorio

del curso de “Ciencia de los materiales I”, cuyo tema central es: La medición de

dureza. Los diversos métodos y procedimientos serán detallados en este informe.

El objetivo del presente informe busca conocer y profundizar los conocimientos sobre la

dureza como propiedad mecánica de los materiales. Este conocimiento se base también en

la correcta medición de esta propiedad por medio de los diversos ensayos que fueron

desarrollados en el laboratorio.

El ensayo consiste en una operación mediante la cual podemos medir cuantitativamente las

propiedades. Estos datos que han sido tomados durante las pruebas, empleando para ello el

quipo e instrumentos adecuados, nos ofrecen datos sobre cómo se comporta el material

bajo determinadas condiciones. Es por ello que otro objetivo es el poder determinar y

cuantificar las propiedades de ciertos materiales en bases a los ensayos realizados.

Otro objetivo que consideramos de importancia es el conocer los equipos, la disposición y el

uso adecuado de los mismos, esto para garantizar los otros objetivos y también para

comprender a claridad la forma en que se desarrolla el ensayo.

Además de presentar, comparar, graficar y analizar los datos obtenidos, en este

informe daremos una breve teoría acerca de los diferentes métodos de medición de

dureza, que se realizaron en la experiencia, entre los cuales tenemos:

-Dureza rockwell (digital, analógico)

-Dureza brinel

-Dureza vickers

-Dureza short

Para estas pruebas se tomaran como muestra de ensayo diferentes tipos de

materiales desde blandos, hasta materiales duros, los cuales son: Aluminio, Cobre,

Bronce, acero1010, acero1045.

ENSAYO DE DUREZA 2

FUNDAMENTO TEORICO

DEFINICION:

Se entiende por dureza a la propiedad de un material que consiste en resistir la

deformación elástica, plástica y destrucción, por esfuerzo de contacto locales

aplicado por otro cuerpo, más duro, el cual no sufre deformaciones residual (por

ejemplo un indentador de diamante) de determinada forma y dimensiones. Dicho de

otra manera la dureza es una propiedad mecánica de los materiales consistente en la

dificultad que existe para rayar (mineralogía) o crear marcas en la superficie mediante

micropenetración de una punta (penetrabilidad).

Por lo tanto se puede concluir que:

Los métodos de dureza por indentación suponen la presencia de esfuerzos de

contacto, por lo tanto la dureza puede ser cuantificada como tal.

El indentador o penetrador no debe sufrir deformaciones residuales.

DUREZA ROCKWEL:

La dureza Rockwell o ensayo de dureza Rockwell es un método para determinar la

dureza, es decir, la resistencia de un material a ser penetrado. El ensayo de dureza

Rockwell constituye el método más usado para medir la dureza debido a que es un

ensayo no destructivo (permite seguir usando la pieza para sus fines comunes) y no

requiere conocimientos especiales. Se pueden utilizar diferentes escalas que

provienen de la utilización de distintas combinaciones de penetradores y cargas, lo

cual permite ensayar prácticamente cualquier metal o aleación. Hay dos tipos de

penetradores: unas bolas esféricas de acero endurecido (templado y pulido) de

1/16, 1/8, ¼ y ½ pulg, las cuales de usan para materiales semiduros y blandos, y un

penetrador cónico de diamante con un ángulo de 120º +/- 1º y vértice redondeado

formando un casquete esférico de radio 0,20 ± 0,01mm, el cual se utiliza para los

materiales más duros.

ENSAYO DE DUREZA 3

En los ensayos de dureza Rockwell, las unidades de dureza se establecen por la

medida de la profundidad, en milímetros, de la huella de acuerdo con el modelo, esto

en diferencia con los otros ensayos que miden la dureza en relación a la superficie

de la huella:

HR=A− L0.002

Donde

A: toma el valor de 100 para dureza Rockwell C y 130 para dureza Rockwell B.

L: la profundidad en mm

NUMERO DE DUREZA ROCKWELL: es un número obtenido por la profundidad de

la huella; el cual proviene cuando se aumenta la carga sobre un penetrador desde

una carga fija menor hasta una mayor, retornando después a la carga menor.

Los números de dureza Rockwell se expresan siempre con un símbolo de escala,

que indica el penetrador y la carga utilizada.

EJEMPLO: 60 HRC indica un valor de dureza Rockwell 60 medido en la escala C.

MAQUINA Y EQUIPO

La máquina de prueba consiste en un soporte rígido o yunque, sobre el que se

coloca la

probeta y un dispositivo que aplica las cargas prefijadas a un penetrador en contacto

con la misma.

Penetradores:

PENETRADOR DE DIAMANTE.

Este tipo de penetrador debe emplearse en pruebas de dureza para las escalas A, C

y D.

ENSAYO DE DUREZA 4

Consiste en un cono de diamante cuyo ángulo es de 120º ± 0.5º y su eje debe

coincidir con la dirección de penetración con una tolerancia de ± 0.5º. La punta es un

casquete esférico con un radio de 0.200 +/- 0.002mm.

La forma del casquete y el valor del radio del penetrador tienen una influencia

importante en el valor de la dureza obtenida. La anisotropía del diamante hace difícil

el maquinado del mismo en forma totalmente simétrica. Por lo cual es necesario

comparar los resultados obtenidos con un penetrador patrón sobre piezas patrón de

diferentes durezas.

PENETRADOR ESFERICO DE ACERO

Este tipo de penetrador debe emplearse en los ensayos de dureza para las escalas

B, E Y F. También se utiliza para las escalas G, T-15, T-30 y T-45.

Consiste en un balín de acero templado con una superficie finamente pulida, con un

diámetro de 1.588 mm ± 0.003 mm; Excepto para la escala E, que tiene un diámetro

de 3.175 mm ± 0.004 mm. Dicho balín debe estar pulido y no debe presentar

defectos superficiales.

Debe eliminarse y anularse la prueba si presenta una deformación mayor a la

tolerancia indicada anteriormente o cualquier otro defecto superficial.

En los dos tipos de penetrador debe evitarse la acumulación en el penetrador de:

polvo, tierra, grasa o capas de óxidos, dado que esto afecta los resultados de la

prueba.

La siguiente es una tabla simplificada de los materiales más comunes que se miden

con Rockwell.

Tabla 1: Materiales usados comúnmente con Rockwell

H

BPenetrador

Cargas (kgf)Material

Adicional Total

BBolilla

1/16”90 100

Acero blando. Aleaciones de Cu y Al. Fundición

maleable

C Cono 140 150 Acero de alta dureza. Fundición perlítica.

ENSAYO DE DUREZA 5

Tabla 2.1: Escalas de dureza Rockwell

Tabla 2.2: Escalas de dureza Rockwell superficial

.

ENSAYO DE DUREZA 6

Figura 1: Esquema de la aplicación de carga en el ensayo Rockwell

DUREZA BRINELL:

Es el método de dureza más antiguo, propuesto por el sueco Johan August Brinell

en el año 1990.

Se denomina dureza Brinell a la medición de la dureza de un material mediante el

método de indentación, midiendo la penetración de un objeto en el material a

estudiar.

Este ensayo se utiliza en materiales blandos (de baja dureza) y muestras delgadas.

El indentador usado es una bola de acero templado de diferentes diámetros D: 2,5;

5 ó 10 mm. La bola penetra dejando una marca, cuyo diámetro (d) se mide con un

dispositivo ampliador óptico.

La dureza Brinell es un valor adimensional resultante de:

ENSAYO DE DUREZA 7

Figura 2: Métodos de medición para las diferentes escalas

Figura 3: Penetrador de diamante

HB= 2P

πD (D−√D2−d2)

Donde:

P: carga a utilizar medida en kgf.

D: diámetro de la bola (indentador) medida en mm.

d: diámetro medio de la huella (mm)

Siendo S la superficie de la huella (casquete esférico). P es la fuerza con que la

bola se comprime contra la superficie del material y se expresa en kg fuerza y S en

mm2

No es recomendable para piezas cilíndricas y esféricas. Se cometen grandes errores

en la medida del diámetro de la huella cuando la deformación es pequeña.

Únicamente es aplicable en el caso de materiales de durezas no muy altas, que

sean inferiores a la del penetrador

La carga a aplicar depende del material a probar y del cuadrado del diámetro de la

bola del penetrador F= K. D2 (K: constante para cada material, que puede valer 5

(aluminio, magnesio y sus aleaciones), 10 (cobre y sus aleaciones), y 30 (aceros).

El tiempo de aplicación de la carga depende del material que se ensaya y oscila

entre 10 segundos y 3 minutos. Cuanto más duro es el material, menor será el

tiempo de aplicación (para aceros oscila entre 10 y 30 segundos). Al variar la carga,

es necesario sustituir el penetrador. En este ensayo se mide la superficie de la

huella.

ENSAYO DE DUREZA 8

Tabla 3: Diámetro de las bolas y presiones empleadas-método Brinell

ESPESOR DELA

PROBETA

DIAMETRODE LABOLA

CONSTATES DE ENSAYO K

30 10 5 2.5 1.25

CARGAS EN KG

30D2 10D2 5D2 2.5D2 1.25D2

Figura 4: Esquema de la aplicaciónde carga

DUREZA VICKERS:

En la técnica de ensayo de dureza Vickers, el indentador es una pirámide cuadrada

de diamante con ángulo 136º, sobre el que se aplica una carga pre-establecida,

normalmente mucho menor en las técnicas Rockwell y Brinell. Se miden al

microscopio las diagonales de la huella generada y se determina la dureza Vickers

como la relación entre la carga y la superficie de la huella, mediante la expresión:

HV=1.84 P

d2

Donde:

P: Carga en kgf.

d: Promedio de las dos diagonales de la huella en mm.

La dureza Vickers tiene muy poca variación en función de la carga aplicada. En

cualquier caso, a la hora de expresar el valor de dureza Vickers, se indica la carga

empleada, junto al valor numérico obtenido. Por ejemplo, si aplicando 5 kg de carga

se obtiene una dureza de 290, se expresará como HV 290 /5.

ENSAYO DE DUREZA 9

Tabla 3: Diámetro de las bolas y presiones empleadas-método Brinell

ESPESOR DELA

PROBETA

DIAMETRODE LABOLA

CONSTATES DE ENSAYO K

30 10 5 2.5 1.25

CARGAS EN KG

30D2 10D2 5D2 2.5D2 1.25D2

(a) Penetrador (b) Principales dimensiones

(c) Vista superior (d) Vista frontal

DUREZA KNOOP:

Se emplea en laboratorios para medir durezas de láminas muy delgadas incluso

de depósitos electrolíticos.

El penetrador es de diamante de base piramidal de forma rómbica y utiliza cargas

de 0.25 a 3.600 gramos.

La dureza se halla según:

HK=14.2P

d2

Donde:

P=Carga aplicada en Kg

D1=Longitud de diagonal menor

D2=Longitud de diagonal mayor

d=Promedio de las diagonales

DUREZA SHORE:

Mediante este método la dureza se mede por la altura que alcanza el rebote de

un cuerpo al caer de una altura fija sobre la superficie del material que se

ensaya. La maquina o equipo usado para medir esta dureza es el Esclerómetro o

Escleroscopio SHORE; que consta de un martillo, el cual tiene forma cilíndrica

ENSAYO DE DUREZA 10

Figura 5: Penetrador de diamante

con punta de diamante redondeada. Este durómetro no produce huella en el

material ensayado.

DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA

METODO ROCKWELL:

ENSAYO DE DUREZA 11

Figura 6: Durómetro Shore

2 3 4 51

ROCKWELL ANALOGICO:

Equipos e instrumentos:

Materiales:

Procedimiento:

Primero antes de comenzar el ensayo es

verificar que la manivela o disparador f, se

encuentre en una posición tal que trabe la

ENSAYO DE DUREZA 12

Durómetro Rockwell analógico

Marca: WILSON

Modelo: 1 JRO

Donde:

1: Aluminio2: Cobre3: Bronce4: Acero dulce5: Acero construcción

Figura 7: Durómetro Rockwell y sus componentes

Figura 8: Muestras de los diversos materiales que van ser estudiados en el ensayo

Figura 9: El disparador siendo ajustado

palanca que está vinculada a las pesas, para evitar que el esfuerzo de carga P1

se transmita antes de comenzar el ensayo.

La precarga se fijo para el método Rockwell Standard en 10 Kgf. Para su

aplicación se eleva, mediante el giro del volante b (a mano), el tornillo que

desplaza el plato soporte, en el que se encuentra la probeta, ejerciendo una

ligera presión sobre el penetrador e, montado en el cabezal de la máquina de

ensayo. Se llega al valor de la carga inicial por la contracción de un resorte que

acciona una pequeña aguja secundaria, que a

medida que se presiona la probeta contra el

penetrador, esta pequeña aguja tiende a

alinearse con el punto o índice que esta posee a

un costado. Cuando están perfectamente

alineados, significa que estamos aplicando la

carga inicial de 10 Kgf.

Una vez aplicada la precarga procedemos a aplicar la carga mayor accionando

la palanca de operación sin impacto y dejando que gire libremente. Se retira la

carga mayor llevando la palanca de operación de regreso a la posición original

dentro de los 2 segundos siguientes después de que su movimiento ha cesado

sin interrumpirla maniobra de regreso.

ENSAYO DE DUREZA 13

Figura 10: Esquema del durómetro Rockwell

Figura 11: La muestra siendo alistada para aplicar la carga

Debe considerarse la dureza Rockwell como la lectura del indicador en la escala

apropiada de la carátula, después de que se ha quitado la carga mayor y

mientras la carga menor aun está actuando. Estas lecturas se estiman a veces a

la mitad de una división, dependiendo del material que se pruebe.

(a) Medidor de las escalas Rockwell (b) Carátula con la escalas Rockwell B y C

Por último, señalar que todo lo anteriormente expuesto respecto a principios

tecnológicos de las diferentes durezas se encuentra en la actualidad muy

simplificado debido al avance tecnológico aportado por la electrónica e

informática, que nos permitir obtener digital y directamente las mediciones que

precisemos.

Tabla 4: Escalas y colores empleados en Rockwell

ESCALA

DESIGNACIONTIPO DE PRUEBA

TIPO Y TAMAÑO DEL

PENETRADOR

CARGA

MENOR (KG)

CARGA

MAYOR (KG)

ESCALA DEL COMPARADOR

Color Colocación

A Normal Cono de diamante 10 60 Negro Fuera

B " Bola de 1/16" " 100 Rojo Dentro

ENSAYO DE DUREZA 14

Figura 12: Medidor (comparador) con carátula

C " Cono de diamante " 150 Negro Fuera

D " Cono de diamante " 100 Negro Fuera

E " Bola de 1/8" " 100 Rojo Dentro

F " Bola de 1/16" " 60 " "

G " Bola de 1/16" " 150 " "

H " Bola de 1/8" " 60 " "

K " Bola de 1/8" " 150 " "

L " Bola de 1/4" " 60 " "

M " Bola de 1/4" " 100 " "

P " Bola de 1/4" " 150 " "

R " Bola de 1/8" " 60 " "

S " Bola de 1/8" " 100 " "

V " Bola de 1/8" " 150 " "

15 -N Superficial Cono de diamante 3 15 " "

30-N " Cono de diamante " 30 " "

45-N " Cono de diamante " 45 " "

15-T " Bola de 1/16" " 15 " "

30-T " Bola de 1/16" " 30 " "

45-T " Bola de 1/16" " 45 " "

CONDICIONES DEL ENSAYO

1. La superficie del material debe estar lisa, seca y libre de grasa, polvo etc.

2. El espesor de la probeta debe ser por lo menos diez veces la profundidad de la huella, y

el ensayo no es válido si en la cara posterior a la del ensayo aparece una protuberancia.

3. Si se ensaya una pieza cilíndrica, el radio debe ser mayor en seis milímetros al del

penetrador.

Los valores de dureza resultan ligeramente inferiores a los valores reales.

4. La aplicación de la carga debe hacerse de manera perpendicular a la superficie de la

probeta.

Datos y tabulaciones:

El grado de dureza se mide en cantidades HRB (para materiales blandos) y HRC

(para materiales duros). En el primer caso se emplea como penetrador una

esfera de acero y en el segundo caso un cono de diamante. Tener en cuentas

que HRB Y HRC son escalas del comparador.

ENSAYO DE DUREZA 15

Hallaremos la profundidad de los materiales según su dureza Rockwell de las

siguientes ecuaciones:

H RB=130− ∆h0.002

H Rc=100− ∆ h0.002

e= ∆h0.002

DUREZA DEL ALUMINIO:

Penetrador de bola ∅=1/8”

Carga: 60Kg

Carátula: rojo

- HR1 = 94

- HR2 = 95

- 94.5 HRB <> 15 HRC

DUREZA DEL COBRE:

Penetrador de bola ∅=1/8”

Carga: 100Kg

Carátula: rojo

- HR1 = 81.5

- HR2 = 79

- 80.25 HRB <> 0 HRC

DUREZA DEL BRONCE:

Penetrador de diamante ∅=1/16”

Carga: 100Kg

Carátula: negro

ENSAYO DE DUREZA 16

PROMEDIO 94.5 HRB

∆h= 0.071mm (profundidad)

PROMEDIO 84.25 HRc

∆h=0.0315mm (profundidad)

PROMEDIO 80.25 HRB

∆h= 0.0995mm (profundidad)

- HR1 = 85

- HR2 = 83.5

DUREZA DEL ACERO DULCE

Penetrador de diamante ∅=1/16”

Carga: 100Kg

Carátula: negro

- HR1 = 68

- HR2 = 70

DUREZA DEL ACERO DE CONSTRUCCIÓN

Penetrador de diamante ∅=1/16”

Carga: 100Kg

Carátula: negro

- HR1 = 91.5

- HR2 = 96

Gráficos:

ENSAYO DE DUREZA 17

PROMEDIO 69 HRc

∆h=0.062mm (profundidad)

PROMEDIO 93.75 HRc

∆h=0.0125mm (profundidad)

Gráfica 1: Comparación entre las durezas halladas en el ensayo Rockwell en la escala HRC

DUREZA0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

AluminioCobreBronceAcero dulceAcero de construcción

Gráfica 2: Comparación entre las profundidades halladas en el ensayo Rockwell

PROFUNDIDAD0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

AluminioCobreBronceAcero dulceAcero de construcción

METODO VICKERS:

ENSAYO DE DUREZA 18

Equipos:

Materiales:

ENSAYO DE DUREZA 19

Durómetro Vickers

Marca: “LEITZ WETZLAR”

GERMANY

Nº: 626449

Donde:

1: Aluminio2: Cobre3: Bronce

Figura 13: El durómetro Vickers con sus respectivas partes

Figura 14: Prensa manual

Procedimiento:

La forma de operar es muy sencilla, primero se fija la muestra con la ayuda de

la prensa manual.

Luego la carga es aplicada por medio de un juego de palancas que mueven

una leva.

Se mantiene la carga durante un cierto tiempo (por lo general 15 segundos).

Se enfoca con el microscopio sobre la huella a la vez que se levanta el

diamante. La huella formada es muy pequeña y sus bordes forman en la

superficie ensayada un cuadrado cuyas diagonales se miden en una retícula

graduada y luego se halla la dureza.

ENSAYO DE DUREZA 20

Donde:

1: Aluminio2: Cobre3: Bronce

Figura 15: Muestras de los diversos materiales que van ser estudiados en el ensayo

Figura 15: Aplicación de la carga sobre la muestra

Datos y Cálculos:

Hallaremos la dureza según:

HV=1.854P

d2

COBRE:

Carga: 200g

Diagonal media: 80.5µ

BRONCE:

Carga: 200g

Diagonal media: 48µ

ENSAYO DE DUREZA 21

Figura 16: Esquema del ensayo de dureza Vickers

HV = 57.22

HV = 160.9

ALUMINIO:

Carga: 200g

Diagonal media: 77µ

ACERO DULCE:

Carga: 200g

Diagonal media: 50µ

ACERO DE CONSTRUCCIÓN:

Carga: 200g

Diagonal media: 37.25µ

ENSAYO DE DUREZA 22

HV = 62.54

HV = 148.32

HV = 267.31

Gráficos:

Gráfica 3: Comparación entre las durezas halladas en el ensayo Vickers

DUREZA VICKERS0

50

100

150

200

250

300

CobreAluminioAcero dulceBronceAcero de construcción

ENSAYO DE DUREZA 23

RESULTADOS

1. De acuerdo a la norma ITINTEC 341.05, en la medición de dureza en las

escalas de Rockwell B y C ¿Cuál debe ser la distancia entre centros de dos

impresiones vecinas (huellas) o desde el centro de una de ellas al borde del

espécimen?

2. El penetrador en la escala Rockwell B es: una esfera de acero de 1/16” de

diámetro; en esta escala Rockwell B se usa una precarga de 10kg. y una carga total

de 100kg.

Una aplicación de esta escala es en los aceros al carbono recocidos de bajo

contenido de carbono.

3. Cada unidad de dureza Rockwell B es equivalente a una profundidad en la

huella de:

El número que mide la dureza Rockwell no está ligado con la carga, como ocurre

con la dureza Brinell, sino que es un número arbitrario, pero naturalmente

proporcional a la penetración. Se determina deduciendo del número 130, si se

ensaya con bola, las unidades de penetración permanente medidas en 0.002 de

milímetro. La profundidad en la huella se deduce de la siguiente manera:

ENSAYO DE DUREZA 24

Figura 17: Dos impresiones sobre una muestra en el ensayo Rockwell con sus respectiva relaciones de posición.

f=(130−HRB )×0.002mm

Donde:

f: profundidad de la huella

HRB: Dureza Rockwell en escala B

4. Señale 3 casos en los cuales es conveniente emplear el equipo Vickers para la

medición de microdureza.

Puede medirse dureza superficial, debido a la pequeña penetración del diamante,

con pequeñas cargas, lo que permite comprobar, por ejemplo, el endurecimiento

superficial de un material después de rectificado con piedra esmeril.

Medición de dureza de capas superficiales de electrodeposición metálica, relleno

metalizado o en piezas recuperadas por soldadura.

Se puede usar para medir la dureza de piezas muy delgadas empleando cargas

pequeñas, hasta espesores del orden de 0.05mm.

Se usa en la inspección de dureza de capas superficiales carburadas, nitruradas,

carbonitruradas (tratamientos térmicos).

5. ¿Cuál es la aplicación del Esclerómetro Shore?

La ventaja del esclerómetro shore es que no produce

prácticamente ninguna huella en el material ensayado, por lo que

se utiliza para medir dureza superficial de piezas terminadas,

como cilindros de laminación, etc. Es por tanto, el único ensayo

no destructivo, de todos los empleados para determinar dureza.

6. ¿Qué desventaja tiene el uso del ensayo Brinell?

Al tratar de aplicar el ensayo Brinell a materiales de espesores inferiores a 6 mm, se

encontró que utilizando la bola de 10 mm de diámetro se deformaba el material y los

resultados obtenidos eran erróneos.

ENSAYO DE DUREZA 25

Figura 18: Esclerómetro Shore

No se puede utilizar el ensayo Brinell para durezas superiores a 500 porque se

deforman las bolas, por ello se ha ensayado la utilización de bolas de carburos

metálicos ya que sufren menos deformación que las de acero.

7. ¿Qué relación existe entre el valor de la dureza Brinell y la dureza Vickers?

En el método Vickers se usa como cuerpo penetrante una punta piramidal de base

cuadrada, y un ángulo en el vértice, entre caras de 136°; dicho ángulo se eligió con

para que la bola de Brinell quedase circunscrita al cono en el borde de la huella.

La dureza Vickers al igual que la Brinell se encuentra por la relación entre la carga

aplicada y la superficie de la huella, por lo tanto, se corresponden hasta unas 300

unidades de dureza. Para durezas más elevadas la bola Brinell se deforma lo que

ocasiona una divergencia entre Brinell y Vickers cada vez más.

8. ¿A que se denomina material Isotrópico?

Se denomina material Isotrópico al que tiene las mismas propiedades elásticas en

todas las direcciones en cada punto del cuerpo. No todos los materiales son

isótopos. Si un material no tiene ninguna clase de simetría elástica se llama

anisótropo o, a veces, aeolotropico.

ENSAYO DE DUREZA 26

Figura 19: El ángulo de 136° de la punta piramidal Vickers esta elegida para que la bola de Brinell quedase circunscrita al cono en el borde de la huella

9. ¿Cómo influye la cantidad de carbono en el valor de la dureza de los aceros al

carbono?

En los aceros al carbono el valor de la dureza aumenta debido al incremento en el

contenido de carbono que poseen dichos aceros; por ejemplo, un acero dulce

(0.10% de carbono) posee una dureza Brinell de 110HB en cambio un acero

duro(0.80% de carbono) tiene una dureza Brinell de 210HB.

10.¿Qué condiciones debe tener la superficie donde se realiza el ensayo de

dureza?

La superficie de ensayo debe ser plana, pulida y exenta de óxidos y materias

extrañas.

La preparación de la superficie de ensayo debe realizarse sin alterar las condiciones

primitivas del material evitando, por ejemplo, un calentamiento apreciable o

endurecimiento superficial.

Para un ensayo Vickers como regla general, el espesor de la probeta debe ser

superior a 1.5 veces la diagonal de la huella. Además en las probetas redondas

debe aplicarse sobre el diamante una carga tan pequeña que la influencia de la

curvatura sobre la longitud de la diagonal sea inferior a 0.01 mm

Para un ensayo Brinell el espesor de la pieza sea por lo menos el doble del diámetro

de la huella. También debe cuidar que la distancia del centro de la huella al borde

sea, por lo menos, cuatro veces el diámetro de la huella.

11.Describa la relación que existe entre el número de la dureza Brinell de un acero

al carbono y su resistencia mecánica.

La resistencia de un acero puede obtenerse de forma aproximada, multiplicando el

valor de dureza Brinell por un factor que varía de acuerdo al material. Esta fórmula

solo es válida para la dureza hasta 400 Brinell.

Tabla 5: Diferentes factores para la resistencia mecánica

MATERIAL FACTOR

Acero al carbono 0.36

Acero aleado 0.34

Cobre y latón 0.4

ENSAYO DE DUREZA 27

ENSAYO DE DUREZA 28

Figura 20: Comparación de las cifras de dureza de los ensayos estudiados

RECOMENDACIONES

Tratar de tener los materiales a usar lo más limpios posibles, lijados, es decir

una superficie perfectamente plana.

Tener bastante cuidado a la hora de tomar las mediciones y que de ellos

depende la mayor precisión de los datos.

Verificar que el penetrador este en posición perpendicular a la superficie de la

probeta.

No mover el equipo de penetración a la hora de aplicada la carga.

Como regla general para el ensaño Vickers, el espesor de la probeta debe ser

superior a 1.5 la diagonal de la huella.

El valor de la diagonal tomado debe ser el promedio de las dos diagonales de

la huella.

ENSAYO DE DUREZA 29

OBSERVACIONES:

Los datos obtenidos distan un poco de los obtenidos por las tablas.

De loa gráficos realizados observamos que el acero dulce y el acero de

construcción son los que poseen mayor dureza en relación a los otros

materiales ensayados.

Durante el ensayo, hemos podido notar que las mediciones realizadas de

dureza de una material se hallan dentro de un rango de valores.

Son muy importantes el uso de las tablas para poder corroborar los datos

obtenidos de esta experiencia.

Para el ensayo Rockwell se uso un penetrador de bola de diamante.

Se observa que cuando mayor es la “profundidad” (e), del ensayo

Rockwell menor es la dureza del material.

ENSAYO DE DUREZA 30

CONCLUSIONES

Se comprobó que los aceros poseen una mayor dureza.

El aluminio pese a ser un metal es blando, en comparación con los otros

metales.

Los materiales con mayor porcentaje de carbono son mas resistentes

La utilización de la precarga es para determinar la diferencia de alturas.

Las aleaciones como el bronce pueden mejorar las propiedades de un metal

como el cobre, lo cual puede ser fácilmente observado al comparar las

durezas entre el bronce y el cobre.

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BIBLIOGRAFÌA

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UTP, 2004.

www.inoxidable.com/dureza.htm

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William F. Smith. “Fundamentos de ciencia e ingeniería de materiales”, Editorial

McGrawHill, 1998.

Donald Askeland, “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”. Editorial THOMSON

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ENSAYO DE DUREZA 32

ANEXOS

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