Ejercicios de Ensayo de Dureza
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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACION PRACTICA DIRIGIDA DE MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACION 1. La figura inferior representa un esquema de un ensayo de dureza Brinell. Se ha aplicado una carga de 3.000Kp. el diámetro de la bola del penetrador es de 10mm. El diámetro de la huella obtenida es de 4,5mm. Se pide: a) El valor de la dureza de Brinell (HB) y su expresión normalizada. b) Indicar la carga que habrá que aplicar a una probeta del mismo material si se quiere reducir la dimensión de la bola del penetrador a 5mm. Predecir el tamaño de la huella. SOLUCION a) Si se tiene el valor de la fuerza, diámetro de la huella y penetrador, aplicamos la formula HB= 2 F π.D ( D− √ D 2 −d 2 ) HB= 2 x 3000 π .10( 10− √ 10 2 −4.5 2 ) HB= 178.539 Kp / mm 2 178.539 HB 10/3000/t ING. JOSE JAVIER SOSA VICTORIANO CICLO ACADEMICO 2013 - II ….
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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACION
PRACTICA DIRIGIDA DE MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACION
1. La figura inferior representa un esquema de un ensayo de dureza Brinell. Se ha aplicado una carga de
3.000Kp. el diámetro de la bola del penetrador es de 10mm. El diámetro de la huella obtenida es de
4,5mm. Se pide:
a) El valor de la dureza de Brinell (HB) y su
expresión normalizada.
b) Indicar la carga que habrá que aplicar a
una probeta del mismo material si se
quiere reducir la dimensión de la bola del
penetrador a 5mm. Predecir el tamaño
de la huella.
SOLUCION
a) Si se tiene el valor de la fuerza, diámetro
de la huella y penetrador, aplicamos la
formula
HB= 2 F
π . D(D−√D 2−d2)
HB= 2 x 3000
π .10 (10−√102−4.52)
HB=178.539Kp /mm2
178.539 HB 10/3000/t
b) Considerando que la huella disminuye su
magnitud en forma proporcional:
Dd
= 104.5
=5d
De donde d = 2.25 mm
Para hallar la carga, despejamos F de la
Ecuación N° 01
F=HBxπ .D (D−√D2−d2)
2
F=178.539. π .10(10−√102−2.252)
2
F=720Kp
2. En un ensayo de dureza Brinell, se ha utilizado una bola de 10mm de diámetro. Al aplicar una carga de
1.000Kg se ha obtenido una huella de 2,5mm. Calcular la dureza del material.
ING. JOSE JAVIER SOSA VICTORIANOCICLO ACADEMICO 2013 - II
…. (1)
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SOLUCION
Si sabe que 1 Kilopondio es igual a 1
Kilogramos fuerza, entonces:
1000 Kg – f = 1000 Kp
Si se tiene:
F = 1000 Kp
D = 10 mm
d = 2.5 mm
Reemplazando todos los valores en (1)
HB= 2 F
π . D(D−√D 2−d2)
HB= 2 x1000
π .10 (10−√102−2.52)HB=200.483Kp /mm2
200.483 HB 10/1000/t3. En una pieza con dureza Brinell de 300HB se ha aplicado una carga de 500Kp. Si se ha utilizado como
penetrador una bola de 10mm, ¿cuál será el diámetro de la huella producida?
SOLUCION
De la ecuación (1) se despeja el diámetro de
la huella “d”, entonces:
d=√D2−(D− 2FHBπD )
2
De donde
F = 500 Kp
D = 10 mm
HB = 300
Reemplazando todos los valores en (1)
d=√102−(10− 2∗500300∗π∗10 )
2
d= 2x 1000
π .10(10−√102−2.52)
d=1.453mm
300 HB 10/500/t4. Calcula el valor de dureza de Brinell (HB) que corresponde al bronce si sabemos que una bola de acero
de Φ 10mm de diámetro, sometida a una carga de 3.000Kp, deja una huella de diámetro 5,88mm.
SOLUCION
De la ecuación (1) se despeja el diámetro de la huella “d”, entonces:
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MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACION
d=√D2−(D− 2FHBπD )
2
De donde
F = 500 Kp
D = 10 mm
HB = 300
Reemplazando todos los valores en (1)
d=√102−(10− 2∗500300∗π∗10 )
2
d= 2x 1000
π .10(10−√102−2.52)
d=1.453mm
300 HB 10/500/t5. Para determinar la dureza de Brinell de un material se ha utilizado una bola de 5mm de diámetro y se
ha escogido una K=30, obteniéndose una huella de 2,3mm de diámetro. Calcular:
a) Dureza Brinell del material.
b) Profundidad de la huella.
SOLUCIONDeterminado el valor de la fuerza que se aplica, si se sabe que:
F=K D2=30 (5 )2=750KpPara la dureza Brinell, si sabe que:F = 750 KpD = 5.0 mmd = 2.3 mm
HB= 2FπD ¿¿
Reemplazando todos los valores en la ecuación de la dureza Brinell:
HB= 2∗750π∗5(5−√52−2.32)
HB=170.40Kp /cm2
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Para el cálculo de la profundidad de la huella se toma en cuenta la ecuación deducida anteriormente:
f=D−√D2−d22
=5−√52−2.322
=0.2802mm
6. Para realizar un ensayo de dureza de Brinell en un acero, se utiliza una bola de diámetro D=8mm,
obteniéndose una huella de diámetro d=3mm. Si la constante del ensayo es K=30, determinar:
a) Carga utilizada.
b) Dureza obtenida.
c) Resistencia a la tracción del acero.
d) Expresión del valor de la dureza Brinell si el tiempo de activación es 12s.
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7. En un ensayo de Brinell de una chapa de acero aleado de 8mm, se obtuvo una huella de
4mm de diámetro. Utilizando la tabla adjunta, halla:
a) Dureza del acero, constante del ensayo y diámetro de la bola.
b) Resistencia aproximada a la rotura por tracción en N/m2
8. Para determinar la dureza de Brinell de un material se ha utilizado una bola de 5mm de
diámetro y se ha escogido una K=30, obteniéndose una huella de 2,3mm de diámetro.
Calcular:
a) Dureza Brinell del material.
b) Profundidad de la huella.
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