CIENCIAS DE LOS MATERIALES

ENSAYO N 02Ensayos de Dureza

Docente:Bejarano Linares, Edwin Rubn

Integrantes:Berros Rojas, William (20140004C)Cornejo Fuentes, Joaqun Eduardo(20144004H)

Curso y seccin:MC 112-J

LIMA, 19 SETIEMBRE DE 2014

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA MECNICAAo de la Promocin de la Industria Responsable y del Compromiso Climtico

NDICE

I. FUNDAMENTO TERICO1

II. PARTE EXPERIMENTAL

1. Materiales3

2. Hoja de Datos del experimento5

3. Ensayo de dureza utilizando el durmetro manual6

4. Ensayo de dureza utilizando el durmetro digital7

III. OBSERVACIONES10

IV. CONCLUSIONES11

FUNDAMENTO TERICO

Ensayos de dureza

Desde el punto de vista fsico se define la dureza como la resistencia que oponen los cuerpos a ser rayados o penetrados por otros con los que se compara.La Ciencia de los Materiales restringe algo ms el concepto para definirlo como la resistencia, cuantificada, que opone un cuerpo a la penetracin de otro cuerpo ms duro.Bajo esta definicin la cuantificacin de la dureza se realiza en base a la medicin de los parmetros de una huella, de tal modo que dureza,, y dimensin de huella, , estarn correlacionados inversamente. Es decir:

(1)Desde este punto de vista, un ensayo de dureza es un ensayo de compresin hasta la rotura, cuyas formas de fractura es funcin del penetrador.

Existe otro concepto de dureza y es el que se refiere a la capacidad de devolucin de energa elstica que tienen los cuerpos. Es conocido que, de forma relativa para un determinado material, la capacidad de devolucin de energa elstica,, est correlacionada directamente con el grado de endurecimiento, , es decir:

(2)

Existen ensayos de dureza basados en este principio, devolucin de energa, que recoge la informacin aportada por el ensayo de traccin, slo en su periodo elstico, es el ensayo Shore.

Mtodo de dureza Rockwell

Es uno de los mtodos de ensayo por penetracin. Se utiliza tanto en materiales blandos como duros, siendo los penetradores bolillas de acero endurecido o conos de diamante industrial (Brale). Ver Tabla 1.

La dureza Rockwell se basa en el incremento de la penetracin debido a la carga adicional y una vez eliminada la misma, en la profundidad que alcanz el penetrador. Para obtener la dureza Rockwell no es necesario hacer ningn clculo, ni aplicar ninguna frmula, sino que se lee directamente del dial o cuadrante de la mquina.

(3)Tabla 1. Escala del mtodo Rockwell

Con el objeto de obtener ensayos reproducibles, la mquina obtiene el valor "e", por incrementos de las cargas aplicadas de acuerdo con la secuencia siguiente:

1. Aplicacin de una carga previa,Esta sirve para tomar una referencia, independiente del estado superficial.2. Aplicacin de la sobrecarga de ensayo, F1, con lo que se alcanza .3. Eliminacin de la sobrecarga F1 con lo que se recupera la deformacin elstica y se conserva la remanente. La profundidad alcanzada es .4. La profundidad de la huella viene definida por: Ver figura A.

FIG. A Clculo de la penetracin en el mtodo Rockwell

PARTE EXPERIMENTAL

MATERIALESDurmetro digitalMarca: MitutoyoSerie: ATK-F1000

FIG. 1 Durmetro digital

1: Aluminio2: Cobre3: Bronce4: Acero dulce5: Acero de construccin

23451FIG. 3 Durmetro Rockwell analgico

FIG. 2 Probetas utilizadas en el ensayo

FIG. 3. Durmetro Rockwell analgico

HOJA DE DATOS DEL EXPERIMENTO

MATERIALDIMETRO DE LA PROB.(mm)LONGITUD DE LA PROB.(mm)

Aluminio11.224.3

Cobre12.7-----------------

Bronce12.519

Acero dulce12.515.5

Acero de construccin12.414.3

PROBETAMATERIALESCALAPENETRADOR

1AluminioEBilla de 1/8

1AluminioFBilla de 1/16

2CobreGBilla de 1/16

2CobreFBilla de 1/16

3BronceGBilla de 1/16

4Acero dulceBBilla de 1/16

5Acero de construccinBBilla de 1/16

ENSAYO DE DUREZA UTILIZANDO EL DURMETRO MANUAL

PROCEDIMIENTO

1. Alisar, mediante lijado o limado, la cara a considerar la dureza.

2. Mecanizar la cara opuesta a fin de que sea visiblemente paralela.

3. Montar el penetrador especfico para el tipo de ensayo requerido.

4. Seleccionar la carga a aplicar P.

5. Aplicar la carga inicial de 10 kg.

6. Aplicar la carga de ensayo correspondiente.

7. Observar la diferencia de altura medida en el reloj comparador indicador de unidades Rockwell.

8. Anotar los datos en la tabla de resultados.

Datos obtenidos en el laboratorio

PROBETAMATERIALPRUEBA 1PRUEBA 2 PRUEBA 3

1BronceHRG 78HRG 79HRG 80

3AluminioHRF 85HRF 89HRF 88

4Acero dulceHRA 58HRA60HRA 59

5Acero de construccinHRA 58HRA 58HRA 58

ENSAYO DE DUREZA UTILIZANDO EL DURMETRO DIGITAL

PROCEDIMIENTO

1. Se escoge la escala en que se medir la dureza, esta indica la carga mnima, la carga mxima, el tipo de penetrador y el tipo de material al cual debe aplicarse.

2. Se coloca el penetrador que puede ser el penetrador de Brale (cono de diamante) o una billa, dependiendo de la escala utilizada.

3. Se programa la carga en el durmetro, ya que esta se encuentra dentro de la mquina.

4. Se da inicio al ensayo y a diferencia del durmetro manual, el durmetro digital realiza todo el proceso sin la accin del operario.

5. Se realiza de tres a cuatro pruebas por cada material

6. Se obtiene y se apunta en una tabla los resultados

A continuacin se mostrar una tabla donde se muestra las probetas analizadas, en esta tabla se indicar el nmero de probeta, el material del que est compuesta la probeta la escala y el tipo de penetrador utilizado.

Datos obtenidos en el laboratorio

PROBETAMATERIALPRUEBA 1PRUEBA 2PRUEBA 3PRUEBA 4

1AluminioHRE 23.5HRF 56HRF 57.4HRF 54.9

2CobreHRG 11.6HRF 97.2HRF 95.7HRF 96.7

3BronceHRG 53.9HRG 53.2HRG 53.7------------

4Acero dulceHRB 102.8HRB 96HRB 98.4HRB 97.4

5Acero de construccinHRB 95.7HRB 97.6HRB 96.1-----------

OBSERVACIONES

1. Se debe tener en cuenta la escala utilizada en cada experiencia debido a que en ciertos casos el valor de dureza en cierta escala es menor que 20 o mayor que 100, lo cual es una lectura incorrecta.

2. En ciertos casos se tuvo que cambiar la escala debido a que la escala inicial escogida nos brindaba datos incorrectos.

3. Se debe de tener en cuenta que las caras de la probeta deben ser paralelas y la cara inferior debe de asentarse perfectamente sobre la base, para evitar medidas falseadas.

4. Se debe saber que el espesor mnimo de la probeta debe ser 10 veces la penetracin del cono de Brale o de la billa.

5. Se debe realizar como mnimo tres pruebas con cada probeta para as poder garantizar la confiabilidad de nuestra lectura.

CONCLUSIONES

1. Se concluye que debido a la gran diferencia de dureza obtenida con el durmetro digital y el durmetro manual, ha existido un error al momento de calcular dicha dureza.

2. Ante la duda generada por los datos obtenidos se le pregunt al operario Abraham Tapia, el cual manifest que el error haba sido en el durmetro digital debido al deterioro de los penetradores.

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