Laboratorio 6: Ensayo de durezaGrupoF

Semestre II

Mantenimiento de Maquinaria PesadaC-2Fecha de entrega 26/05/15

AlumnosApellidos y NombresNota

Huarsaya Lupo, Jos

Ancori Chambi, Jhohan

Chambi Estofanero, Hubert

Condori Ucsa, Rudy Paul

Valdivia Joachin, Marco

ProfesorCarlos Valdez

Programa profesionalMantenimiento de Maquinaria PesadaGrupoF

Fecha de entrega260515

CURSO: TECNOLOGIA DE MATERIALESCDIGO: M36218LABORATORIO N 06ENSAYO DE DUREZA

1. OBJETIVOS

Determinar la dureza de los materiales diversos procedimientos de ensayos. Establecer campos de aplicacin de las pruebas de medicin.

2. IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD

RIESGODESCRIPCIN DEL PELIGRO

Choque elctricoLoa alumnos que realizan trabajos con componentes mecnicos y/o elctricos, no debern conectar inadecuadamente a los toma corrientes.

Dao a los instrumentos de comprobacinLos alumnos que realizan trabajos de equipos, debern tener cuidado con el empleo correcto de los instrumentos de comprobacin y medicin.

Medio ambienteLos alumno que realizan trabajos con diferentes contaminantes como grasas, aceites u otros, debern tener cuidado con el empleo correcto y eliminacin de los residuos despus del ensayo.

3. CONOCIMIENTOS RELACIONADOS CON LA TAREA

Dureza:Es la oposicin que ofrecen los materiales a la penetracin, la abrasin, el rayado, la cortadura etc. Escalas de uso Industrial En metalurgia la dureza se mide utilizando un durmetro para el ensayo de traccin. ESCALAS DE USO INDUSTRIAL Dureza Brinell Dureza Knoop Dureza Rockwell Rockwell superficial Dureza Rosiwal Dureza Shore Dureza Vickers Dureza Webster

Frmulas aplicadas Dureza Vickers

Para todos los metales P= 5 N y d= promedio de las diagonales de la huella.

Dureza Brinell:

Dnde : P= kD2 siendo K la constante del metal, d el dimetro de la huella y D dimetro del identador.Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero templado o carburo de wolframio. Para materiales duros, es poco exacta pero fcil de aplicar. Poco precisa con chapas de menos de 6 mm de espesor. Estima resistencia a traccin.Dureza Vickers: Emplea como penetrador un diamante con forma de pirmide cuadrangular. Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la escala Brinell. Mejora del ensayo Brinell para efectuar ensayos de dureza con chapas de hasta 2 mm de espesor.

ENSAYO BRINELL En el ensayo de dureza Brinell el penetrador es una bola de acero extra duro de dimetro D, que se apoya sobre la probeta a estudiar; ejerciendo sobre la misma una fuerza P durante un tiempo t dado, aparece una huella de dimetro d sobre el metal, figura 2.14. La dureza Brinell viene definida por:

Siendo S la superficie de la huella, casquete esfrico. P se expresa en kg fuerza y S en mm2. Tambin puede expresarse de la siguiente manera: La seleccin de las cargas, P, y dimetros, D, es una funcin del espesor de la pieza a ensayar, pues los resultados de dureza quedan falseados cuando pequeos espesores son ensayados con grandes cargas. La norma DIN 50351, indica la forma de seleccin de las cargas, materiales y dimetro de bolas, estableciendo para cada material una relacin entre la carga y el cuadrado del dimetro, la cual constituye la constante del ensayo, Ce: Ce = P/D2 Se consigue obtener unidades Brinell de durezas equiparables para una misma aleacin, si se mantiene constante, para distintas cargas de ensayo, el parmetro Ce.

Dimetro del identador mm (D)Constante de ensayo Q = F/D2

Aceros y hierros fundidos Q = 30Aleaciones de cobre Q = 10Aleaciones de aluminio Q =5Aleaciones de plomo y estao Q = 2,5

Carga en kg-f (F)

1030001000500250

575025012562,5

2,5187,562,531,515,6

Denominacin del ensayo:

4. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

Torno horizontal convencional Herramienta de corte de HSS Esmeril de pedestal Lima bastarda

5. MATERIALES

Probeta de acero de construccin SAE 1035 Probeta de acero SAE 1045 Probeta de acero SAE 1020 Probeta de aluminio Probeta de bronce

6. TAREAS A DESARROLLARSE EN EL LABORATORIO

Los ensayos se desarrollan en grupos de 3 o 4 participantes. Lea las instrucciones del equipo antes de utilizarlo. Realice las pruebas correspondientes a los materiales asignados. Anote las mediciones realizadas en su hoja de resultados. Realizar los grficos de barras de dureza vs. Material para comparar durezas equivalentes. Resuelva el teste y formule las condiciones correspondientes. Devuelva los equipos e instrumentos en orden, y realizar la limpieza correspondiente.

MaterialDimetro de la billa(mm)Fuerza P(Kg)Dimetro de la huella (mm)Valor de la durezaDenominacin del ensayo

Bronce2.562.5o.45mm1389.76HB1389.76 HB/ 2.5/62.5/10

Aluminio2.531.51.125mm59.51HB59.51 HB/ 2.5/62.5/10

Acero SAE 10352.5187.51.1mm187.23HB187.23 HB/ 2.5/62.5/10

Acero SAE 10202.5187,50.86mm312.94HB312.94 HB/ 2.5/62.5/10

Acero SAE 10452.5187.50.56mmm751.59HB751.59 HB/ 2.5/62.5/10

hallamos la dureza en cada material

Dimetro de identador =D= 2.5mmDimetro de la huella = d=vara segn mi materialF= carga aplicada en Kg= vara segn mi material

Calculo de la dureza para el bronce

Calculo de la dureza para el aluminio

Calculo de la dureza para el acero SAE 1035

Calculo de la dureza para el acero de construccin 1020

Calculo de la dureza para el acero de construccin 1045

7. CONCLUSIONES Se determin la dureza que tiene cada material mediante el proceso de dureza brinell luego de hallar el dimetro de la huella dejada en cada probeta se uso le formula de dureza para hallar su valor el cual nos dio 1389.76HB del bronce demostrando que es el ms duro entre las probetas y materiales trabajados. Concluimos de que cada material al poseen diferente dureza, en tal motivo sus usos en la industria son muchos y deferentes de pendiendo de cada material podemos necesitarlo segn sus caractersticas de dureza o propiedades. En los procesos dinmicos (mtodo de dureza Shore o martillo pendular) se hace chocar un cuerpo penetrador en la parte a medir con una energa cintica desde un intervalo definido. As se comprueban tuberas, ejes de turbinas o piezas fundidas. Tiene a su disposicin tablas DIN 50150 para comparar los resultados obtenidos por medio de los diversos procedimientos.

8. DIFICULTADES HALLADAS EN EL LABORATORIO

Medir el dimetro de la pequea penetracin que hizo el indentador puesto que se haca muy confuso al momento de medirlo a travs del microscopio Al momento de utilizar el torno nuestra cuchilla no estaba bien afilada por lo cual dificultaba el trabajo Nos toc un torno en mal estado pues no encenda y tuvieron que arreglarlo lo cual nos quit valioso tiempo de trabajo.

9. OBSERVACIONES y RECOMENDACIONES

Se pudo observar mediante la frmula de dureza brinell como el dimetro del indentador se puede relacionar con la dureza de cada material Al momento de tornear el tiempo fue una de nuestros mayores obstculos pues no tenamos un torno ya que todos los grupos estaban usndolos y el de nosotros no encendia.

10. TESTa) Cul es el principio de medicin de dureza en los mtodos de ensayo Brinell, Rockwell y Vickers?Primero hay que distinguir entre procesos estticos y dinmicos para medir la dureza. Pues el principio de medicin de dureza en estos mtodos es el mismo: un cuerpo penetrador es presionado continuamente en el material con una fuerza de prueba determinada. Se medir la deformacin local que se origina en la parte plstica y elstica. Las mediciones estticas determinan solamente la parte de la deformacin plstica.b) Explique un mtodo de valoracin cualitativa de dureza.Dureza Shore: Emplea un escleroscopio. Se deja caer un indentador en la superficie del material y se ve el rebote. Es adimensional, pero consta de varias escalas. A mayor rebote, mayor dureza. Aplicable para control de calidad superficial. Es un mtodo elstico, no de penetracin como los otros. Es un mtodo de medicin indirecta.

c) Qu relacin existe entre la carga aplicada y el dimetro de billa, en los ensayos de Brinell?La dureza Brinell se determina mediante la siguiente ecuacin:

Al despejar la fuerza F:

Podemos ver la directa proporcionalidad entre el dimetro de la billa y la fuerza ambos son directamente proporcionales.

d) Por qu no es recomendable realizar la medicin Brinell en los aceros templados?No se utilizan los ensayos Brinell para durezas superiores a 500 (aceros templados), porque se deforman la geometra de los penetradores. Ya que estas estn compuestas tambin por aceros templado o carburo de tungsteno.e) Qu ventajas tiene el ensayo Rockwell respecto al Brinell?El ensayo Rockwell no necesita que la superficie a penetrar sea totalmente lisa como en el Brinell, debido a que por ella se utiliza la precarga para poder alisar la zona de ensayo adems el ensayo Rockwell tiene varias escalas, y esto ayuda a saber la carga que se utilizara y el tipo de penetrador, ya que para cada material existe una escala Rockwell .f) Cul es la finalidad de la utilizacin de escalas en ensayo Rockwell?

La finalidad es que podamos ensayar con cada uno de los distintos materiales que hay en el mercado, y debido a las diferencias entre cada unos de estos materiales, se han tomado diferentes escalas desde la geometra del indentador, hasta el tiempo de exposicin y la precarga.g) Qu aplicaciones tiene el ensayo Rockwell? Menciones ejemplosEl ensayo de dureza Rockwell debido a su simplicidad es el mtodo mas ensayado. Se pueden utilizar diferentes escalas que provienen de la utilizacin de distintas combinaciones de penetradores y cargas. Hay dos tipos de penetradores: unas bolas esfricas de acero endurecido (templado y pulido) de 1/16, 1/8, y pulg, y un penetrador cnico de diamante con un ngulo de 120 +/- 30' y vrtice redondeado formando un casquete esfrico de radio 0,20 mm (Brale), el cual se utiliza para los materiales ms duros.h) Menciones las ventajas en la utilizacin del mtodo Vickers

Las improntas resultan bien perfiladas, cmodas para la medicin. Este mtodo es aplicable con igual xito para los materiales blandos y duros, y sobre todo para los ensayos de probetas delgadas y las capas superficiales. La dureza con la pirmide coincide con la dureza Brinell para los materiales de dureza media. Es conocido tambin como el mtodo de anlisis de microdurezas.i) Qu ensayo le parece ms simple de realizar? Explique por qu. El ensayo ms fcil de realizar es el de medicin de dureza mediante el durmetro EQUOTIP, porque es porttil, rpido, adems que te da la posibilidad de trasladar datos de escala a escala, y te entrega datos estadsticos para el control del proceso de medicinj) Qu ensayo le parece ms complicado de realizar? Explique por qu. Utilizar el equipo de laboratorio implicaba, para el caso de estudio del mtodo de Brinell implicaba un error considerable dado a que se acciona con pistones hidrulicos, los que adems estn fallando, no se poda obtener un valor constante de la carga aplicada, lo que nos lleva a errores y lecturas de la dureza por medicin indirecta equivocados.k) Cules de los ensayos realizados proporciona ms informacin respecto al material? Explique por qu.

Hasta el momento el ensayo que proporciona mayor cantidad de informacin ha sido el ensayo de traccin, debido a que de manera indirecta, y analizando las zonas podemos obtener datos referentes como la dureza, la ductilidad, la resilencia.

l) Realice un cuadro comparativo delos materiales y sus principales propiedades de dureza, traccin, etc.MaterialDureza Brinell HBRm(MPa)

Acero al carbono 1040235750

Acero de baja aleacin 8630220800

Acero Inoxidable 410250800

Superaleacion frrea (410)250800

Fundicin dctil, 60-40-18167461

Aluminio 3003-H1440 150

Magnesio AZ31B73290

Magnesio de moldeo AM100A53150

Ti 5Al 2.5 Sn335862

Bronce al aluminio, 9% (aleacin de cobre)165652

Monel 400 (aleacin de niquel)120579

Cinc AC41A91328

Aleacion de soldadura 50:50 (aleacin de plomo)14.542

11. BIBLIOGRAFIA

Exraido de materiales tcnicos, el 24 de mayo del 2015 de:http://materialestecnicosabasella.wikispaces.com/Metales+no+ferrosos Exraido de wikipedia, el 24 de mayo del 2015 de:http://es.wikipedia.org/wiki/Metal_no_ferroso Exraido de enciclopedia, el 24 de mayo del 2015 de:http://www.icarito.cl/enciclopedia/articulo/segundo-ciclo-basico/educacion Exraido de tecnologica, el 24 de mayo del 2015 de:tecnologica/procesos-productivos/2009/12/74-7347-9-el-cobre.shtml