OBJETIVOS

Conocer y dominar los equipos del laboratorio, para la aplicacin de los diferentes ensayos que se realicen, en este caso los tres tipos de dureza:1. Ensayo Brinell.2. Ensayo Rockwell.3. Ensayo Vickers. Conocer y aplicar las respectivas normas para los ensayos de dureza, como por ejemplo las normas ASTM, ATP, etc. Determinar experimentalmente la dureza del cobre, aluminio, aleacin y aceros (con concentracin de carbono distinto) con el mtodo Rockwell. Saber de la importancia que posee la propiedad de cada material como es la dureza.

FUNDAMENTO TERICO

Con el ensayo de los materiales deben determinarse los valores de resistencia, verificarse las propiedades y establecerse el comportamiento de aquellos bajo la accin de las influencias externas.El factor econmico juega un rol de importancia en el campo de la fabricacin en general, imponiendo un perfecto conocimiento de los materiales a utilizar, de manera de seleccionarlos para cada fin y poder hacerlos trabajar en el lmite de sus posibilidades, cumpliendo con las exigencias de menor peso, mejor calidad y mayor rendimiento.En los ensayos fsicos se determinan generalmente la forma y dimensiones de los cuerpos, su peso especfico y densidad, contenido de humedad, etc., y en los mecnicos la resistencia, elasticidad y plasticidad, ductilidad, tenacidad y fragilidad, etc. LA DUREZA:La dureza de un material es la resistencia que opone a la penetracin de un cuerpo ms duro.La resistencia se determina introduciendo un cuerpo de forma esfrica, cnica o piramidal, por el efecto que produce una fuerza determinada durante cierto tiempo en el cuerpo a ensayar. Como indicador de dureza se emplea la deformacin permanente (plstica).En algunos casos, es necesario determinar las caractersticas mecnicas de los materiales sin llegar su destruccin. Tambin podemos determinar la dureza conseguida mediante un tratamiento de dureza. Podemos mencionar los tres tipos de ensayos de dureza ms importantes: Dureza Brinell. Dureza Rockwell. Dureza Vickers.

DUREZA BRINELL:Este mtodo estaba basado en la norma ASTM E10.Normalmente consiste en una mquina de prueba que apoya la muestra de la prueba y se aplica una fuerza de sangra a una bola en contacto con la nuestra. El diseo de la mquina de prueba se da de tal manera que ningn movimiento oscilante o lateral del penetrador o muestra se produce mientras que la fuerza se est aplicando. El diseo de la mquina de ensayo se asegurara de que la fuerza del penetrador se aplicara sin problemas y sin fuerza de impacto.La pelota estndar para el ensayo de dureza Brinell es de 10.00mm de dimetro con una desviacin de este valor no ms de 0.005mm en cualquier dimetro. El baln debe ser pulido y libre de defectos en la superficie.El carburo de tungsteno cuerpo penetrador deber tener un mnimo la dureza de 1500 HV 10. La composicin qumica de las bolas de carburo de tungsteno sern las siguientes:El carburo de tungsteno :(WC) BalanceCobalto (Co):5,0 a 7,0%Total de otros carburos:2,0% mx.Por lo general, la fuerza en el estndar de prueba Brinell son 29.42kN (3000kgf), 14.7kN (1500kgf), o 4.90kN (500kgf). Se recomienda que el dimetro de la sangra de entre 24 y 60% de la pelota dimetro.No es obligatorio que la prueba de Brinell se ajuste a estos rangos de la dureza, pero debe tenerse en cuenta que a diferentes nmeros de dureza Brinell se puede obtener un determinado material con las diferentes fuerzas en una bola de 10mm de dimetro.

D = Dimetro de la bola en mmP = Prueba de fuerza en Nd = Dimetro medio de la sangra en mmLa dureza Brinell se denota por el smbolo: HBW

DUREZA ROCKWELL:Se define la dureza Rockwell como un mtodo de ensayo por identacin por el cual, con el uso de una mquina calibrada, se fuerza un identador cnico esferoidal de diamante (penetrador de diamante), o una bola de acero endurecido (acero o carburo de tungsteno), bajo condiciones especficas contra la superficie del material a ser ensayado, y se mide la profundidad permanente de la impresin bajo condiciones especficas de carga.a) Penetrador de diamante: Este tipo de penetrador debe emplearse en pruebas de dureza para las escalas A, C y D. Consiste en un cono de diamante cuyo ngulo es de 120 0.5. La punta es un casquete esfrico con un radio de 0.2mm. La forma del casquete y el valor del radio del penetrador tienen influencia importante en el valor de la dureza. Por lo cual es necesario comparar los resultados obtenidos con un penetrador patrn sobre piezas patrn de diferentes durezas.

b) Penetrador esfrico de acero: Este tipo de penetrador debe emplearse en los ensayos de dureza para las escalas B, E Y F. Consiste en un baln de acero templado y pulido, con un dimetro de 1.588 mm 0.003 mm; Excepto para la escala E, que tiene un dimetro de 3.175 mm 0.004mm. Dicho baln debe estar pulido y no debe presentar defectos superficiales. Debe eliminarse y anularse la prueba si presenta una deformacin mayor a la tolerancia indicada anteriormente o cualquier otro defecto superficial. En los dos tipos de penetrador debe evitarse la acumulacin en el penetrador de: polvo, tierra, grasa o capas de xidos, dado que esto afecta los resultados de la prueba.

c) Numero de dureza Rockwell: Es un nmero 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 despus a la carga menor. Los nmeros de dureza Rockwell se expresan siempre con un smbolo de escala, que indica el penetrador y la carga utilizada. DUREZA VICKERS: Es un procedimiento estandarizado, utilizado para medir la dureza de los materiales metlicos y esta normalizado por The American Society for Testing and Materials (ASTM) E-92.Durante las mediciones se hace penetrar un indentor de diamante que tiene forma de pirmide de cuatro caras con ngulo136. Despus de quitar la carga P, que se acciona durante 10 15 segundos si son materiales ferrosos y 30 segundos en materiales no ferrosos, se mide la diagonal d dejado por la huella que ha quedado en la superficie de la muestra. La determinacin de la dureza Vickers es similar a la Brinell ya que se obtiene del cociente de la carga aplicada por la superficie de la impronta. Sin embargo en este caso se utiliza una carga pequea y el penetrador es un diamante en forma de pirmide, como se muestra en las figuras.De esta manera el valor de dureza Vickers resulta:

Dado que se puede obtener una expresin en funcin de la diagonal d, la cual resulta:

Donde P: carga aplicada en N, d: diagonal media de la huella en mm.

Tambin es posible expresar el nmero Vickers en funcin de la profundidad de penetracin h de la siguiente manera:

Ya sea en la determinacin de d o h se requiere una exactitud de 0,001 mm y el valor de d resultar del promedio de ambas diagonales. Las cargas pueden variar de 1 a 100 kg segn el espesor y tipo de material. En general las mquinas estndar proveen cargas de 1, 2.5, 5, 10, 20, 30, 50, 100 y 120kg de las cuales las de 30 y 50 kg son las ms usadas.De esta manera para indicar las condiciones de ensayo solo es necesario indicar la carga, as HV30 significa dureza Vickers con una carga de 30 kg.