LABORATORIO TECNOLOGIA DE MATERIALES

Informe N 2

ENSAYO DE DUREZA

INTEGRANTES:

Arcelles Oyola Gerald FrancoAsto Vila Frandi MoisesCastro Garca Juan LeonardoCarhuallanqui Gaspar Jefferson Herbert

Grupo: C12-3-B

Profesor: Sampen Alquizar, Luis

Fecha de Entrega: 15 de septiembre

2014 2

IntroduccinDesde tiempos anteriores la humanidad siempre ha deseado las propiedades para lass aplicaciones en sus necesidades. Hoy en la actualidad poder ver diferentes clasificaciones de materiales con aleaciones mltiples que hacen mejor su composicin y procesado en diferentes industrias. Para empezar a poner a prueba los diferentes tipos de materiales como acero 1020, acero estructural 1045, bronce, cobre, acero de herramienta y aluminio, y clasificarla segn su dureza. A continuacin determinaremos cada uno de los materiales mencionados.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar la dureza de los diferentes materiales. Conocer las equivalencias entre los distintos mtodos de ensayos HB, HV, HRC y HRC. Conocer los mtodos de dureza ms utilizados en la industria.

OBJETIVOS SECUNDARIOS Realizar el trabajo en equipo coordinadamente.

HERRAMIENTAS, EQUIPOS Y MATERIALES

Herramientas y equipo Equipo de ensayo de dureza ZWICK / ROELL Materiales y/o probetas SAE 1020 SAE 4140 BRONCE BRONCE ALUMINIO LATON

FUNDAMENTO TERICO

MTODO BRINELL.- Fue propuesto por el ingeniero sueco Johan August Brinell en 1900, siendo el mtodo o ensayo ms antiguo para medir la dureza. Esteensayose utiliza enmaterialesblandos (de baja dureza) y muestras delgadas. El ensayo de dureza Brinell consiste en presionar la superficie del material a ensayar con una bolilla de acero muy duro o carburo de tungsteno, producindose la impresin de un casquete esfrico correspondiente a la porcin de la esfera que penetra Fig. 1. El valor de dureza, nmero de Brinell HB, resulta de dividir la carga aplicada P por la superficie del casquete, por lo que:

La profundidad h del casquete impreso se mide directamente en la mquina, mientras la carga se mantiene aplicada de modo de asegurar un buen contacto entre la bolilla y el material. Otra manera de determinar el nmero HB es partiendo del dimetro d de la impresin lo cual tiene la ventaja de que se pueden efectuar tantas mediciones como se estimen necesarias y en microscopios o aparatos especialmente diseados para tal fin. Para aquello la frmula queda definida as:

En algunos materiales la penetracin de la bolilla origina una craterizacin Fig. 2.a y en otros una depresin Fig. 2.b. En estos casos los valores obtenidos a partir de la medicin de h no coinciden con los obtenidos en funcin de d, ya que la profundidad h medida no corresponde al casquete cuyo dimetro es d, sino al de dimetro d1, cuya determinacin exacta en forma prctica es dificultosa.

La carga a aplicar depende del material a probar y del cuadrado del dimetro de la bola del penetrador, es decir: P=K.D2, donde K es el coeficiente empleado para cada clase de material, siendo estos mayor para los materiales duros y menor para los materiales blandos. Para esto los coeficientes elegidos son:MATERIALESK(coeficiente)

Hierro y aceros30

Cobre, bronce y latones10

Aleaciones ligeras5

Estao y plomo2.5

MTODO 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 0.2 mm. 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 0.004 mm. Dicho baln debe estar pulido y no debe presentar defectos superficiales.

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.

PROCEDIMIENTOS Y RESULTADOS

1) Ensayos con el durmetro universal Zwick/Roell:

Durmetro Zwick/Roell

MaterialHBHVHRBHRC

SAE 1020149,13149,1378,6-

SAE 1045194,5204,5--

BRONCE 119,9125,9--

COBRE88,193,142.6-

ALUMINIO47,3---

HIERRO FUNDIDO190,7200,788.81-

LATN131,9113,962,4-

Al realizar los ensayos con el durmetro en los distintos materiales pudimos comprobar que el aluminio no tienen dureza Rockell B ni dureza Vickers. En los distintos materiales ensayados, el aluminio es el que tiene menor dureza con 47,3HB. En el SAE 1020 la dureza Vickers y Brinell son iguales. En la mayora de los materiales ensayados no se obtuvo la dureza HRC

OBSERVACIONES:

Se debe calibrar las maquina al inicio y al final de una serie de ensayos en una misma escala. La profundidad hallada en el ensayo Rockwell, indica menos dureza para el material. Todos los durmetros deben marcar inicio o cero antes de realizar una experiencia. Fue muy complicado manejar la mquina porque hay una configuracin distinta para cada ensayo dureza. Hay un tiempo diefernte aplicado a cada ensayo, una carga y una precarga.

CONCLUSIONES El material con mayor dureza es el SAE 1045 en cuanto a los diferentes ensayos realizados.

Podemos determinar que el material cobre y aluminio tienen vaga dureza (88,1HB; 77,3HB), por ello legamos a la conclusin que estos materiales pueden estar sometidos a una fatiga.

Al realizar varios ensayos obtuvimos los resultados casi en el mismo estndar, lo cual nos da la seguridad que el trabajo realizado fue de manera correcta.

Tambin llegamos a la conclusin que el tiempo de aplicacin de carga es depende a la dureza del material, en este caso podemos decir al cobre y latn, tuvieron mayor tiempo de la carga debido a su baja resistencia.

BIBLIOGRAFIA

William F. Smith. Fundamentos de ciencia e ingeniera de materiales, Editorial McGrawHill, 1998. Donald Askeland, Ciencia e Ingeniera de los Materiales. Editorial Thomson Editores, 3era edicin, 1998. William Callister, Introduccin a la Ciencia e Ingeniera de los Materiales, Editorial Revert S.A