Ensayo BRINELL

Ensayos de DurezaIng. Guido Quispe Ampuero1. INTRODUCCIN.El ensayo de dureza es, junto con el de traccin, uno de los ms empleados en la seleccin y control de calidad de los metales. El ensayo de dureza es simple, aporta valiosa informacin y causa un dao mnimo a la probeta.ventajas de los ensayos de durezaLas ventajas de los ensayos de dureza hacen que su prctica sea habitual en la caracterizacin mecnica de materiales:Son ensayos sencillos y de bajo costo, no requieren una preparacin especial la muestra.Son prcticamente no destructivos, pues la huella que se genera es mnima.Son verstiles, pues a partir de la dureza se pueden estimar otras propiedades como la resistencia a traccin, cuya determinacin directa es ms costosa en trminos de equipos y preparacin de muestra.Dureza

FUNDAMENTO TERICOLa dureza da una medida de la resistencia de un material a la deformacin plstica localizada.Es la propiedad que tienen algunos materiales a no dejarse penetrar por otros. La dureza est en razn directa con la fragilidad; es decir, cuanto ms duro es un material, mayor es su fragilidadEscala de MohsLos primeros ensayos de dureza se basaban en el comportamiento de los minerales junto con una escala construida segn la capacidad de un material para rayar a otro ms blando.Un mtodo cualitativo de ordenar de forma arbitraria la dureza es ampliamente conocido y se denomina escala de Mohs, la cual va desde 1 en el extremo blando para el talco hasta 10 para el diamante.

Resuman los resultadosA lo largo de los aos se han ido desarrollando tcnicas cuantitativas de dureza que se basan en un pequeo penetrador que es forzado sobre una superficie del material a ensayar en condiciones controladas de carga y velocidad de aplicacin de la carga.En estos ensayos se mide la profundidad o tamao de la huella resultante, lo cual se relaciona con un nmero de dureza; cuanto ms blando es el material, mayor y ms profunda es la huella, y menor es el nmero de dureza. Las durezas medidas tienen solamente un significado relativo (y no absoluto), y es necesario tener precaucin al comparar durezas obtenidas por tcnicas distintas. La eleccin de una tcnica u otra depender del tipo de material y su dureza.Tabla 1: Tcnicas de ensayo de dureza

ENSAYO DE DUREZA.Tipos de ensayo de dureza.Al rayado.Resistencia que oponen los al ser rayados por otros mas duros.

Ensayo de Mohs.Ensayo de Martens.Ensayo a la lima.PenetracinResistencia que oponen los materiales a dejarse penetrar por otros mas duros

Mtodo Rockwell. Mtodo Brinell.Mtodo VickersDinmicos.Reaccin o resistencia elstica de un material al chocar contra un cuerpo mas duro.

Mtodo de impacto poldi.Mtodo de retroceso shore.Resistencia a la Indentacin o PenetracinSe realiza imprimiendo en la muestra, la que est en reposo sobre una plataforma rgida, un indentador o penetrador de geometra determinada, bajo una carga esttica conocida que se aplique directamente o por medio de un sistema de palanca.Entre los ensayos frecuentes estn:1.- Dureza Brinell2.- Dureza Rockwell3.- Microdureza Vickers4.- Microdureza Knoop

Ensayo BRINELLIndentador: Esfera de 10mm de acero con carburo de tungsteno.Carga: 3000kg HBN =Donde:P: cargaD: dimetro de las esferad: dimetro de la impronta

Indentador: bolilla de acero de 10mm diam.con una carga de 3000kg de 10-15s (para materiales ms blandos, 500kg o menos).

CORRELACIN ENTRE DUREZA Y LA RESISTENCIA A LA TRACCINTanto la resistencia a la traccin como la dureza son indicadores de la resistencia de un metal a la deformacin plstica. Por consiguiente, estas propiedades son, a grandes rasgos, proporcionales.DUREZA ROCKWELLSe basa en la resistencia que opone un metal a ser penetrado por otro. El valor de la dureza se lee directamente en el cuadrante de la maquina .Actan 2 cargas: una preliminar de 10 Kg.La segunda, es la que produce la deformacin permanente y es de 50, 90 o 140 Kg.Hay 2 penetradores : uno es un cono de diamante de 120 y sirve para medir la dureza de los materiales duros.El otro es una bolilla de acero de 1/16, que sirve para medir la dureza de los materiales semiduros.La lectura se hace sobre un micrometro que esta fijo en el aparato, tiene 2 escalas graduadas una negra de 100 divisiones para medir los valores realizados con el diamante, materiales duros.Y una roja , con 130 divisiones para medir, cuando se usa bolilla, materiales semiduros.Considerando que la medicin de la profundidad se registra en una escala de 100 divisiones, cada divisin mide 0,002 mm, verificamos que el mximo registro corresponder a una profundidad de 0,2 mm.La escala negra para materiales duros tiene 100 divisiones, pero la escala roja para materiales semiduros tiene 130 divisiones, cada escala tiene la misma divisin.Alcance de la escala negra de 0 a 100 = 0,20 mmAlcance de la escala roja de 0 a 130 = 0.26 mm

. Dureza RockwellPenetrador.- Es por el tipo de escala.

B = Para materiales semiduros. Esfera de acero de = 1/16 C = Para materiales duros. Cono de diamante

Carga.- Aplicada lenta y gradualmente.

B = 100 [kg]C = 150 [kg]

Ambos, con una aplicacin de precarga de 10 [kg], para generar una superficie uniforme.

Medicin.- La produndidad.

16Ensayo Rockwell A, C, D (HRA, HRC, HRD)

DUREZA ROCKWELL SUPERFICIALSe utiliza para medir espesores muy pequeos o capas nitruradas etc. Utiliza una sola escala de 100 divisiones, siendo el valor de cada division de 0,001 mm, a fondo de escala tendremos 0,1 mm.Los penetradores son los mismos :Cono de diamante de 120 grados y punta redondeada de 0,2 mm de radio. Bolilla de acero de 1/16Se utiliza una precarga de 3 Kg. en todos los casos La carga suplementaria es 12, 27 y 42 kg.Las escala son RN con penetrador de diamante. (materiales duros) RT con penetrador bolilla de acero. (materiales semiduros)Se denominaran R 15N, R 30N, R 45N, ( 12 +3), ( 27+3), (42+3) R 15T, R 30T, R 45T.El metodo de medicion es exactamente como el Rockwell Normal. El tiempo de aplicacion de la carga es de 5 a 7 segundos.

APLICACIONES TPICAS DE LAS ESCALAS ROCKWELL.HRA. . . . Los carburos consolidados, acero delgado y en rara ocasin acero endurecidoHRB. . . . Las aleaciones cobrizas, los aceros suaves, aleaciones de aluminio, hierros maleables, etc. HRC. . . . Acero, hierro colado duro, casos de acero endurecido y otros materiales ms duro que 100 HRB.HRD. . . . Acero delgado, acero endurecido medio y hierro maleable perlitico .

Ejemplos de dureza