Ensayo de dureza
Introducción.
El ensayo de dureza es, juntamente con el de tracción, uno de los más empleados en la selección y control de calidad de los materiales. Básicamente la es una condición de la superficie del material y no representa ninguna propiedad fundamental de la materia. se conoce eventualmente por dos procedimientos. El más usado en metales es la resistencia a la penetración de una herramienta de determinada geometría. El ensayo de dureza es simple, de alto rendimiento ya que no destruye la muestra y particularmente útil para evaluar propiedades de los diferentes componentes micro estructural del material.
Marco conceptual.
La dureza es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, entre otras. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio es mucho más difícil de rayar. En la actualidad la definición más extendida aparte de los minerales y cerámicas sería la resistencia a la deformación plástica localizada.
Concepto de dureza: existen diferentes conceptos asociados con el comportamiento de la superficie de los cuerpos. Entre ellos tenemos los siguientes tipos, por rayado, por penetración y por rebote. Cuando se trabaja con penetración, existen diferentes indentadores, los más comunes que conocemos son la dureza brinell, dureza meyer, dureza vickers y dureza rockwell.
Este ensayo está ligado a los ensayos no destructivos, se evalúa la resistencia de un material a ser indentado por otro, se aplica una carga a un penetrador sobre el material que se quiere caracterizar y se mide el tamaño de la huella. La máquina se llama durómetro. Los indentadores pueden ser, esferas, pirámides y conos. Otros ensayos de dureza por penetración, son el ensayo vickers, el cual utiliza un indentador piramidal de diamante DPH=1.854P/L^2. El ensayo rockwell, que utiliza la profundidad de indentacion como medida de la dureza, se registra en divisiones.
Ensayo brinell: en el ensayo de dureza brinell el penetrador es una bola de acero extra duro de diámetro 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 diámetro d sobre el metal.
Siguiendo con el ensayo rockwell El ensayo es aplicable a todo tipo de materiales metálicos:
a)
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Blandos. Se utiliza como penetrador una bola de acero templado, similar al del ensayo Brinell, con diámetros de bola y cargas normalizados para cada tipo de ensayos.
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b)
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Duros. Se utiliza como penetrador un cono de diamante de 120° de ángulo de vértice redondeado en la punta. Se usan cargas normalizadas de 60, 100 y 150 kilogramos.
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c)
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Pequeños espesores en materiales blandos o duros. Es el caso de flejes, chapas delgadas o también sobre capas endurecidas, cementadas o nitruradas. En este supuesto se usa la modalidad de pequeñas cargas especificadas en la norma, 3 kilogramos de precarga y 15, 30 o 45 kilogramos de carga. Se conoce este tipo de ensayos como Rockwell superficial.
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La denominación de la dureza Rockwell ensayada es por escalas, de A a L, que identifica la precarga, carga y tipo de penetrador, según se especifica en la tabla siguiente.
Con el objeto de obtener ensayos reproducibles, la máquina obtiene el valor "e", por incrementos de las cargas aplicadas de acuerdo con la secuencia siguiente.
1 -
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Aplicación de una carga previa, F0 = 10 kg. Esta sirve para tomar una referencia h0, independiente del estado superficial.
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2 -
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Aplicación de la sobrecarga de ensayo, F1, con lo que se alcanza h1.
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3 -
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Eliminación de la sobrecarga F1, con lo que se recupera la deformación elástica y se conserva la remanente. La profundidad alcanzada es h.
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4 -
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La profundidad de la huella viene definida por:
e = h - h0 |
Bibliografía
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