ENSAYO MICRODUREZA VICKERS: METODO VICKERS (HV). Se deriva del método Brinell, empleándose actualmente, sobre todo en laboratorios y en particular, para piezas delgadas y templadas, con espesores mínimos de hasta de 0,2 mm. En el método Vickers se utiliza como cuerpo penetrante una punta piramidal de diamante, de base cuadrada con un ángulo en el vértice entre caras, de 136º, con precisión obligada de 20 segundos (Fig. 1.5). Este ángulo se eligió para que la bola de Brinell quedase circunscrita al cono en el borde de la huella, cuyo diámetro, como se sabe, se procura que sea aproximadamente igual a 0,375D. La determinación de la dureza Vickers se hace en función de la diagonal de la huella o más exactamente, de la media de las diagonales medidas con un microscopio en milésimas de milímetro. Si P es la carga aplicada y S la superficie de la huella, la la dureza Vickers será: HV
P S
Luego de deducir las relaciones geométricas de la huella dejada por el penetrador en el material se tiene finalmente la siguiente ecuación. HV 1,854
P d 2
Sin embargo no se hacen cálculos con la fórmula anterior, sino por medio de gráficos o de tablas, en las que se entra con la medida de la diagonal y de la carga, se obtiene directamente la dureza.
EL ÁNGULO DE 136 º DE LA PUNTA PIRAMIDAL VICKERS ESTÁ ELEGIDA PARA QUE SEA LA HUELLA TANGENTE A LA DE LA BOLA BRINELL.
No es recomendable dar la dureza Vickers, en función de la profundidad de la huella, puesto que es muy pequeña (d = 7t). Respecto a las cargas son independientes de la dureza obtenida, pues la diagonal resultará proporcional a la carga y para un mismo material saldrá la misma dureza con cualquier carga. Se utilizan cargas de 1 a 120 Kg. Siendo la más utilizada la de 30 Kg. Respecto al tiempo que se ha de mantener la carga, oscila entre 10 y 30 segundos, siendo el más empleado 15 segundos. La dureza se expresa expresa con las letras HV, seguida de dos cifras, una para la carga y la otra para el tiempo. Por ejemplo, si la carga ha sido 30 Kg. durante 15 segundos, se pone HV 30/15.
REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LA HUELLA QUE DEJA LA PUNTA PIRAMIDAL VICKERS. NORMAS PARA EL ENSAYO VICKERS. 1. La superficie debe estar estar pulida para que los resultados resultados sean válidos. 2. Como regla general, el espesor de la probeta debe ser superior a 1,5 veces la diagonal de la huella. 3. En las probetas redondas debe aplicarse sobre el diamante una carga tan pequeña que la influencia de la curvatura (flecha) sobre la longitud de la diagonal sea inferior a 0,01mm. 4. La longitud de la diagonal debe medirse con una precisión de 0,001 mm, para longitudes superiores de 0,5 mm es suficiente una precisión de 0,01 mm. El valor de la diagonal tomado debe ser la media de las 2 diagonales. Además, la dureza para cifras inferiores a 25 debe darse redondeadas r edondeadas a la décima y para cifras superiores, redondeadas en unidades. VENTAJAS DEL METODO VICKERS. 1. Las huellas Vickers son comparables entre si, y las las cifras de dureza obtenidas, independientes de la carga.
2. Con el mismo penetrador puede medirse una amplia gama de materiales, desde muy blandos hasta muy duros, llegándose hasta 1 150 Vickers, que equivaldrían aproximadamente a 780 Brinell. 3. Puede medirse la dureza de piezas muy delgadas empleando cargas pequeñas, hasta espesores del orden de 0,05 mm. 4. Puede medirse dureza superficial, dada la pequeña penetración del diamante, con cargas pequeñas, lo que permite comprobar, por ejemplo, el endurecimiento superficial de un material, después de ser rectificado con piedra de esmeril. 5. La escala Vickers, es más detallada que la Rockwell, y así por ejemplo, entre HRc 60 y HRc 66, las durezas Vickers que corresponden son 765 y 960, o sea 32 unidades Vickers por cada unidad Rockwell. 6. Como es preciso examinar la huella, puede comprobarse en cada medición el buen estado del diamante, lo que no ocurre en el Rockwell, que debe examinarse el diamante de vez en cuando.
MICRODUREZAS Generalmente se entiende por microdureza cuando la identación se realiza con cargas que no exceden a 1000 gr., generalmente se realizan con cargas entre 100 y 500 gr., aunque pueden usarse cargas más pequeñas aun, el término está relacionado pues con el tamaño de la carga de identación. Los métodos más usados son: VICKERS KNOOP
: Europa. : U.S.A.
APLICACIONES. 1. Precisión en la medición de dureza en piezas pequeñísimas. 2. Aplicación en puntas y alambres muy delgados. 3. En la inspección de dureza de capas superficiales carburadas, aluminizadas, nitruradas, carbonitruradas, inclusive se puede medir la dureza en la sección y no en la profundidad de dichas capas endurecidas. 4. Medición de dureza de microconstituyentes, de una aleación. 5. Medición de durezas en superficies no deseables y descarburadas. 6. Medición de durezas de capas superficiales de electrodeposición metálica, relleno metalizado o en piezas recuperadas por soldadura.
Lista de materiales:
1. Durómetro Vickers (Fig. 1.)
Características: MARCA: ERNST LEITZ RANGO: 50-800 HV PRECISIÓN: Micras
(Fig. 1)
2. Dispositivo de nivelado (Fig. 2)
(Fig. 2)
3. Cargas usada para durómetro Vickers
Características: Solo ultilizaremos en la experiencia la de 200g. ; pero, las cargas para el durometro vickers del laboratorio varian de 20 a 500g. (Fig.3)
(Fig. 3)
Calculos y resultados:
1. Tabla de resultados : Material
Carga (P= gr.)
Diagonal (d= µm)
Dureza (HV)
Aluminio
200
75
66
Cobre recocido
200
77.8
61
Cobre
200
53.1
132
Bronce
200
48.6
157
Acero liso SAE 1010
200
44
192
Acero corrugado SAE 1045
200
38.1
255
Acero A36
200
26.1
544
2. Grafica de barras para dureza Vickers.
DUREZA VICKERS 600 500 400 300 200 100 0 Aluminio
Cobre recocido
Cobre
Bronce
Acero liso SAE 1010
Acero Acero A36 corrugado SAE 1045
Series1
Observaciones:
En la experiencia observarnos que el durómetro Vickers trabajó con una carga constante de 200 gr. para todas las probetas. En la experiencia observamos que para las probetas de aluminio, cobre, cobre recocido y los aceros; sólo medimos una diagonal para cada caso. En el laboratorio pudimos observar que la marca que dejó el identador en el acero A36 era la más pequeña de todas imperceptible, a simple vista.
Conclusiones:
Luego de los cálculos y observaciones pertinentes llegamos a la conclusión, que al trabajar con una carga constante, la dureza depende únicamente del tamaño de la diagonal, ya que al realizar los
cálculos la dureza es inversamente proporcional a la diagonal elevada al cuadrado para este caso. Podemos concluir que para el bronce que medimos, ambas diagonales, los cálculos fueron más precisos que en el resto de las probetas. realizados los cálculos; el acero A36 es el más duro por poseer la diagonal más pequeña, tal como se observa en el diagrama de barras.
Recomendaciones:
Recomendamos que al ser la huella imperceptible, como, el caso del acero A36, se proceda a aumentar la carga, para poder medir con mayor precisión las diagonales de la huella y por ende el cálculo sea más preciso. Se recomienda siempre medir ambas diagonales para obtener mayor precisión en los resultados como el caso del bronce.
METODO ROCKWELL (1924) El método Brinell no permite medir durezas de los aceros templados porque se deforman las bolas. Para esto se emplea el método Rockwell. El método Rockwell se basa también en la resistencia que oponen los materiales a ser penetrados; pero en lugar de determinar la dureza del material en función de la huella que deja el cuerpo penetrante, se determina en función de la profundidad de esta huella. Los cuerpos penetrantes son: un diamante en forma de cono de 120º ± 1º, con la punta redondeada, con un radio de 0,2 ± 0,01 mm, que se denomina también penetrador Brale, y bolas de 1/8" y 1/16" de diámetro, aunque también, pero menos empleadas las de 1/2" y 1/4". Se utilizan cargas de 60, 100 y 150 Kg, para materiales gruesos y de 15, 30 y 45 para materiales delgados. En total existen veintiún escalas, para veintiún combinaciones de penetradores y cargas, que se dan según la tabla:
ESCALA DESIG NACION
TIPO DE PRUEBA
TIPO Y TAMAÑO DEL PENETRADOR
CARG A MENO R EN Kg
CARG A MAYO R EN Kg
A
COLO R
COLOCACIO N
Normal
Cono de Diamante
10
60
Negro
Fuera
B
Normal
Bola de 1/16 “
10
100
Rojo
Dentro
C
Normal
10
150
Negro
Fuera
D
Normal
Cono de diamante Cono de diamante
10
100
Negro
Fuera
E
Normal
Bola de 1/8 “
10
100
Rojo
Dentro
F G H
Normal Normal Normal
Bola de 1/16 “
Bola de 1/16 “ Bola de 1/8 “
10 10 10
60 150 60
Rojo Rojo Rojo
Dentro Dentro Dentro
K
Normal
Bola de 1/8 “
10
150
Rojo
Dentro
L
Normal
Bola de ¼ “
10
60
Rojo
Dentro
M
Normal
Bola de ¼ “
10
100
Rojo
Dentro
P
Normal
Bola de ¼ “
10
150
Rojo
Dentro
R S V 15-N
Normal Normal Normal Superficia l Superficia l Superficia l
Bola de ½ “
10 10 10 3
60 100 150 15
Rojo Rojo Rojo Rojo
Dentro Dentro Dentro Dentro
3
30
Rojo
Dentro
3
45
Rojo
Dentro
Superficia l Superficia l Superficia l
Bola de 1/16 “
3
15
Rojo
Dentro
Bronce ,latón y acero blando
Bola de 1/16 “
3
30
Rojo
Dentro
Bronce ,latón y acero blando
Bola de 1/16 “
3
45
Rojo
Dentro
Bronce ,latón y acero blando
30-N 45-N 15-T 30-T 45-T
Bola de ½ “ Bola de ½ “
Cono de diamante Cono de diamante Cono de diamante
ESCALA DEL COMPARADOR
APLICACIONES
Aceros nitrurados, flejes estirados en frío, hojas de afeitar,. Carburos metálicos (90 a 98) Aceros al carbono recocidos de bajo contenido de carbono. Aceros duros. Con dureza superior a 100 HRB o 20 HRC Aceros cementados.
Metales blandos, como antifricción y piezas fundidas Bronce recocido Bronce fosforoso y otros metales. Metales blandos con poca homogeneidad, fundición de hierro. Metales duros con poca homogeneidad, fundición de hierro. Metales duros con poca homogeneidad, fundición de hierro. Metales duros con poca homogeneidad, fundición de hierro. Metales duros con poca homogeneidad, fundición de hierro. Metales muy blandos. Metales muy blandos. Metales muy blandos. Aceros nitrurados, cementados y de herramientas de gran dureza. Aceros nitrurados, cementados y de herramientas de gran dureza. Aceros nitrurados, cementados y de herramientas de gran dureza.
Se construyen dos clases de máquinas: las utilizadas para materiales de perfil grueso, en los cuales se usan las escalas A, B, C, D, E, F, G, H, K, L, M, P, R, S, V, y las construidas para materiales de perfil delgado, con las escalas 15-N, 30-N, 45-N, 15-T, 30-T y 45-T, ambas máquinas llevan una un dial indicador con escala con números negros para las mediciones con punta de diamante (penetrador Brale) y otra escala con números rojos para las mediciones realizadas con bolas de acero endurecido.
Penetrador Brale y bola de acero Las cargas se aplican en dos tiempos. En la máquina normal, primero se aplica una carga de 10 Kg., poniendo a continuación el indicador que mide la penetración al cero. Después se completa la carga hasta llegar a la carga total del ensayo. Si por ejemplo, esta carga es 100 kg., se deberá aplicar primero la carga de 10 kg. Y luego poner 90 kg. más. Se quita después la carga adicional o sea los 90 kg., y la profundidad a que queda el cuerpo penetrante es la que se toma para calcular la dureza. El número que mide la dureza no está ligado con la carga, como ocurre con la dureza Brinell, sino que es un número arbitrario, pero naturalmente proporcional a la penetración. Se determina deduciendo del número 100, si se ensaya con diamante y del 130, si se ensaya con bola, las unidades de penetración permanente medidas en 0,002 de milímetro. La denominación de los ensayos Rockwell se hace por las iniciales HR, seguidas por una letra minúscula que define la escala. Por ejemplo 60 Rockwell de la escala c se debe anotar 60 HRc. La cifra de la dureza, se lee directamente en la esfera del aparato. En cuanto al espesor mínimo que deben tener las piezas o probetas, es diez veces la penetración del cono o de la bola. Respecto a la forma de las piezas, si son cilíndricas, de diámetro inferior a 30 mm, debe introducirse un factor que se da en los siguientes gráficos:
Esquema del ensayo Rockwell A y Rockwell C Nº 1 2 3 4 5 6 7 8
Po P1 P
f
ROCKWELL A Angulo de la punta del diamante = 120º Radio de redondeo de la punta del cono 0,2 mm. Carga previa = 10 Kg Carga adicional = 50 Kg Carga total = 60 Kg (P = Po + P 1) Penetración con la carga previa (punto de partida de la medición) Penetración total actuando la carga adicional. Penetración permanente después de quitar la carga
ROCKWELL C Angulo de la punta del diamante = 120 º Radio de redondeo de la punta del cono 0,2 mm. Carga previa = 10 Kg Carga adicional = 140 Kg Carga total = 150 Kg (P = Po + P 1) Penetración con la carga previa (punto de partida de la medición) Penetración total actuando la carga adicional. Penetración permanente después de quitar la carga
9
adicional HRa ó Dureza Rockwell A = 100 - f HRc
adicional Dureza Rockwell C = 100 - f
Esquema del ensayo Rockwell B Nº 1 2 3 4 5 6 7 8
ROCKWELL B D Po P1 P
e HRb
Diámetro de la bola Carga previa = 10 Kg Carga adicional = 90 Kg Carga total = 100 Kg (P = Po + P 1) Penetración con la carga previa (punto de partida de la medición) Penetración total actuando la carga adicional. Penetración permanente después de quitar la carga adicional Dureza Rockwell B = 130 - f
Este método es muy rápido y preciso, pudiendo realizar el ensayo operarios no especializados. Además, las huella son más pequeñas que en el método Brinell. Pero tiene el inconveniente de que si el material no asienta perfectamente sobre la base, las medidas resultan falseadas.
Lista de materiales 1. Durómetro Rockwell
Características Mitutoyo ATK-F1000 JAPON
Durómetro Digital Rockwell
Marca del Durómetro
2. Probetas usadas
Aluminio, Cobre, Bronce, Acero SAE 1010, Acero SAE 1045 (en ese orden)
Acero A 36
Procedimiento
Encender el equipo y determinar la escala que se va usar para medir la probeta.
Ajustar según la escala seleccionada, carga y tiempo de prueba necesario.
Colocar y fijar el identador q se va usar.
Poner la probeta sobre el soporte que tiene el durómetro.
Girar con las dos manos la base del soporte, hasta que la probeta haga contacto con el identador.
El durómetro nos dirá la dureza.
Colocando la probeta en el Durómetro
El Durómetro nos muestra la dureza digitalmente
Cálculos y resultados Cobre recocido 44 38 42
Aluminio 56.6 60 56.5 58
Cobre 92.5 91.5 92.4
41
92
Bronce 88.7 89.9 90.4 90
1. Profundidad de penetración Para hallar la profundidad de penetración, se uso dos formulas, que son las siguientes: (130-HRx) x0.002 (mm) identador de billa o bola (100-HRx) x0.002 (mm) identador de diamante Probeta
Dureza
Aluminio (HRF) Cobre recocido (HRF) Cobre (HRF) Bronce (HRF) Acero SAE 1010 (HRB) Acero SAE 1045 (HRB) Acero A-36 (HRC)
58
Tipo de identador Profundidad (mm) Bola de 1/16" 0.1446
41 92 90
Bola de 1/16" Bola de 1/16" Bola de 1/16"
0.1706 0.0757 0.0806
70
Bola de 1/16"
0.1209
94 36
Bola de 1/16" cono de diamante
0.0723 0.1272
2. Dureza en escala HRB
Probetas en HRF Acero liso SAE 1010 70.3 70 68.3 70
Acero corrugado SAE 1045 93.8 93.4 94.3 94
Probetas en HRB Acero A36 35.7 37.2 36.2 36
Probetas en HRC Probetas transformadas a HRB 120 100 80 60 Series1 40 20 0 Cobre
Bronce
Acero liso SAE 1010
Acero corrugado SAE 1045
Acero A36
Grafica de equivalencias en escala HRB
O Acero liso SAE b Cobre Bronce 1010 Acero corrugado SAE 1045 Acero A36 s 62 61 70 94 111 e rvaciones
Las probetas se pueden volver a usar, ya que el ensayo Rockwell no constituye una gran pérdida del material.
El ensayo Rockwell es de una amplia aplicación ya que se usa para materiales blandos y duros.
Conclusiones
El acero es uno de los materiales más duros.
Es muy fácil darse cuenta de resultados erróneos, porque la lectura de la dureza de un ensayo varía mucho de otro, por eso no se considero los datos del durómetro Rockwell analógico.
Recomendaciones
Las probetas deben ser perfectamente lijadas, osea deben quedar lisas, para que el identador toque a la probeta perpendicularmente.
Se recomienda realizar una grafica de tendencia para la equivalencia de escala HRF a HRC, ya que en la norma que indico el profesor, no se encontró dicha equivalencia, lo mismo sucedió en Brinell.
DUREZA SHORE Mediante este método, la dureza se mide por la altura que alcanza el rebote de un cuerpo al caer desde una altura fija sobre la superficie del material que se ensaya. La máquina o equipo usado para medir esta dureza es el Esclerómetro o Escleroscopio Shore ; que consta de un martillo que pesa 1/12 de onza (2,36 gr), el cual es de acero y tiene forma cilíndrica con punta de diamante redondeado. La altura de caída es de 10" (25,4 cm), dividida en 140 partes iguales. La pieza se fija al aparato y se aspira el martillo, haciendo el vacío con una pera de goma y una vez en la parte alta se deja caer. Al rebotar el martillo se queda retenido en la parte más alta. El aparto se gradúa dividiendo en 100 partes la altura media del rebote en una pieza de acero duro y templado y prolongando la escala en 40 divisiones más iguales a las anteriores, para poder medir materiales extra duros. La ventaja de este durómetro es que prácticamente no produce huella en el material ensayado, por lo que se lo utiliza para medir durezas de piezas terminadas. Es por lo tanto uno de los ensayos de medición de dureza no destructivo. Procedimiento Este método se basa en las medidas de las velocidades de impulsión y rebote de un cuerpo móvil impulsado por un resorte contra la superficie del material metálico a ensayar. Existen curvas de relación de L con HB (Dureza Brinell) y HRC (Dureza Rockwell al utilizar el cono de diamante). El tiempo de ensayo es de 2s y el durómetro puede estar en cualquier posición (horizontal, vertical, inclinado...), basta con luego restar al resultado 10 si estaba horizontal, y diferentes valores (18-26) si estaba invertido.
Condiciones de ensayo
1. Superficie plana, limpia, pulida y perpendicular al esclerímetro. 2. Hacer 3 ensayos y cada vez en sitios diferentes (endurecimiento de la superficie por el choque).
Ventajas del método Shore 1. 2. 3. 4.
No se produce prácticamente ninguna huella en el material ensayado. Permite medir dureza superficial de piezas terminadas. Es el único ensayo NO destructivo para medir durezas. Operario no calificado, resultados independientes del operario.
Lista de materiales 1. Durómetro
(Durómetro Shore A (modelo largo) y shore D(modelo compacto) digital serie 811)
2. Probetas
(Caucho)
(PVC)
3. Especificaciones del durómetro:
4. Rango y accesorios especiales:
Cálculos y resultados
Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 Ensayo 4 Ensayo 5
SHORE A(HS)
SHORE D(HS)
52(HS) 49.5(HS) 46(HS) 49.5(HS) 50(HS) PROMEDIO: 49.4
78.5(HS) 67(HS) 78(HS) 71(HS) 77(HS) PROMEDIO: 74.3
DUREZA LEEB La dureza Leeb método de prueba se usó primero en 1978. Se define como: la velocidad de rebote del cuerpo de impacto dividido por la velocidad de impacto y luego se multiplica por 1000. Para los metales que se especifica, los valores de dureza Leeb indican las relaciones de la dureza, y también se puede convertir en otras escalas de dureza (por ejemplo, HB, HV, HRC). El cuerpo de impacto, que está equipado con carburo de tungsteno, los impactos en la pieza de trabajo y rebota hacia atrás. El rebote y la velocidad de impacto se miden en el punto 1 mm de la pieza de trabajo de la siguiente manera: el imán permanente integrado producirá tensión directamente proporcional con la velocidad de impacto.
(Imagen muestra la tensión producida durante el impacto y el rebote del cuerpo de impacto) Los valores de dureza Leeb se puede convertir en otras escalas de dureza directamente, como HV, HRC, HRB, HB y EH.
Procedimiento
Teniendo el equipo digital a la mano, conectamos el tipo de sonda y la cargamos. Luego de cargarla tenemos un botón con la cual activa la sonda de impacto que por rebote determinara la dureza -Colocar al patrón en una mesa plana y lisa
-Colocar la sonda perpendicular al patrón y luego de ello realizar la carga. -Presionar el botón de la parte posterior y por rebote nos dará el resultado de la dureza del material. -También ya programado en el durómetro se puede realizar el cambio de escalas de dureza.
Lista de materiales 1. Durómetro
(Durómetro leeb ht160)
(Patrón de prueba para el durómetro Leeb)
Cálculos y tablas LEEB (HL)
Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 Ensayo 4 Ensayo 5
805(HL) 813(HL) 796(HL) 785(HL) 786(HL) PROMEDIO: 797
DUREZA BRINELL Este método lo ideó el ingeniero sueco Brinell en el año 1900. Consiste en comprimir una bola de acero templado, de un diámetro determinado, sobre el material a ensayar, por medio de una carga y durante un tiempo determinado. Se mide el diámetro de la huella y se encuentra la dureza del material por la relación entre la carga aplicada y el área del casquete de la huella, pues evidentemente y dentro de ciertos límites, esta área será tanto mayor cuanto menos duro sea el material. El área se puede sustituir por el diámetro, de acuerdo con los siguientes cálculos HB
P (kg ) S (mm 2 )
............. ( )
La superficie (S) del casquete será: S = D f Donde: D = diámetro de la billa f = profundidad de la huella y como: f
( D 2 D
2
d
2
)
2
S
D
( D D 2
d 2 )
2 Resultará Sustituyendo S por su valor en la fórmula ( ) quedará
HB
2 P D ( D D 2 d 2 )
P
HB
D f
De esta fórmula se conoce el peso (fuerza) que se aplica P, el diámetro de la bola D; y el diámetro de la huella d, que se mide con una regla graduada, mejor con una lupa o un microscopio, provisto de un retículo graduado. Sin embargo, en general, no se halla el número Brinell aplicando la fórmula, sino por medio de las tablas, en las que conociendo el diámetro de la huella, se encuentra directamente la cifra de dureza. NOTA: El ensayo Brinell, se practica perfectamente con materiales de perfil grueso, de hierro o acero no templado, pues las huellas obtenidas son claras y de contorno limpio. Sin embargo, al tratar de aplicarlos a materiales inferiores a 6 mm. se encontró que utilizando la bola de 10 mm. de diámetro se deformaba el material y los resultados obtenidos eran erróneos. Para solucionar este inconveniente se pensó en disminuir la carga para que las huellas fuesen menos profundas,
disminuyendo también al mismo tiempo el diámetro de la bola para que la huella quede comprendido entre: D 4
d
D 2
D = Diámetro de la bola d = Diámetro de la huella. Es decir, aproximadamente d = 0,375D.
Respecto a las cargas, tienen que ser proporcionales al cuadrado del diámetro para que las huellas obtenidas sean semejantes y los resultados comparables. Es decir: P = K x D2
El coeficiente K empleado depende de la clase de material, siendo mayor para los materiales duros y menor para los materiales blandos. Para esto, los coeficientes elegidos son: Hierro y aceros..................... K = 30 Cobre, bronce y latones........ K = 10 Aleaciones ligeras................. K = 5 Estaño y plomo..................... K = 2,5
También se emplean los coeficientes 1,25 y 0,5 para materiales muy blandos. Nomenclatura La denominación o nomenclatura de los ensayos se efectúa mediante el siguiente símbolo: HB (D/P/T)
En el que D es el diámetro de la bola en mm, P la carga en kg y T el tiempo de duración del ensayo en segundos. Así por ejemplo: HB (10/3000/30)
Quiere decir ensayo Brinell con bola de10 mm, carga aplicada de 3000 Kg durante 30 segundos. Sin embargo, en este caso, el ensayo considerado como el normal de Brinell, muchas veces sólo se indica HB. Como orientación se da la dureza Brinell de algunos materiales, en la tabla MATERIAL
TIEMPO
Hierros y aceros
10 a 30 segundos
Cobre, bronces y latones
30 segundos
Aleaciones ligeras
60 a 120 segundos
Estaño y plomo
120 segundos
Materiales muy blandos
120 segundos
Tiempos para el ensayo Brinell
Lista de materiales
Durómetro Brinell 1. Durómetro Brinell
Marca del durómetro
Especificaciones: -Marca: Avery-Denison Limited –ingles. - Maquina de accionamiento hidráulico. - Tiene una motobomba que presuriza el sistema. -Tiene un amplificador de carga tiene que una carga piloto que se produce mediante un sistema de amplificación de carga que reproduce los 3000 kg. 2. Probeta de Aluminio para realizar la identación
Procedimiento
El aparato más elemental consiste de una prensa, mediante la cual se aplica la carga correspondiente. Después, por medio de una regla graduada o un microscopio provisto de un retículo graduado, se mide el diámetro de la huella que la bola ha dejado en el material, y mediante la fórmula o la tabla, se halla el número de Brinell. Si la huella resulta ovalada, se toma la media de los diámetros extremos. Al realizar el ensayo debe cuidarse especialmente de lo siguiente: Que la superficie de la pieza esté limpia, sea perfectamente plana, normal al eje de aplicación de la carga y lo más homogénea posible.
Que el espesor de la pieza sea por lo menos el doble del diámetro de la huella.
Que la distancia del centro de la huella al borde de la pieza sea, por lo menos, cuatro (4,0) veces el diámetro de la huella.
Que la distancia entre centros de dos huellas consecutivas debe ser por lo menos, 2.5 veces el diámetro de la huella.
Cálculos y resultados
Nota: Al realizar la comparación de los datos de dureza con el de laboratorio no encontramos en las tablas ASTM A 370 los valores para las huellas que tomamos en el laboratorio la única solución que le dimos es realizar una gràfica tomando puntos de referencia con los datos de tabla teniendo la tendencia que seguirían los datos que teníamos en laboratorio gracias a ellos pudimos hacer la comparación de la dureza
Grafica de tendencia para hallar la dureza teorica brinell Dureza 70(HB) 69.5
y = -23.671x + 232.49 R² = 0.9988
69 Series1 68.5 Linear (Series1)
68 67.5 67
Diametro(mm)
66.5 6.85
6.9
6.95
7
Grafica de tendencia
Diametro huella(mm) 6,88 6,89 6,9 6,91 6,92 6,93 6,94 6,95 6,96 6,97 6,98 6,99
Dureza (HB) 69,6 69,4 69,2 68,9 68,7 68,4 68,2 68 67,7 67,5 67,3 67
Cálculos finales: DIÁMETRO HUELLA(mm) ENSAYO 1 ENSAYO 2 ENSAYO 3 ENSAYO 4 ENSAYO 5 PROMEDIO
7.69 7.3 7.6 7.6 7.8 7.598
DUREZA BRINELL(HB)LABORATORIO 52.9411 60.3330 54.5554 54.5554 51.035 54.6839
DUREZA BRINELL(HB)gràfica-tabla 50.4241 59.6658 52.5568 52.5568 47.8175 52.6042
%ERROR
4.7543 1.1058 3.6609 3.6609 6.3044 3.8969
Observaciones
Al buscar los datos de dureza Brinell en la tabla ASTM A370 no pudimos ubicarlo por diámetro ya que el diámetro máximo que podemos encontrar en tabla es 6.99mm como máximo. Por ello utilizamos una gráfica lineal aproximada con 11 puntos anteriores al máximo ya que esto nos dará la tendencia que seguirá los ensayos con un diámetro de huella mayor a 6.99 como es el caso que tenemos en los ensayos. Conclusiones
Se concluye que en los tipos de ensayo de dureza Brinell siendo uno de los más antiguos permite apreciar la dureza pero con algunas limitaciones una de ellas es que la constante que “K” que se da para
los materiales es muy general eso hace que haya un porcentaje de error significativo
Recomendaciones
Los más recomendable para no tener problemas con la búsqueda de valores de dureza de la tabla sería aplicar una carga ≥500 por el
material examinado (Aluminio) ya que el diámetro de huella sería menor y en ese caso encontraríamos la dureza en la tabla para compararla.
Para la dureza Brinell siempre hay que tener en cuenta la distancia entre los centros de las huellas y la distancia del centro de la huella
hacia al extremo de la probeta o en este caso de la fundición de aluminio.