Ensayo de dureza
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Publicado: 20 de julio de 2010
Ensayo de dureza
La dureza de un material es la resistencia que opone a la penetración de un cuerpo más duro. La resistencia se determina introduciendo un cuerpo de forma esférica, cónica 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 deformación permanente (plástica) En algunos casos, esnecesario determinar las características mecánicas de los materiales sin llegar a su destrucción. También podemos determinar la dureza conseguida mediante un tratamiento de dureza. Podemos mencionar los tres tipos de ensayos de dureza más importantes:
Dureza Brinell
Se denomina dureza Brinell a la medición de la dureza de un material mediante el método de indentación, midiendo la penetración de unobjeto en el material a estudiar. Fue propuesto por el ingeniero sueco Johan August Brinell en 1900, siendo el método de dureza más antiguo.
Este ensayo se utiliza en materiales blandos (de baja dureza) y muestras delgadas. El indentador usado es una bola de acero templado de diferentes diámetros. Para los materiales más duros se usan bolas de carburo de tungsteno. En el ensayo típico se sueleutilizar una bola de acero de 10 a 12 milímetros de diámetro, con una fuerza de 3.000 kilopondios. El valor medido es el diámetro del casquete en la superficie del material.
[pic]
[pic]
La bola penetra dejando una marca.
El peso de la bola se puede obtener con la siguiente expresión:
[pic]
Donde:
[pic]: carga a utilizar medida en [[[kilopondio|kp]]].
[pic]: Constante para cadamaterial, que puede valer 5 (aluminio, magnesio y sus aleaciones), 10 (cobre y sus aleaciones), y 30 (aceros).
[pic]: Diámetro de la bola (indentador) medida en [mm].
Este ensayo sólo es válido para valores menores de 600 HB en el caso de utilizar la bola de acero, pues para valores superiores la bola se deforma y el ensayo no es válido. Se pasa entonces al ensayo de dureza Vickers.Fórmula aplicada
Para determinar el valor de la dureza Brinell se emplea la siguiente ecuación:
[pic]
Donde:
[pic]: carga a utilizar medida en [[[kilopondio|kp]]].
[pic]: diámetro de la bola (indentador) medida en [mm].
[pic]: diámetro de la huella en superficie en [km].
Valores típicos
El valor HB suele ser menor que 600.
• Acero (blando): 120 HB
• Acero deherramientas: 500 HB
• Acero inoxidable: 250 HB
• Aluminio: 15 HB
• Cobre: 35 HB
• Madera: entre 1 HB y 7 HB
• Vidrio: 4820000 HB
Esquema de una medición de este tipo de dureza
Dureza Tipo de Ensayo Diámetro de la bola Fuerza aplicada Tiempo del Ensayo
Ejemplo:
250 HB 10 500 30
Donde las unidades son:
Kp/mm2 HB mm Kp Segundos
Dureza Rockwell
[pic]
[pic]Muestra del funcionamiento del ensayo Rockwell. El penetrador precarga, luego carga, y luego descarga; la relación entre la precarga más la carga y la descarga indica la dureza del material.
[pic]
Durómetro Rockwell.
La dureza Rockwell o ensayo de dureza Rockwell es un método para determinar la dureza, es decir, la resistencia de un material a ser penetrado. El ensayo de dureza Rockwellconstituye el método más usado para medir la dureza debido a que es muy simple de llevar a cabo y no requiere conocimientos especiales. Se pueden utilizar diferentes escalas que provienen de la utilización de distintas combinaciones de penetradores y cargas, lo cual permite ensayar prácticamente cualquier metal o aleación. Hay dos tipos de penetradores: unas bolas esféricas de acero endurecido (templadoy pulido) de 1/16, 1/8, ¼ y ½ pulg, y un penetrador cónico de diamante con un ángulo de 120º +/- 30' y vértice redondeado formando un casquete esférico de radio 0,20 mm (Brale), el cual se utiliza para los materiales más duros.
El ensayo consiste en disponer un material con una superficie plana en la base de la máquina. Se le aplica una precarga menor de 10 Kg., básicamente para eliminar la...
La dureza de un material es la resistencia que opone a la penetración de un cuerpo más duro. La resistencia se determina introduciendo un cuerpo de forma esférica, cónica 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 deformación permanente (plástica) En algunos casos, esnecesario determinar las características mecánicas de los materiales sin llegar a su destrucción. También podemos determinar la dureza conseguida mediante un tratamiento de dureza. Podemos mencionar los tres tipos de ensayos de dureza más importantes:
Dureza Brinell
Se denomina dureza Brinell a la medición de la dureza de un material mediante el método de indentación, midiendo la penetración de unobjeto en el material a estudiar. Fue propuesto por el ingeniero sueco Johan August Brinell en 1900, siendo el método de dureza más antiguo.
Este ensayo se utiliza en materiales blandos (de baja dureza) y muestras delgadas. El indentador usado es una bola de acero templado de diferentes diámetros. Para los materiales más duros se usan bolas de carburo de tungsteno. En el ensayo típico se sueleutilizar una bola de acero de 10 a 12 milímetros de diámetro, con una fuerza de 3.000 kilopondios. El valor medido es el diámetro del casquete en la superficie del material.
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La bola penetra dejando una marca.
El peso de la bola se puede obtener con la siguiente expresión:
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Donde:
[pic]: carga a utilizar medida en [[[kilopondio|kp]]].
[pic]: Constante para cadamaterial, que puede valer 5 (aluminio, magnesio y sus aleaciones), 10 (cobre y sus aleaciones), y 30 (aceros).
[pic]: Diámetro de la bola (indentador) medida en [mm].
Este ensayo sólo es válido para valores menores de 600 HB en el caso de utilizar la bola de acero, pues para valores superiores la bola se deforma y el ensayo no es válido. Se pasa entonces al ensayo de dureza Vickers.Fórmula aplicada
Para determinar el valor de la dureza Brinell se emplea la siguiente ecuación:
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Donde:
[pic]: carga a utilizar medida en [[[kilopondio|kp]]].
[pic]: diámetro de la bola (indentador) medida en [mm].
[pic]: diámetro de la huella en superficie en [km].
Valores típicos
El valor HB suele ser menor que 600.
• Acero (blando): 120 HB
• Acero deherramientas: 500 HB
• Acero inoxidable: 250 HB
• Aluminio: 15 HB
• Cobre: 35 HB
• Madera: entre 1 HB y 7 HB
• Vidrio: 4820000 HB
Esquema de una medición de este tipo de dureza
Dureza Tipo de Ensayo Diámetro de la bola Fuerza aplicada Tiempo del Ensayo
Ejemplo:
250 HB 10 500 30
Donde las unidades son:
Kp/mm2 HB mm Kp Segundos
Dureza Rockwell
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[pic]Muestra del funcionamiento del ensayo Rockwell. El penetrador precarga, luego carga, y luego descarga; la relación entre la precarga más la carga y la descarga indica la dureza del material.
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Durómetro Rockwell.
La dureza Rockwell o ensayo de dureza Rockwell es un método para determinar la dureza, es decir, la resistencia de un material a ser penetrado. El ensayo de dureza Rockwellconstituye el método más usado para medir la dureza debido a que es muy simple de llevar a cabo y no requiere conocimientos especiales. Se pueden utilizar diferentes escalas que provienen de la utilización de distintas combinaciones de penetradores y cargas, lo cual permite ensayar prácticamente cualquier metal o aleación. Hay dos tipos de penetradores: unas bolas esféricas de acero endurecido (templadoy pulido) de 1/16, 1/8, ¼ y ½ pulg, y un penetrador cónico de diamante con un ángulo de 120º +/- 30' y vértice redondeado formando un casquete esférico de radio 0,20 mm (Brale), el cual se utiliza para los materiales más duros.
El ensayo consiste en disponer un material con una superficie plana en la base de la máquina. Se le aplica una precarga menor de 10 Kg., básicamente para eliminar la...
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