ensayo dureza
Páginas: 6 (1310 palabras)
Publicado: 17 de noviembre de 2013
Definición de dureza: Se entiende por dureza la propiedad de la capa superficial de un material de resistir la deformación elástica, plástica y destrucción, en presencia de esfuerzos de contacto locales inferidos por otro cuerpo, más duro, el cual no sufre deformaciones residuales (indentador ó penetrador), de determinada forma y dimensiones.
Un análisis de la anterior definición nos lleva alas siguientes conclusiones: 1) la dureza, por definición, es una propiedad de la capa superficial del material, no del material en sí; 2) los métodos de dureza por indentación presuponen la presencia de esfuerzos de contacto, por lo tanto la dureza puede ser cuantificada como tal; 3) el indentador o penetrador no debe sufrir deformaciones residuales.
El estándar ASTM E 10-78 define la durezaBrinell como un método de ensayo por indentación por el cual, con el uso de una máquina calibrada, se fuerza una bola endurecida, bajo condiciones específicas, contra la superficie del material a ensayar y se mide el diámetro de la impresión resultante luego de remover la carga.
Ateniéndonos a la definición, el número de dureza Brinell (como esfuerzo de contacto), es la relación de lacarga P que efectúa el indentador esférico de diámetro D, al área de la superficie de la huella:
;
La deducción de la fórmula de cálculo del área A del casquete esférico, puede verse aquí.
En la práctica se usa la siguiente fórmula de trabajo:
El método estándar como tal se realiza bajo las siguientes condiciones:
Diámetro de la bola (D) :
10 mm
Carga (P):
3000 kgf
Duraciónde la carga (t):
10 ... 15 s
En el caso de realizarse el ensayo bajo estas condiciones el número de dureza Brinell se denota sin ningun sufijo. Ejemplo:
220 HB
Esta notación indica una dureza Brinell de 220 bajo las condiciones estándar arriba nombradas. (10/3000/15).
Si por alguna razón no pueden aplicarse las condiciones estándar es posible aplicar cargas menores y utilizarindentadores esféricos de diámetros menores (estas mediciones no se consideran como estándar). En este caso la obtención de resultados comparables de los ensayos exige la observación del criterio de semejanza que para el caso dado corresponde a la constancia de la relación de la carga respecto al cuadrado del diámetro de la bola (obsérvese la fórmula de dureza), es decir,
.
Se toma esta relación igual a30, 10 y 2,5 según la naturaleza y dureza supuesta del material investigado.
En el caso de realizarse el ensayo bajo condiciones distintas a las estándar y atendiendo a la consideración anterior, la dureza Brinell se denota también como HB, pero con la adición de sufijos que indiquen el diámetro de la bola, la carga y el tiempo de aplicación de la misma. Ejemplo:
63 HB 10/500/30
Esta notaciónindica una dureza Brinell de 63 medida con una bola de 10 mm de diámetro y una carga de 500 kgf. aplicada durante 30 s.
Para la escogencia de la relación de carga y la correspondiente combinación de diámetro de bola y carga a aplicar se poseen tablas ampliamente conocidas. Se muestran aquí las tablas tomadas (con algunos cambios y adiciones), del manual de la máquina de dureza Brinell denuestro Laboratorio.
Se debe tener sumo cuidado en que el diámetro de la huella esté entre el 25% y 60% del diámetro de la bola. Es decir, para las condiciones estándar (bola de Æ10 mm), el diámetro de la huella debe estar entre 2,5 y 6 mm. En la literatura se considera que la huella “ideal” es de d= 0,375 D.
PROCEDIMIENTO
Para obtener la dureza Brinell de la superficie de un material sepresiona contra la probeta una bola de acero con determinado diámetro D. La bola se mantiene algún tiempo bajo la carga P . Luego de retirada la carga se miden dos diámetros, en direcciones mutuamente perpendiculares, de la impronta dejada, con ayuda de un microscopio. El valor medio de los diámetros (d) y los otros valores se sustituyen en la fórmula de trabajo para obtener el valor de la dureza...
Un análisis de la anterior definición nos lleva alas siguientes conclusiones: 1) la dureza, por definición, es una propiedad de la capa superficial del material, no del material en sí; 2) los métodos de dureza por indentación presuponen la presencia de esfuerzos de contacto, por lo tanto la dureza puede ser cuantificada como tal; 3) el indentador o penetrador no debe sufrir deformaciones residuales.
El estándar ASTM E 10-78 define la durezaBrinell como un método de ensayo por indentación por el cual, con el uso de una máquina calibrada, se fuerza una bola endurecida, bajo condiciones específicas, contra la superficie del material a ensayar y se mide el diámetro de la impresión resultante luego de remover la carga.
Ateniéndonos a la definición, el número de dureza Brinell (como esfuerzo de contacto), es la relación de lacarga P que efectúa el indentador esférico de diámetro D, al área de la superficie de la huella:
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La deducción de la fórmula de cálculo del área A del casquete esférico, puede verse aquí.
En la práctica se usa la siguiente fórmula de trabajo:
El método estándar como tal se realiza bajo las siguientes condiciones:
Diámetro de la bola (D) :
10 mm
Carga (P):
3000 kgf
Duraciónde la carga (t):
10 ... 15 s
En el caso de realizarse el ensayo bajo estas condiciones el número de dureza Brinell se denota sin ningun sufijo. Ejemplo:
220 HB
Esta notación indica una dureza Brinell de 220 bajo las condiciones estándar arriba nombradas. (10/3000/15).
Si por alguna razón no pueden aplicarse las condiciones estándar es posible aplicar cargas menores y utilizarindentadores esféricos de diámetros menores (estas mediciones no se consideran como estándar). En este caso la obtención de resultados comparables de los ensayos exige la observación del criterio de semejanza que para el caso dado corresponde a la constancia de la relación de la carga respecto al cuadrado del diámetro de la bola (obsérvese la fórmula de dureza), es decir,
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Se toma esta relación igual a30, 10 y 2,5 según la naturaleza y dureza supuesta del material investigado.
En el caso de realizarse el ensayo bajo condiciones distintas a las estándar y atendiendo a la consideración anterior, la dureza Brinell se denota también como HB, pero con la adición de sufijos que indiquen el diámetro de la bola, la carga y el tiempo de aplicación de la misma. Ejemplo:
63 HB 10/500/30
Esta notaciónindica una dureza Brinell de 63 medida con una bola de 10 mm de diámetro y una carga de 500 kgf. aplicada durante 30 s.
Para la escogencia de la relación de carga y la correspondiente combinación de diámetro de bola y carga a aplicar se poseen tablas ampliamente conocidas. Se muestran aquí las tablas tomadas (con algunos cambios y adiciones), del manual de la máquina de dureza Brinell denuestro Laboratorio.
Se debe tener sumo cuidado en que el diámetro de la huella esté entre el 25% y 60% del diámetro de la bola. Es decir, para las condiciones estándar (bola de Æ10 mm), el diámetro de la huella debe estar entre 2,5 y 6 mm. En la literatura se considera que la huella “ideal” es de d= 0,375 D.
PROCEDIMIENTO
Para obtener la dureza Brinell de la superficie de un material sepresiona contra la probeta una bola de acero con determinado diámetro D. La bola se mantiene algún tiempo bajo la carga P . Luego de retirada la carga se miden dos diámetros, en direcciones mutuamente perpendiculares, de la impronta dejada, con ayuda de un microscopio. El valor medio de los diámetros (d) y los otros valores se sustituyen en la fórmula de trabajo para obtener el valor de la dureza...
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