Pruevas de tensión

Ciencia y Tecnología de Materiales
Práctica 4 PROPIEDADES MECÁNICAS: DUREZA

PROPIEDADES MECÁNICAS: DUREZA
1.- INTRODUCCIÓN
El comportamiento mecánico de los materiales es decisivo de cara a su utilización. Dentro del conjunto de las propiedades mecánicas, la DUREZA es una característica relativamente sencilla de determinar y que aporta valiosa información, causando un daño mínimo a laprobeta o muestra. Esta práctica se centra en los ENSAYOS DE DUREZA, y se plantea con los siguientes OBJETIVOS: Afianzar los conocimientos relativos a propiedades mecánicas de los materiales: dureza. Tener experiencia en la realización de ensayos de medida de dureza Rockwell y Vickers. Para ello se medirá la dureza Rockwell y Vickers en diferentes materiales y se correlacionará, en la medida de loposible, con otras propiedades mecánicas como la resistencia a tracción. El instrumento a utilizar para medir la dureza será el Durómetro

2.- FUNDAMENTO TEÓRICO
La dureza da una medida de la resistencia de los materiales a la deformación plástica localizada, como puede ser la resistencia a ser rayados por otro material más duro, o a que un penetrador o indentador genere una huella superficialcuando se aplica de forma controlada una carga. Hoy en día los ensayos de dureza consisten en la medida de la profundidad o tamaño de la huella generada por un indentador. Difieren entre si en función de la geometría del indentador y de las cargas aplicadas. En la tabla siguiente se recogen las técnicas de ensayo de dureza habituales en materiales:

1

(Fte. Callister)

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Práctica 4 PROPIEDADES MECÁNICAS: DUREZA

La elección de una técnica u otra se hará en base al tipo de material en estudio y su dureza. Los ensayos de dureza reúnen una serie de ventajas que hacen que su práctica sea habitual en la caracterización mecánica de materiales: Su sencillez y bajo costo, no requiriendo una preparación especial la muestra El ser prácticamente nodestructivos, pues la huella que se genera es mínima Su versatilidad, pues a partir de la dureza se pueden estimar otras propiedades como la resistencia a tracción, cuya determinación directa es más costosa en términos de equipos y preparación de muestra.

3. DUREZA ROCKWELL
Los ensayos de dureza Rockwell se realizan, como se recoge la tabla anterior, usando indentadores de geometría cónica o esférica. Enel primer caso son de diamante mientras que las esferas son de acero de diámetros 1/16, 1/8, 1/4 y 1/2 de pulgada. La dureza se mide a partir de la diferencia de profundidad de penetración en el material entre una precarga establecida (10 kg en Rockwell y 3 kg en Rockwell Superficial) y la carga aplicada: 60, 100 ó 150 kg para Rockwell normal y 15, 30 ó 45 kg para Rockwell superficial. La lecturase efectúa una vez retirada la carga máxima de ensayo, manteniendo la carga inicial o precarga, y se traduce directamente en una escala de dureza Rockwell1. En la figura a continuación se representa esquemáticamente la secuencia de un ensayo de dureza Rockwell:

1. Colocación de la pieza en el durómetro

2. Aplicación de la precarga y puesta a cero del micrómetro

3. Aplicación cargaprincipal

4. Se retira la carga y se toma la lectura de la dureza

1 El valor numérico de la dureza Rockwell Normal se corresponde con la expresión 100-500d para penetrador cónico y 130-500d para penetradores esféricos, siendo d la profundidad penetración una vez retirada la carga, manteniendo la precarga (AC en la fig.). Así pues una unidad de dureza Rockwell se corresponde con una penetración de 2µm. 2

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Cada combinación de tipo de indentador y carga se designa con mediante letra, tal como se indica en las siguientes tablas: Escalas dureza Rockwell normal Escala C A D B F G E H K Indentador
Cono Cono Cono Bola de 1/16" Bola de 1/16" Bola de 1/16" Bola de 1/8" Bola de 1/8" Bola de 1/8"

Escalas dureza...