Ensayo de dureza de acero

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

NOMBRE: Mario Cargua        

AULA: B-38

TEMA: Ensayo de dureza de acero.

OBJETIVOS:

• Conocer sobre los procesos que necesita un material como el acero para mejorar sus propiedades físicas.
• Determinar los beneficios que aporta dentro de la industria los procesos de dureza del acero.

DESCRIPCIÓN:

La dureza de un material se define como la resistencia que opone dicho material a su deformación plástica, rayado o ser penetrado mientras es sometido a la carga de otro cuerpo sólido.

El término acero es utilizado en la ingeniería metalúrgica para definir la mezcla entre hierro y una cierta cantidad de carbono, esta cantidad de carbono está presente entre un 0,03% y un 2,14% de la masa total de la composición. Si existe una cantidad mayor a 2,14% de carbono, el acero resultante será mucho más frágil y no será posible forjarlo o moldearlo.

Para medir la dureza del acero la ingeniería metalúrgica ha determinado tres ensayos: ensayo de dureza Brinell, Vickers y Rockwell.

ESQUEMA:

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TIPOS:

Ensayo de dureza Brinell

Fue ideado en los años 1900 por el ingeniero Johann August Brinell, consiste en un esfera denominada penetrador compuesta de acero templado, que oscila entre 1 y 10 mm a la que se le aplica una carga preestablecida de entre 3000 y 1.25 kp durante cierto tiempo sobre una probeta de material. Para calcula la dureza en este ensayo es necesaria la siguiente ecuación:  , donde F es la fuerza aplicada al penetrador, S es la huella que se produce en la superficie del material, y HB se mide en kp/mm².[pic 2]

Este ensayo se lo realiza mediante los siguientes pasos: 1. Preparación de la probeta. 2. Establecimiento del nivel de carga para aplicar a la probeta. 3. Regulación del tiempo de aplicación de carga. 4. Se coloca el penetrador. 5. Se aplica la carga en el tiempo planteado. 6. Se mide la huella creada en la superficie.

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Ensayo de dureza Vickers:

Este ensayo de dureza es recomendable realizar a materiales muy duros, con valores superiores a los 300 HB. Es conocido como la mejora del ensayo de dureza de Brinell, debido a que permite aplicarlo a superficies no planas y con espesores menores. En este caso la carga empleada está dentro de 1 y 120 kp. Para determinar la dureza en este ensayo se miden las diagonales de la huella en la superficie del material debido a penetrador en forma de pirámide constituido de diamante, y se calcula la media aritmética de los valores obtenidos. Con ayuda de la siguiente ecuación matemática se puede obtener un valor de la dureza:  , donde F es la carga aplicada, y d es el valor promedio de las diagonales, y HB se mide en kp/mm².[pic 4]

Las principales ventajas de este ensayo a comparación al de Brinell son: Permite trabajar con espesores de materiales de hasta 0,2 mm. Se lo puede aplicar a superficies cilíndricas o esféricas. A pesar de la recomendación de aplicarlo a materiales muy duros, también se lo puede aplicar a materiales blandos. Este ensayo es mucho mas preciso para determinar la dureza que el de Brinell.

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Ensayo de dureza Rockwell:

Este ensayo es el más usado en la industria debido a que es capaz de ser aplicado en todo tipo de material, y su rapidez de ensayo es mucho mayor que el de Brinell y Vickers, sin embargo, es el menos preciso. Al igual que los dos anteriores también se basa en la medición de la profundidad de la huella. Para este el penetrador depende el material, es decir, si el material sobrepasa los 200 HB se aplica un penetrador de diamante en forma de cono y de punta redondeada con radio de 0,2 a 0,01 mm. Si el material es tiene una dureza menor a 200 HB, se aplica un penetrador en forma de esfera de acero templado. De igual forma que en el Ensayo de Brinell es necesario aplanar el material y además se lo debe pulir. En este caso se aplica también la misma fórmula matemática que en el ensayo de Brinell  , donde F es la fuerza aplicada al penetrador, S es la huella que se produce en la superficie del material, y HR se mide en kp/mm².[pic 7][pic 6]

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