La dureza Rockwell se basa en la profundidad de la penetración Δh [6], más que en el diámetro de la huella que se utiliza en el método Brinell.

ENSAYO DE DUREZA: DUREZA ROCKWELL

Juan Israel Carabajo Ponce; jcarabajop@est.ups.edu.ec

John Jairo Cedillo Clavijo; jcedilloc@est.ups.edu.ec

Wagner Daniel Ramirez Cabrera; wramirezc1@est.ups.edu.ec

Dustin Steven Ruiz Tizon; druizt@est.ups.edu.ec

Jonathan Fabricio Solórzano Idrovo; jsolorzanoi@est.ups.edu.ec

Universidad Politécnica Salesiana

Laboratorio de Mecánica de Materiales

1. INTRODUCCION

La dureza es una medida de la resistencia de un material a la deformación plástica (en materiales que muestran al menos una cierta ductilidad). En un ensayo de dureza se coloca una carga en un indentador o penetrador, que es un elemento con punta que se hace penetrar en la superficie del material de ensayo (probeta). La cantidad que penetra el indentador en la probeta es una medida de la capacidad del material para resistir la deformación plástica.

1. MARCO TEORICO

DUREZA ROCKWELL

Los ensayos Brinell no son aptos para medir la dureza de los aceros templados, debido a las deformaciones que experimentan los penetradores de esferas, incluso siendo estas de carburo de wolframio[5]. La dureza de Rockwell se usa ampliamente con muchas escalas disponibles para diferentes rangos de dureza (Tabla 1).

La dureza Rockwell se basa en la profundidad de la penetración Δh [6], más que en el diámetro de la huella que se utiliza en el método Brinell.

PRINCIPIO DEL ENSAYO

Para el ensayo de dureza Rockwell nos apoyamos en la Norma ISO 6508-1[7], la cual expresa que: “se presiona un indentador (cono de diamante, esfera de acero o de carburo) contra la superficie de la probeta de ensayo en dos pasos bajo condiciones especificadas. Se mide la profundidad permanente h de la huella bajo la carga preliminar de ensayo después de retirarla”^[1] (fig. 1)[5], [7]–[9].

A partir del valor de h y de las dos constantes N y S (véase la Tabla 2), la dureza Rockwell se calcula siguiendo la fórmula:

[pic 1]

[pic 2]

Fig. 1 Profundidad del indentador en el ensayo de Dureza.

1. Profundidad de huella con la carga preliminar FO.
2. Profundidad de huella con la carga de ensayo adicional F1
3. Recuperación elástica nada más retirar la carga de ensayo adicional F1
4. Profundidad de huella permanente h.
5. Superficie de la probeta.
6. Plano de referencia para las mediciones.
7. Posición del indentador.

Símbolo y Designación

En la tabla 1 se presentan las diferentes escalas de dureza Rockwell, como también las cargas de ensayo y su campo de aplicación.

[pic 3].

Tabla 1 Escalas Rockwell

Donde:

F0 = Carga de ensayo preliminar, [N].

F1 = Carga de ensayo adicional, [N].

F = Carga de ensayo total, [N].

S = unidad de escala, específica para la escala, [mm].

N = Número específico para la escala.

1. DESARROLLO

Para el ensayo de dureza Rockwell se debe tomar en cuenta lo siguiente:

• En general, el ensayo se debe llevar a cabo a temperatura ambiente dentro de los límites de 10 °C a 35 °C. Los ensayos llevados a cabo bajo condiciones controladas se deben realizar a una temperatura de (23 ± 5) °C.
• La probeta de ensayo se debe colocar sobre un soporte rígido y sustentado de tal forma que la superficie a indentar esté en un plano normal al eje del indentador y a la línea de la fuerza de indentación, de modo que se evite el desplazamiento de la probeta de ensayo. Los productos de forma cilíndrica se deben colocar de manera adecuada (centrándolas en bloque de acero en V).
• Colocar el indentador en contacto con la superficie de ensayo y aplicar la carga de ensayo preliminar 0 F sin vibraciones. La duración de la carga de ensayo preliminar no debe de exceder de 3s.
• Situar el dispositivo de medida en su posición de toma de datos y, sin sacudidas, vibraciones ni oscilaciones incrementar la carga desde F0 hasta F en no menos de 1s ni más de 8s.
• La carga total de ensayo F se debe mantener durante un tiempo de 4 s. ± 2 s. Eliminar la carga de ensayo adicional F1 y, tras un corto tiempo de estabilización, manteniendo la carga de ensayo preliminar F0, se debe tomar la lectura final.

Carga: 150 Kgf.

Cono Diamante [pic 4]

Temperatura: 20.5° C

Humedad del ambiente: 53.3 %

Carga: 100 Kgf.

Identador Esferico

Temperatura: 20.8° C

Humedad del ambiente: 52.6 %

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