ENSAYO SOBRE MATERIALES DE MEDICION

I.P.N

CECYT 10

“CENTRO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS y TECNOLOGICOS”

CARLOS VALLEJO MARQUEZ

MATERIA: METROLOGIA DE MATERIALES

ALUMNO:

RAMIREZ GRESS CESAR

6IM5

ST02

MATRICULA: 2009101337

PERIODO: 2010-2011

TRABAJO: APUNTES DEL CUADERNO

PROFESOR: FLORES LOYOLA HIPOLITO

INDICE

UNIDAD 1………………………………………………….. PAG. 3 – 27

Brinell

Rockwell

Vickers

Tuckon

UNIDAD 2……………………………………………………. PAG 28 - 61

Tensión (tracción)

Comprensión

Flexión

Pandeo

UNIDAD 3…………………………………………………… PAG 62 – 74

Ensayo de torsión

Ensayo de impacto

Ensayo de fatiga

OBSERVACIONES…………………………………………….. PAG 75

CONCLUSIONES……………………………………………… PAG 76

ANEXOS………………………………………………………….PAG 77- 89

Practicas

Tareas

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

ACTIVIDADES

ENSAYOS FEBRERO MARZO

2 3 9 10 16 17 23 24 2 3

BRINELL

ROCKWELL

VICKERS

TUKON

EVALUACION 1 PERIODO

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

FISICAS: Su forma, du densidad, su porosidad, macro estructura y micro estructura.

QUIMICAS: Alcalinidad, resistencia a la corrosión y oxido.

FISICO QUIMICAS: Se considera la contratación, dilatación, acción hidro-absorbente y la acción hidro-repelente

MECANICAS: La fragilidad, dureza, resistencia, rigidez, plasticidad y resistencia al desgaste.

TERMICAS: Conductividad

ACUSTICAS: Transmisión del sonido.

OPTICA: Considera calor, transmisión de la luz y transmisión de ondas (pulsación)

ENSAYO DE MATERIALES

1. Estadísticos

2. Dinámicos en un solo eje (estadísticos simples).

3. Dinámicos combinados (dinámicos)

DUREZA

Es la resistencia de un material para oponerse al rayado la deformación, la abrasión, el corte, etc.

ENSAYO DE DUREZA BRINELL (DNB, NDB, BHN, DB) NUMERO DE DUREZA BRINELL.

Consiste en el cociente de una carga de aplicación dividida entre el área de impresión.

DNB=P/A _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Ecuación 1

A=πD∙h _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Ecuación 2

Sustitución de la ecuación 2 en la 1.

DNB=P/(πD∙H) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Ecuación 3

Aplicando teorema de Pitágoras

x+ 〖(d/2) 〗^2=(D/2)^2

x^2=(D/2)^2-(d/2)^2

x=√((D/2)^2-(d/2)^2 ) _ _ _ _ _ _ _ _ _ Ecuaciön 4

h=D/2-√((D/2)^2-(d/2)^2 ) _ _ _ _ _ _ __ Ecuación 4-A

Factorizando

h=1/2 [D-√((D/2)^2-(d/2)^2 ) ] _ _ _ _ _ _ Ecuación 5

Sustitución ecuación 5 en DNB p/(πD∙h)

DNB=P/(πD∙1/2 [D-√((D/2)^2- (d/2)^2 )] )

Realizando una factorización

DNB=2P/πD(D-√(D^2-d^2 ) )

P= Carga de aplicación kgf, lbf, N.

D= El diámetro del balín o identador

d= El diámetro de la penetración

Formula para encontrar la carga

P=(DNB∙π∙D[D-√(D^2-d^2 )])/2

Formula para encontrar el diámetro del balín.

D=√((4P^2)/(π∙DNB[4P-π∙DNB∙d^2 ] ))

Formula para encontrar el diámetro de la huella.

d=2√(P(π∙DNB∙D^2-P)/(π^2∙DNB∙D^2 ))

EJEMPLO 1:

Calcular el numero de dureza brinell de una probeta de normalización ASTM-1050.Si se utiliza una carga de 14705.88 N y utilizo un identador de 0.40”.El diámetro encontrado de la identacion (huella) fue de 9mm todo esto en un tiempo de aplicación de 15s.

DATOS

ASTM-1050

P= 14705.88 N

D= 0.40”

d= 9mm

t= 15s.

DNB=?

DNB= 0.954093 kgf/〖mm〗^2

EJEMPLO 2.

Se realiza un ensayo de dureza brinell a una probeta estándar aplicando una carga de 1500 kgf, utilizando un penetrador de 10 mm de diámetro, encontrando un numero de dureza brinell de 200 kgf/〖mm〗^2 encontrar el diámetro de la huella mediante cálculos.

Datos:

P= 1500 kgf

D= 10 mm

DNB= 200 kgf/〖mm〗^2

d=?

d= 3.053080 mm

EJEMPLO 3

Calcular la carga de aplicación para ensamblar una probeta de aluminio en la cual se encontró los siguientes datos el diámetro de la identacion igual a 8.66 mm, el identador mide 10 mm y la carga fue de 20 kgf/〖mm〗^2 con un tiempo de aplicación de 13 s.

Datos:

P=?

d= 8.66 mm

D= 10 mm

DNB= 20kgf/〖mm〗^2

t= 13 s.

P= 1538.4729 kgf

EJEMPLO 4

Encontrar el diámetro del identador utilizado con una carga de aplicación de 300 kgf, una dureza brinell de 3160 kgf/〖cm〗^2 y una huella de 2.44 mm de diámetro.

Datos:

P= 3000 kgf

DNB= 3160 kgf/〖cm〗^2

d= 2.44 mm

D= ¿?

D= 0.302794 mm

ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL

Este ensayo es similar al ensayo Brinell el cual consiste en una penetración mediante un identador (penetrador). Existen dos tipos de ensayo:

ENSAYO ROCKWELL

En este tipo de ensayo tenemos dos tipos de aplicación de carga una es la precarga que es aproximadamente 10kgF, mientras que las cargas mayores son aproximadamente de 60, 100 o 150 kgf. Cuenta con diferentes formas de ensayo como se muestra en la siguiente tabla.

SIMBOLO DE LA ESCALA TIPOS DE PENETRADOR CARGA kgF MATERIALES

A Diamante 60 Acero tratado y sin tratar

B Esfera de 1/16” 100 Aceros recorridos y normalizados

C Diamante 150 Aceros tratados térmicamente

ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL SUPERFICIAL

Es una variante del ensayo Rockwell en donde únicamente se analizan las superficies de los materiales.

Como por ejemplo un material que fue tratado térmicamente y con esto medir si el tratamiento fue el adecuado, su técnica principal es reducir el esfuerzo aplicado para solo penetrar en la superficie.

Para este ensayo se utiliza de igual forma dos cargas una precarga máxima de 3kgF. Seguida de una carga mayor que puede ser de 15, 30 o 45 kgF y se puede representar con las siguientes escalas.

SIMBOLO DE LA ESCALA TIPOS DE PENETRADOR CARGA EN kgF MATERIALES

15N Diamante 15 Aceros nitrurados o cementados

15 T Esfera de ½” 15 Bronce y Latón

Los números de dureza Rockwell se representa en forma general por la siguiente formula.

nHR letra

n= La carga aplicada

HR= Ensayo Rockwell

Letra= La cual va seguida de HR y es la que presenta la escala utilizada.

Ejemplos:

60 HR B

Carga Ensayo Escala

30 HR 30N

Carga Ensayo Escala

Como para el ensayo de dureza Rockwell se establecieron varias escalas tenemos por lo general dos tipos de penetradores usados comúnmente en la industria.

Una que es un identador esférico de diámetro el cual puede variar de 1.58mm a 12.7mm

Una que es de forma cónica con un ángulo de 120º y un radio en la punta de .2mm

Un investigador conocido como S.N Petrenco que era un ingeniero civil encontró una relación entre la dureza Rockwell B y la dureza Brinell justificándola mediante la siguiente formula.

130-NHRb=7300/NHB

También encontró otras formas para encontrar la dureza Rockwell B Rockwell C las formulas son las siguientes.

NHR B=130- (Profundidad de impresion (mm))/0.002

NHR C=100- (Profundidad de la im,presion (mm))/0.002

...