ENSAYOS DE DUREZA.                                               Integrantes: Vladimir Valderrama A.                      ...
ÍNDICEIntroducción                                             3Ensayo de Dureza                                         4...
INTRODUCCIÓN.El ensayo de dureza es uno de los más empleados en laselección y control de calidad de los metales.La dureza ...
ENSAYO DE DUREZA.                         Tipos de ensayo de dureza.       Al rayado.                Penetración          ...
AL RAYADO: - ENSAYO DE MOHS.- Se usa para determinar ladureza de los minerales. Sebasa en que un cuerpo esrayadopor otro m...
ENSAYO DE MARTENS.  -Se basa en la medida de la                          Se emplea un cono de  anchura de la raya que prod...
ENSAYO A LA LIMA.     - Se usa en industria. En        todo material templado la        lima no “entra”.        Dependiend...
PENETRACIÓN: - ENSAYO BRINELL. -   Este método consiste en                        -Aceros y elementos siderúrgicos: K=30  ...
MÉTODO BRINELL (I)        El penetrador es   una esfera de acero   templado,    de    gran   dureza, de diámetro (D)   que...
MÉTODO BRINELL (II)• CONDICIONES NORMALES  DEL ENSAYO:   – Diámetro del penetrador D =     10mm.   – Carga aplicada F = 30...
MÉTODO BRINELL (III)• CARACTERÍSTICAS DEL  ENSAYO:   – No se puede realizar sobre     piezas esféricas o cilíndricas.   – ...
ENSAYO VICKERS.  -Se utiliza como penetrador una  punta piramidal de base  cuadrangular y ángulo en el vértice  entre cara...
MÉTODO VICKERS (I)  Indentador: Pirámide de  diamante         En este ensayo el    penetrador    es    un    diamante tall...
MÉTODO VICKERS (II                     L/2                                            L/2                                 ...
MÉTODO VICKERS (III)• CARACTERÍSTICAS DEL ENSAYO:   – Las cargas aplicadas son más     pequeñas que en el método          ...
ENSAYO ROCKWELL.  - Se basa en la resistencia que  oponen los materiales a se  penetrados, se determina la  dureza en func...
MÉTODO ROCKWELL (I)        En el ensayo de Rockwell   lo que se mide es la   profundidad de la huella, no el   área de la ...
MÉTODO ROCKWELL (II)•    TIPOS DE PENETRADORES       – Para materiales blandos         (entre 60 y 150HV) se         utili...
MÉTODO ROCKWELL (III)•   PROCEDIMIENTO:     – En ambas escalas de dureza       se aplica, inicialmente, una       precarga...
MÉTODO ROCKWELL (IV)         La máquina del ensayo   de     Rockwell   mide    la   diferencia e y se expresa la   dureza ...
VENTAJAS DEL MÉTODO ROCKWELL-   Método rápido y preciso, no    necesita de operarios    especializados.-   Huellas más peq...
APLICACIONES TÍPICAS DE LAS ESCALAS                      ROCKWELL.• HRA. . . . Los carburos consolidados, acero delgado y ...
ENSAYOS DINÁMICOS DE DUREZA        Presentan la ventaja de la   rapidez, comodidad y utilidad,   ya que se pueden hacer en...
DINÁMICOS.- Ensayo de impacto (Poldi).   - La bola que tiene el aparato   se apoya por un lado sobre la   pieza a ensayar ...
MÉTODO DE POLDI         Es un método de impacto que    consiste en lanzar una bola de acero    de 5mm de diámetro sobre un...
ENSAYO DE RETROCESO (SHORE).- Es una variable de la durezaBrinell. Es portátil. Esindependiente del tiempo decarga.- Se ba...
MÉTODO DE SHORE (I)         Se basa en la reacción   elástica del material sometido   a la acción de un percusor   que, de...
MÉTODO DE SHORE (II)• CARACTERÍSTICAS DEL  ENSAYO:     – No es de gran precisión,        pero es muy rápido.     – El equi...
DUREZA KNOOP                              ( HK )• El método Knoop se emplea  sólo en laboratorio, para medir  la dureza de...
DUREZA KNOOP                        ( HK )Ensayo de dureza.   Ciencia de los Materiales.   30
CONCLUSIÓN          El ensayo de dureza es, juntamente con el de tracción ,uno de los más empleados en la selección y cont...
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  1. 1. ENSAYOS DE DUREZA. Integrantes: Vladimir Valderrama A. Rodrigo Luna R. Manuel Gómez C. Manuel Soto R. Curso: 956 Fecha: 10/06/2011 Profesor: Luis Pereira G.Ensayo de Dureza. Ciencia de los Materiales. 1
  2. 2. ÍNDICEIntroducción 3Ensayo de Dureza 4Al Rayado 5Ensayo martens 6Ensayo a Lima 7Penetración 8Método Brinell 9-11Ensayo Vickers 12-15Ensayo Rockwell 16-21Aplicaciones Típicas 22Ensayo Dinámico de Dureza 23Dinámico 24Método de Poldi 25Ensayo de Retroceso 26Método Shore 27-28Dureza Knoop HK 29Conclusión 30Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 2
  3. 3. INTRODUCCIÓN.El ensayo de dureza es uno de los más empleados en laselección y control de calidad de los metales.La dureza es una condición de la superficie del material y norepresenta ninguna propiedad fundamental de la materia.Se evalúa convencionalmente por tres procedimientos.El método Rockwell, el brinell y el vickers El más usado en metales es la resistencia a la penetración deuna herramienta con determinada geometría. Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 3
  4. 4. ENSAYO DE DUREZA. Tipos de ensayo de dureza. Al rayado. Penetración Dinámicos.Resistencia que Resistencia que Reacción o resistenciaoponen los al ser oponen los materiales elástica de un material alrayados por otros mas a dejarse penetrar por chocar contra un cuerpoduros. otros mas duros mas duro.•Ensayo de Mohs.•Ensayo de Martens. • Método Rockwell. •Método de impacto poldi.•Ensayo a la lima. • Método Brinell. •Método de retroceso •Método Vickers shore.Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 4
  5. 5. AL RAYADO: - ENSAYO DE MOHS.- Se usa para determinar ladureza de los minerales. Sebasa en que un cuerpo esrayadopor otro más duro. Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 5
  6. 6. ENSAYO DE MARTENS. -Se basa en la medida de la Se emplea un cono de anchura de la raya que produce diamante con el que se raya la en el material una punta superficie del material cuya de diamante de forma piramidal dureza se quiere medir. y de ángulo en el vértice de 90°. a = anchura del surco -Se aplica sobre superficies nitruradas. AM =1000 / a2Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 6
  7. 7. ENSAYO A LA LIMA. - Se usa en industria. En todo material templado la lima no “entra”. Dependiendo de si la lima entra o no entra sabremos: - No entra, el material raya a la lima; Dureza mayor de 60 HRC - Entra, la lima raya al material; Dureza menor de 60 HRCEnsayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 7
  8. 8. PENETRACIÓN: - ENSAYO BRINELL. - Este método consiste en -Aceros y elementos siderúrgicos: K=30 comprimir una bola de acero -Cobres, Bronces, Latones: K=10 templado, de un diámetro -Aluminio y aleaciones: K=5 determinado, sobre un -Materiales blandos (Sn, Pb): K=2,5 material a ensayar, por medio de una carga y durante un tiempo también conocido. El valor de la carga P viene dado por la relación P = KD2, donde K=cte. del ensayoEnsayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 8
  9. 9. MÉTODO BRINELL (I) El penetrador es una esfera de acero templado, de gran dureza, de diámetro (D) que oscila entre 1 y D 10mm, y a la que se aplica una carga preestablecida durante un intervalo de tiempo F que suele ser de 15s.Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 9
  10. 10. MÉTODO BRINELL (II)• CONDICIONES NORMALES DEL ENSAYO: – Diámetro del penetrador D = 10mm. – Carga aplicada F = 3000 kg. – Tiempo de carga t = 15s. Si las condiciones son distintas a las normales debe representarse: 250 HB 10 500 30Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 10
  11. 11. MÉTODO BRINELL (III)• CARACTERÍSTICAS DEL ENSAYO: – No se puede realizar sobre piezas esféricas o cilíndricas. – No es fiable en materiales muy duros y de poco espesor. – Para que el error del ensayo por deformación del material no sea muy grande, debe cumplirse: D/4 < d < D/2 – Por aproximación puede conocerse el tipo de acero que se ensaya mediante la relación: %C = (HB – 80) / 141Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 11
  12. 12. ENSAYO VICKERS. -Se utiliza como penetrador una punta piramidal de base cuadrangular y ángulo en el vértice entre caras de136°. Este ángulo se eligió para que la bola Brinell quedase circunscrita al cono en el borde de la huella.Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 12
  13. 13. MÉTODO VICKERS (I) Indentador: Pirámide de diamante En este ensayo el penetrador es un diamante tallado en forma de pirámide de base cuadrada con un ángulo de 136º entre dos caras opuestas.Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 13
  14. 14. MÉTODO VICKERS (II L/2 L/2 sen 68º h h 68º hp 2 2 2 d2 (d / 2) ( L / 2) (d / 2) L 2 b h d2 S 4 L/2 2 2 sen 68 º F F d/2 L/2 HV 1,854 2 S dEnsayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 14
  15. 15. MÉTODO VICKERS (III)• CARACTERÍSTICAS DEL ENSAYO: – Las cargas aplicadas son más pequeñas que en el método 520 HV 30 15 Brinell (oscilan entre 1 y 120kp). La más empleada es la de 30kp. – El tiempo de aplicación oscila entre 10 y 30s. Se utiliza tanto DUREZA para materiales duros como en blandos. CARGA – Puede medir dureza superficial por la poca profundidad de la huella. TIEMPO – Expresión de la dureza: 520 HV 30 15Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 15
  16. 16. ENSAYO ROCKWELL. - Se basa en la resistencia que oponen los materiales a se penetrados, se determina la dureza en función de la profundidad de la huella. Permite medir durezas en aceros templados. - Los ensayos se pueden realizar con 2 tipos de penetradores: Bolas de 1/8” y 1/16” Conos de 120° ángulo en el vértice.Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 16
  17. 17. MÉTODO ROCKWELL (I) En el ensayo de Rockwell lo que se mide es la profundidad de la huella, no el área de la misma. La prueba de Rockwell consiste en hacer penetrar, en dos tiempos, en la capa superficial de la pieza un penetrador de forma prefijada y medir el aumento permanente de la profundidad de penetración.Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 17
  18. 18. MÉTODO ROCKWELL (II)• TIPOS DE PENETRADORES – Para materiales blandos (entre 60 y 150HV) se utiliza un penetrador de acero de forma esférica de 1,59mm de diámetro, y así se obtiene la escala de dureza Rockwell B (HRB). – Para materiales duros (entre 235 y 1075HV) se emplea un cono de diamante con un ángulo de 120º obtiéndose así la escala de dureza Rockwell C (HRC). Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 18
  19. 19. MÉTODO ROCKWELL (III)• PROCEDIMIENTO: – En ambas escalas de dureza se aplica, inicialmente, una precarga de 10kp, con lo que el penetrador originará una huella de profundidad h0. – Aplicación de la carga suplementaria F1 que origina la huella h1. – Eliminar la carga F1. reacción elástica del material que eleva al penetrador una cierta altura quedando la huella permanente h.Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 19
  20. 20. MÉTODO ROCKWELL (IV) La máquina del ensayo de Rockwell mide la diferencia e y se expresa la dureza de la siguiente forma: • HRC = 100 – e • HRB = 130 – eEnsayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 20
  21. 21. VENTAJAS DEL MÉTODO ROCKWELL- Método rápido y preciso, no necesita de operarios especializados.- Huellas más pequeñas que el método Brinell.• - Inconveniente tiene que si el material no asienta perfectamente, las medidas resultan falseadas.Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 21
  22. 22. APLICACIONES TÍPICAS DE LAS ESCALAS ROCKWELL.• HRA. . . . Los carburos consolidados, acero delgado y en rara ocasión acero endurecido• HRB. . . . Las aleaciones cobrizas, los aceros suaves, aleaciones de aluminio, hierros maleables, etc.•• HRC. . . . Acero, hierro colado duro, casos de acero endurecido y otros materiales más duro que 100 HRB.• HRD. . . . Acero delgado, acero endurecido medio y hierro maleable perlitico .•• (Entre otros.)Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 22
  23. 23. ENSAYOS DINÁMICOS DE DUREZA Presentan la ventaja de la rapidez, comodidad y utilidad, ya que se pueden hacer en cualquier lugar por utilizar equipos portátiles. Por el contrario, su desventaja es la menor fiabilidad del ensayo. Los más utilizados: • MÉTODO SHORE • MÉTODO POLDIEnsayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 23
  24. 24. DINÁMICOS.- Ensayo de impacto (Poldi). - La bola que tiene el aparato se apoya por un lado sobre la pieza a ensayar y por el otro sobre la barra patrón. Al dar un golpe, con el martillo, se marca una huella en cada una de las superficies; si ambos materiales tienen la misma dureza las huellas serán del mismo diámetro, si la pieza a ensayar es más dura, su huella será menor.Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 24
  25. 25. MÉTODO DE POLDI Es un método de impacto que consiste en lanzar una bola de acero de 5mm de diámetro sobre una probeta del material objeto de medida, de manera que el impulso produzca una huella permanente.H = dureza del material.Sp= superficie de la huella patrón.S= superficie de la huella en el material.Hp= dureza de la probeta patrón. Sp H Hp SEnsayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 25
  26. 26. ENSAYO DE RETROCESO (SHORE).- Es una variable de la durezaBrinell. Es portátil. Esindependiente del tiempo decarga.- Se basa en ejercer una carga P sobreel durómetro que nos producirá 2 huellasen dos probetas, una de durezaconocida y otra de dureza desconocida.La dureza esta en razón inversa del tipodel material (duro, blando).Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 26
  27. 27. MÉTODO DE SHORE (I) Se basa en la reacción elástica del material sometido a la acción de un percusor que, después de chocar con la probeta a ensayar, rebota hasta una cierta altura. El nº h0 de dureza HS se deduce de la altura alcanzada en el rebote. hfEnsayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 27
  28. 28. MÉTODO DE SHORE (II)• CARACTERÍSTICAS DEL ENSAYO: – No es de gran precisión, pero es muy rápido. – El equipo es fácil de manejar, poco voluminoso y de coste reducido. – Apenas produce deformación en la probeta (no deja huella).Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 28
  29. 29. DUREZA KNOOP ( HK )• El método Knoop se emplea sólo en laboratorio, para medir la dureza de láminas muy delgadas, incluso de depósitos electrolíticos.• Se usa para durezas normales, superficiales y micro durezas. El penetrador esta hecho con una pirámide rómbica con base cuadrada.• Sus ángulos entre aristas son de B-C=130 y A-D= 172 30’ .:Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 29
  30. 30. DUREZA KNOOP ( HK )Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 30
  31. 31. CONCLUSIÓN El ensayo de dureza es, juntamente con el de tracción ,uno de los más empleados en la selección y control de calidad de los metales. Intrínsecamente la dureza es una condición de la superficie del material y no representa ninguna propiedad fundamental de la materia. Gracias a la variedad de ensayos de dureza que se pueden realizar en los materiales podemos tener la certeza de que tipo de material estamos usando y en que lo podemos emplear . Se evalúa convencionalmente por tres procedimientos. El más usado en metales es la resistencia a la penetración de una herramienta de determinada geometría.Ensayo de dureza. Ciencia de los Materiales. 31
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