ENSAYO DE DUREZASantiago Calvo - Paula Chaquea

La dureza es una condición de la superficie del material, no representa ninguna propiedad de la materia y está relacionada con las propiedades elásticas y plásticas del material.Es la propiedad que tienen los materiales de resistir la penetración de un indentador bajo carga.

DUREZA (H)

AL RAYADO PENETRACIÓN DINÁMICOS

Resistencia que oponen los materiales al ser rayados por otros más duros.

Resistencia que oponen los materiales a dejarse penetrar por otros más duros.

Reacción o resistencia elástica de un material al chocar contra un cuerpo más duro.

• Ensayo de Mohs.• Ensayo de Martens.• Ensayo a la lima.

• Método Rockwell.• Método Brinell• Método Vickers.

• Método de impacto Poldi.• Método de retroceso Shore.

ENSAYO DE DUREZA (Principal ventaja; no es un ensayo destructivo )

ENSAYO DE DUREZA

AL RAYADO

Consiste en practicar una serie de rayas sobre el mineral objeto de ensayo con el filo de una serie de cuerpos de durezas diferentes.

ENSAYO DE MOHS.

Se basa en la medida de la anchura de la raya que produce en el material una punta de diamante de forma piramidal con un ángulo en el vértice de 90°, con una carga constante y determinada.

ΔΜ= Dureza de Martensa= Anchura del surco (micras)

ENSAYO DE MARTENS

Mediante una lima en buen estado, sólo para aceros templado.

ENSAYO A LA LIMA

ENSAYOS DE PENETRACIÓN

En estos ensayos se mide la profundidad y el tamaño de huella. Las durezas así representadas tienen un sentido relativo y no absoluto

El penetrador es una bola de acero extraduro de diámetro D, que se apoya sobre la probeta a estudiar; ejerciendo sobre la misma una fuerza P durante un tiempo t dado, aparece una huella de diámetro d sobre el metal.Dureza viene definida por:

HB= P/SSiendo S la superficie de la huella

ENSAYO DE BRINELL

ENSAYO DE BRINELL

MATERIAL VALOR K

Aceros y elementos siderúrgicos. K = 30

Cobres, bronces y latones. K= 10

Aluminio y aleaciones. K=5

Sb , Pb K=1,5

El valor de la carga P viene dado por la relación P = KD2, donde K=cte. del ensayo

• Diámetro del penetrador D= 10 mm• Carga aplicad F= 3000 KG• Tiempo de carga t= 15 s Si las condiciones son distintas,

la nomenclatura debe ser:

250 HB 10 500 30

ENSAYO DE BRINELL

El penetrador que utilizamos es una pirámide regular de base cuadrada, cuyas caras laterales forman un ángulo de 136º. Se recomienda utilizar este ensayo para durezas

superiores a 500HB. Se puede utilizar tanto para materiales duros, como para

materiales blandos. Los espesores pueden ser muy pequeños (hasta 0,005

mm). Las cargas utilizadas son pequeñas, de 1 a 120 kg

(normal 30kg). Dureza-Carga-Tiempo 520 HV 30 15

ENSAYO VICKERS

22 L

P1,854

L

/2)(senP2VickersDureza

P: Carga aplicada en kg

L: Media de la longitud de las dos diagonales en mm

: Ángulo formado por las caras opuestas de la pirámide diamante = 136º

h

Lsen

2/º68

2)2/()2/()2/(

2222 d

LdLd

L/2

hph 68º

L/2

L/2 d/2

º68224

2

sen

dhbS

ENSAYO VICKERS

ENSAYO DE ROCKWELL (HR)Se mide la profundidad de la huella producida por el indentantador.

Dos tipos de indentandores: Para materiales blandos una esfera de acero pequeña y para materiales duros un cono de diamante.

ENSAYO DE ROCKWELL1. Se inicia con una Precarga de 10KgF, con lo que habrá una penetración H0.

2. Se agrega una carga suplementaria, donde deja una huella H1.

3. Se elimina la carga dejando una huella permanente.

ENSAYO DE ROCKWELL

Diferentes variaciones del ensayo Rockwell

Rockwell A (HRA)Rockwell B (HRB)Rockwell C (HRC)Rockwell D (HRD)Rockwell E (HRE)Rockwell F (HRF)

INDENTADORES

BRINELL

ROCKWELL

COMPARACIÓN

Dureza Brinell Dureza Vickers Dureza Rockwell

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 POLDI• MÉTODO SHORE

ENSAYOS DINÁMICOS

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.

pp HS

SH

ENSAYO DE IMPACTO (POLDI)

Se basa en la reacción elástica del material cuando dejamos caer sobre él un material mas duro. Si el material es blando absorbe la energía del choque, si el material es duro produce un rebote cuya altura se mide.El nº de dureza HS se deduce de la altura alcanzada en el rebote

hf

h0

ENSAYO DE RETROCESO SHORE

ENSAYO DE KNOOP• Se trata de un ensayo de

microdureza que es apropiado para medir especímenes pequeños y delgados, o materiales duros que podrían fracturarse si se aplican grandes cargas

• Relación Indentador: largo-ancho 7 a 1.

IDENTADOR : diamante de pirámide

Donde:L:Diagonal mayor

w y l son las diagonales del romboide

RELACIÓN DUREZA-TRACCIÓN

RT= 3,45 HB

Donde RT es la resistencia a la tracción en unidades de kilogramos sobre milímetro cuadrado, y HB es dureza Brinell

DUREZA DE MATERIALES• METALES • CERAMICOS

• POLIMEROS

TABLA DE CONVERSIONES

PRECIOS DUROMETROS ROCKWELL

4,861.18 USD 2,856.14 USD

PRECIOS DUROMETROS PORTATILES

1,047.43 USD 1,231.30 USD

BIBLIOGRAFÍAAskeland, Donald. Phule, Pradeep. Ciencia e ingeniería de los materiales. Editorial Thompson. 4ta edición. 2002.

http://es.slideshare.net/vlady71/ensayo-de-dureza