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MC 401
ENSAYOS
1. DEFINICION.
Conjunto de procedimientos normalizados, que tienen por objeto conocer o
comprobar características y propiedades de los materiales, descubrir defectos en las piezas
fabricadas o fallas en las piezas que han trabajado un tiempo determinado.
2. TIPOS DE ENSAYOS.
Desde el punto de vista de Ingeniería, a los ensayos los podemos clasificar de la siguiente
manera:
A.- ENSAYOS DE CARACTERISTICAS.
1. De composición:
- Composición química – Análisis cuantitativo y cualitativo.
- Foto colorimétricos.
- Espectográficos.
- Chispas.
2. De estructuras:
- Cristalina.
- Micrográfica (grano - microscopio de laboratorio).
- Macrográfica (fibra).
3. Análisis térmico:
- Temperaturas de fusión.
- Temperaturas de transformación.
4. Constitución:
- Metalográficos.
B.- ENSAYOS DE PROPIEDADES MECANICAS (DESTRUCTIVOS).
1. Estáticos:
- Dureza.
- Tracción en frío y caliente.
- Fluencia.
- Compresión.
- Pandeo.
- Flexión estática.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE INGENIERIA
CURSO : CIENCIA DE LOS MATERIALES I (MC 114)
2
- Torsión.
2. Dinámicos.
- Resistencia al choque.
- Desgaste.
- Fatiga.
C.- ENSAYOS DE CONFORMACION (TECNOLOGICOS).
1. Doblado.
2. Embutición.
3. Forja.
4. Corte.
5. Punzonado.
D.- ENSAYOS DE DEFECTOS (NO DESTRUCTIVOS O PND)
1. Magnéticos.
2. Magnéticos – acústicos.
3. Electromagnéticos.
4. Por corriente de Foucault. (Eddy)
5. Sónicos.
6. Ultrasónicos.
7. Macroscópicos.
8. Por rayos "x “ (espesores de 10 mm, se usa por tiempos cortos)
9. Por rayos Gamma (espesores de 25 mm, tiempos más largos).
10. Líquidos penetrantes.
3. PRINCIPALES ENSAYOS MECANICOS
3.1 DUREZA.
Se define como la resistencia del material a dejarse realizar una deformación
permanente en su superficie, bajo la acción de una carga determinada, también se lo
define como la resistencia que ofrece un material a ser rayado, penetrado,
erosionado, desgastado, o como la altura del rebote, realizado por otro material que
actúa en su superficie.
La dureza puede determinarse tomando como base varios procedimientos de
resultados comparables (procedimientos normados).
3.1.1 CLASIFICACION DE LOS ENSAYOS DE DUREZA
1. Ensayos por rayado.
a) Ensayo Martens (escala de Mohs)
b) Limado (penetración a la lima).
2. Ensayos por identación estática.
a) Ensayo Brinell.
b) Ensayos Rockwell
b.1 Normal.
b.2 Superficial
3
c) Ensayo Vickers.
d) Ensayo Knoop.
3. Ensayo dinámico por impacto o rebote.
a) Ensayo Shore (escleroscopio).
b) Ensayo Leeb.
4. Ensayo por cepillado o rasurado (Plowing Test).
Ensayo Bierbaum. En el cual un elemento completamente
paralelo (por ejemplo un diamante) se mueve, comprimiendo a
través de la superficie del metal, bajo condiciones controladas de
carga y conformación, en el cual la dureza es medida por el
ancho de la ranura efectuada dejada en la superficie de la
muestra.
5. Ensayo por amortiguamiento (Camping Test).
Ensayo Herbert. En el cual la amplitud de un péndulo, que
tiene un gran pivote, queda disminuido al chocar en la superficie
del metal ensayado, esta disminución da un valor para la dureza
del mismo.
6. Ensayo por corte (Cutting Test).
En el cual una herramienta cortante de una forma dada, es
accionada para remover una viruta de dimensiones estándar, de
la superficie del material ensayado.
7. Ensayo por abrasión.
En el cual la pieza a ensayar es cargada o deslizada en la
dirección opuesta del giro de un disco rotatorio, entonces la
razón o el coeficiente de desgaste mide la dureza del material
ensayado.
8. Ensayo por erosión.
En el cual la arena u otro abrasivo granular, es impactado sobre
la superficie del metal o material ensayado bajo condiciones
estándar, entonces el material perdido en un tiempo dado, es la
medida de la dureza, por ejemplo, con este método se miden las
durezas de las ruedas amoladoras.
A. POR RAYADO.
Basado en la escala de Mohs, bajo el principio de la precedencia de
rayado de los materiales, uno de los ensayos por rayado muy conocido es el
de Martens.
MOHS en 1822 estableció una escala de dureza, hoy todavía
aplicable en mineralogía, cuyo principio de medición se basa en la
precedencia del rayado de materiales, en cuya escala la dureza con el
número 1 corresponde al material más suave (talco) y el 10 al material más
duro (diamante):
4
TABLA Nº 1.1 ESCALA DE MOSH
Nº DUREZA MATERIAL
1 Talco
2 Sal gema
3 Calcita
4 Fluorita
5 Apatita
6 Feldespato
7 Cuarzo
8 Topacio
9 Corindón
10 Diamante
B. DUREZA A LA PENETRACION.
La determinación de la Dureza, se hace generalmente por los ensayos de
penetración, que consiste en dejar una huella en el material que se ensaya,
aplicando sobre el un penetrador con una presión determinada y hallando el
índice de dureza en función de la presión ejercida y la profundidad o
diámetro de la huella. Los métodos más usados son los de Brinell, Rockwell
y Vickers.
B.1 METODO BRINNELL. (INGENIERO SUECO – 1900)
Este método lo ideó el ingeniero sueco Brinell en el año 1900.
Consiste en comprimir una bola de acero templado, de un diámetro
determinado, sobre el material a ensayar, por medio de una carga y durante
un tiempo determinado.
Se mide el diámetro de la huella y se encuentra la dureza del material
por la relación entre la carga aplicada y el área del casquete de la huella,
pues evidentemente y dentro de ciertos límites, esta área será tanto mayor
cuanto menos duro sea el material. El área se puede sustituir por el
diámetro, de acuerdo con los siguientes cálculos (Fig.1.1)
)(
)(2mmS
kgPHB ............. ()
La superficie (S) del casquete será:
S = D f
Donde:
D = diámetro de la billa
f = profundidad de la huella
y como:
5
2
)2( 22 dDDf
resultará )(2
22 dDDD
S
Sustituyendo S por su valor en la fórmula () quedará
)(
2
22 dDDD
PHB
fD
PHB
FIGURA Nº 1.1 PENETRADOR BRINELL
De esta fórmula se conoce el peso (fuerza) que se aplica P, el diámetro de la
bola D; y el diámetro de la huella d, que se mide con una regla graduada,
mejor con una lupa o un microscopio, provisto de un retículo graduado.
Sin embargo, en general, no se halla el número Brinell aplicando la
fórmula, sino por medio de las tablas, en las que conociendo el diámetro de
la huella, se encuentra directamente la cifra de dureza.
El ensayo Brinell, se practica perfectamente con materiales de perfil
grueso, de hierro o acero no templado, pues las huellas obtenidas son claras
y de contorno limpio.
Sin embargo, al tratar de aplicarlos a materiales inferiores a 6 mm. se
encontró que utilizando la bola de 10 mm. de diámetro se deformaba el
material y los resultados obtenidos eran erróneos.
Para solucionar este inconveniente se pensó en disminuir la carga
para que las huellas fuesen menos profundas, disminuyendo también al
mismo tiempo el diámetro de la bola para que la huella quede comprendido
entre:
24
Dd
D
6
D = Diámetro de la bola
d = Diámetro de la huella.
Es decir, aproximadamente d = 0,375D.
Respecto a las cargas, tienen que ser proporcionales al cuadrado del
diámetro para que las huellas obtenidas sean semejantes y los resultados
comparables.
Es decir:
P = K x D2
El coeficiente K empleado depende de la clase de material, siendo
mayor para los materiales duros y menor para los materiales blandos.
Para esto, los coeficientes elegidos son:
Hierro y aceros..................... K = 30
Cobre, bronce y latones........ K = 10
Aleaciones ligeras................. K = 5
Estaño y plomo..................... K = 2,5
También se emplean los coeficientes 1,25 y 0,5 para materiales muy
blandos.
Respecto a los tiempos que debe durar el ensayo, oscilan entre 30
segundos para el acero y tres minutos, para materiales muy blandos ver tabla
Nº 1.3.
Todo lo expuesto se resume en la tabla Nº 1.2. De este cuadro son
comparables todos los ensayos realizados con cargas que utilicen el mismo
coeficiente, aunque las bolas sean de diferente diámetro. O sea, los ensayos
con carga de cada columna vertical y sus bolas correspondientes. En
cambio, no darán resultados coincidentes los ensayos con la misma bola,
pero con diferentes cargas (líneas horizontales).
TABLA Nº 1.2 DIAMETRO DE LAS BOLAS Y PRESIONES EMPLEADAS - METODO BRINELL
ESPESOR DE
LA
PROBETA
Diámetro
de la bola
mm
CONSTANTES DE ENSAYO K
30
10
5
2,5
1,25
CARGAS EN Kg
30 D
2 10 D
2
5 D2
2,5 D
2 1,25D
2
Superior a 6 mm
10
3000
1000
500
250
125
De 6 a 3 mm
5
750
250
125
62,5
31,2
Menor de 3 mm.
2,5
187,5
62,5
31,2
15,6
7,8
1,25
46,9
15,6
7,81
3,91
1,99
0,625
11,7
3,91
1,953
0,977
0,488
7
En general no se utilizan los ensayos Brinell para durezas superiores
a 500, porque se deforman las bolas. Se ha ensayado la utilización de bolas
de carburos metálicos (metal duro), que sufren menos deformaciones que el
acero; pero su uso no se ha generalizado.
La denominación o nomenclatura de los ensayos se efectúa
mediante el siguiente símbolo:
HB (D/P/T)
En el que D es el diámetro de la bola en mm, P la carga en kg y T el tiempo
de duración del ensayo en segundos. Así por ejemplo:
HB (10/3000/30)
Quiere decir ensayo Brinell con bola de10 mm, carga aplicada de 3000 Kg
durante 30 segundos. Sin embargo, en este caso, el ensayo considerado como
el normal de Brinell, muchas veces sólo se indica HB.
Como orientación se da la dureza Brinell de algunos materiales, en la
tabla Nº 1.4.
TABLA Nº 1.3 TIEMPOS PARA EL ENSAYO BRINELL
MATERIAL
TIEMPO Hierros y aceros
10 a 30 segundos
Cobre, bronces y latones
30 segundos
Aleaciones ligeras
60 a 120 segundos
Estaño y plomo
120 segundos
Materiales muy blandos
120 segundos
TABLA Nº 1.4 DUREZA BRINELL DE ALGUNOS MATERIALES METALICOS
MATERIAL DUREZA BRINELL
Acero de herramientas, templado
500
Acero duro (0,80 % de carbono)
210
Acero dulce (0,10 % de carbono)
110
Bronce
100
Latón
50
Aluminio
25 a 30
8
PRACTICA DE LOS ENSAYOS BRINELL.
El aparato más elemental consiste de una prensa, mediante la cual se
aplica la carga correspondiente. Después, por medio de una regla graduada
o un microscopio provisto de un retículo graduado, se mide el diámetro de la
huella que la bola ha dejado en el material, y mediante la fórmula o la tabla,
se halla el número de Brinell. Si la huella resulta ovalada, se toma la media
de los diámetros extremos.
Al realizar el ensayo debe cuidarse especialmente de lo siguiente:
1. Que la superficie de la pieza esté limpia, sea perfectamente plana, normal
al eje de aplicación de la carga y lo más homogénea posible.
2. Que el espesor de la pieza sea por lo menos el doble del diámetro de la
huella.
3. Que la distancia del centro de la huella al borde de la pieza sea, por lo
menos, cuatro (4,0) veces el diámetro de la huella.
4. Que la distancia entre centros de dos huellas consecutivas debe ser por lo
menos, 2.5 veces el diámetro de la huella.
5.
RELACION ENTRE LA DUREZA BRINELL Y LA RESISTENCIA A LA
TRACCION. La resistencia mecánica a la tracción de un acero puede
obtenerse de una manera aproximada, multiplicando el número Brinell por
un factor que varía de acuerdo al material (Tabla 1.5). Esta fórmula sólo es
válida para dureza hasta 400 Brinell.
σmx = F x HB
F : factor
HB : Dureza Brinell
TAB LA Nº 1.5 FACTORES PARA EL CÁLCULO DE LA RESISTENCIA A LA TRACCION
PARTIENDO DEL NUMERO BRINELL
MATERIAL FACTOR (F)
Acero al carbono
0,36
Acero aleado
0,34
Cobre y latón
0,4
Bronce
0,23
También puede obtenerse aproximadamente el contenido de carbono, si se
conoce la dureza Brinell, mediante la fórmula:
141
80%
HBC
9
B.2 METODO ROCKWELL (1924)
El método Brinell no permite medir durezas de los aceros templados
porque se deforman las bolas. Para esto se emplea el método Rockwell.
El método Rockwell se basa también en la resistencia que oponen los
materiales a ser penetrados; pero en lugar de determinar la dureza del
material en función de la huella que deja el cuerpo penetrante, se determina
en función de la profundidad de esta huella.
Los cuerpos penetrantes son: un diamante en forma de cono de 120º
± 1º, con la punta redondeada, con un radio de 0,2 ± 0,01 mm, que se
denomina también penetrador Brale, y bolas de 1/8" y 1/16" de diámetro,
aunque también, pero menos empleadas las de 1/2" y 1/4". Se utilizan
cargas de 60, 100 y 150 Kg, para materiales gruesos y de 15, 30 y 45 para
materiales delgados.
En total existen veintiún escalas, para veintiún combinaciones de
penetradores y cargas, que se dan según la tabla 1.6.
TABLA Nº 1.6 ESCALAS DE DUREZAS ROCKWELL (APRAIZ)
ESCALA
DESIG-
NACION
TIPO DE
PRUEBA
TIPO Y TAMAÑO
DEL
PENETRADOR
CARGA
MENOR
EN Kg
CARGA
MAYOR
EN Kg
ESCALA DEL
COMPARADOR
APLICACIONES
COLOR COLOCACION
A
Normal
Cono de Diamante
10
60
Negro
Fuera
Aceros nitrurados, flejes estirados en
frío, hojas de afeitar,. Carburos metálicos (90 a 98)
B Normal Bola de 1/16 “ 10 100 Rojo Dentro Aceros al carbono recocidos de bajo
contenido de carbono.
C Normal Cono de diamante
10 150 Negro Fuera Aceros duros. Con dureza superior a 100 HRB o 20 HRC
D Normal Cono de
diamante
10 100 Negro Fuera Aceros cementados.
E Normal Bola de 1/8 “ 10 100 Rojo Dentro Metales blandos, como antifricción y piezas fundidas
F Normal Bola de 1/16 “ 10 60 Rojo Dentro Bronce recocido
G Normal Bola de 1/16 “ 10 150 Rojo Dentro Bronce fosforoso y otros metales.
H Normal Bola de 1/8 “ 10 60 Rojo Dentro Metales blandos con poca homogeneidad, fundición de hierro.
K Normal Bola de 1/8 “ 10 150 Rojo Dentro Metales duros con poca homogeneidad,
fundición de hierro.
L Normal Bola de ¼ “ 10 60 Rojo Dentro Metales duros con poca homogeneidad, fundición de hierro.
M Normal Bola de ¼ “ 10 100 Rojo Dentro Metales duros con poca homogeneidad,
fundición de hierro.
P Normal Bola de ¼ “ 10 150 Rojo Dentro Metales duros con poca homogeneidad, fundición de hierro.
R Normal Bola de ½ “ 10 60 Rojo Dentro Metales muy blandos.
S Normal Bola de ½ “ 10 100 Rojo Dentro Metales muy blandos.
V Normal Bola de ½ “ 10 150 Rojo Dentro Metales muy blandos.
15-N Superficial Cono de diamante
3 15 Rojo Dentro Aceros nitrurados, cementados y de herramientas de gran dureza.
30-N Superficial Cono de
diamante
3 30 Rojo Dentro Aceros nitrurados, cementados y de
herramientas de gran dureza.
45-N Superficial Cono de diamante
3 45 Rojo Dentro Aceros nitrurados, cementados y de herramientas de gran dureza.
15-T Superficial Bola de 1/16 “ 3 15 Rojo Dentro Bronce ,latón y acero blando
30-T Superficial Bola de 1/16 “ 3 30 Rojo Dentro Bronce ,latón y acero blando
45-T Superficial Bola de 1/16 “ 3 45 Rojo Dentro Bronce ,latón y acero blando
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PRACTICA DE LOS ENSAYOS ROCKWELL.
Se construyen dos clases de máquinas: las utilizadas para materiales
de perfil grueso, en los cuales se usan las escalas A, B, C, D, E, F, G, H, K,
L, M, P, R, S, V, y las construidas para materiales de perfil delgado, con las
escalas 15-N, 30-N, 45-N, 15-T, 30-T y 45-T, ambas máquinas llevan una un
dial indicador con escala con números negros para las mediciones con punta
de diamante (penetrador Brale) y otra escala con números rojos para las
mediciones realizadas con bolas de acero endurecido, ver Fig. Nº 1.2.
Las cargas se aplican en dos tiempos. En la máquina normal,
primero se aplica una carga de 10 Kg., poniendo a continuación el indicador
que mide la penetración al cero. Después se completa la carga hasta llegar a
la carga total del ensayo. Si por ejemplo, esta carga es 100 kg., se deberá
aplicar primero la carga de 10 kg. Y luego poner 90 kg. más. Se quita
después la carga adicional o sea los 90 kg., y la profundidad a que queda el
cuerpo penetrante es la que se toma para calcular la dureza.
FIG. 1.2 ESQUEMA DEL PENETRADOR BRALE Y BOLAS DE ACERO
El número que mide la dureza no está ligado con la carga, como
ocurre con la dureza Brinell, sino que es un número arbitrario, pero
naturalmente proporcional a la penetración. Se determina deduciendo del
número 100, si se ensaya con diamante y del 130, si se ensaya con bola, las
unidades de penetración permanente medidas en 0,002 de milímetro.
La denominación de los ensayos Rockwell se hace por las iniciales
HR, seguidas por una letra minúscula que define la escala. Por ejemplo 60
Rockwell de la escala c se debe anotar 60 HRc. La cifra de la dureza, se lee
directamente en la esfera del aparato.
En cuanto al espesor mínimo que deben tener las piezas o probetas,
es diez veces la penetración del cono o de la bola. Respecto a la forma de
las piezas, si son cilíndricas, de diámetro inferior a 30 mm, debe introducirse
un factor que se da en los gráficos de las Fig. Nº1.3 y Fig. Nº 1.4.
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Fig. 1.3 ESQUEMA DE LOS ENSAYOS ROCKWELL A Y C
Nº ROCKWELL A ROCKWELL C 1 Angulo de la punta del diamante = 120º Angulo de la punta del diamante = 120 º
2 Radio de redondeo de la punta del cono 0,2 mm. Radio de redondeo de la punta del cono 0,2 mm.
3 Po Carga previa = 10 Kg Carga previa = 10 Kg
4 P1 Carga adicional = 50 Kg Carga adicional = 140 Kg
5 P Carga total = 60 Kg (P = Po + P1) Carga total = 150 Kg (P = Po + P1)
6 Penetración con la carga previa (punto de partida de
la medición)
Penetración con la carga previa (punto de partida de
la medición)
7 Penetración total actuando la carga adicional. Penetración total actuando la carga adicional.
8 f Penetración permanente después de quitar la carga
adicional
Penetración permanente después de quitar la carga
adicional
9 HRa ó HRc
Dureza Rockwell A = 100 - f Dureza Rockwell C = 100 - f
Fig. 1.4 ESQUEMA DEL ENSAYO ROCKWELL B
Nº ROCKWELL B
1 D Diámetro de la bola
2 Po Carga previa = 10 Kg
3 P1 Carga adicional = 90 Kg
4 P Carga total = 100 Kg (P = Po + P1)
5 Penetración con la carga previa (punto de partida de la medición)
6 Penetración total actuando la carga adicional.
7 e Penetración permanente después de quitar la carga adicional
8 HRb Dureza Rockwell B = 130 - f
VENTAJAS DEL METODO ROCKWELL.
Este método es muy rápido y preciso, pudiendo realizar el ensayo
operarios no especializados. Además, las huella son más pequeñas que en el
método Brinell. Pero tiene el inconveniente de que si el material no asienta
perfectamente sobre la base, las medidas resultan falseadas.
12
Fig. Nº 1.5 DUROMETRO DIGITAL ROCKWELL
B.3 METODO VICKERS (HV).
Se deriva del método Brinell, empleándose actualmente, sobre todo
en laboratorios y en particular, para piezas delgadas y templadas, con
espesores mínimos de hasta de 0,2 mm.
En el método Vickers se utiliza como cuerpo penetrante una punta
piramidal de diamante, de base cuadrada con un ángulo en el vértice entre
caras, de 136º, con precisión obligada de 20 segundos (Fig. 1.5). Este
ángulo se eligió para que la bola de Brinell quedase circunscrita al cono en el
borde de la huella, cuyo diámetro, como se sabe, se procura que sea
aproximadamente igual a 0,375D.
La determinación de la dureza Vickers se hace en función de la
diagonal de la huella o más exactamente, de la media de las diagonales
medidas con un microscopio en milésimas de milímetro.
Si P es la carga aplicada y S la superficie de la huella, la dureza
Vickers será:
S
PHV
Luego de deducir las relaciones geométricas de la huella dejada por el
penetrador en el material se tiene finalmente la siguiente ecuación.
2854,1
d
PHV
Sin embargo no se hacen cálculos con la fórmula anterior,
sino por medio de gráficos o de tablas, en las que se entra con la medida de
la diagonal y de la carga, se obtiene directamente la dureza.
13
Fig. 1.5 EL ÁNGULO DE 136 º DE LA PUNTA PIRAMIDAL
VICKERS ESTÁ ELEGIDA PARA QUE SEA LA HUELLA TANGENTE A LA DE LA BOLA BRINELL.
No es recomendable dar la dureza Vickers, en función de la profundidad de
la huella, puesto que es muy pequeña ( d = 7t).
Respecto a las cargas son independientes de la dureza
obtenida, pues la diagonal resultará proporcional a la carga y para un mismo
material saldrá la misma dureza con cualquier carga.
Se utilizan cargas de 1 a 120 Kg. Siendo la mas utilizada la de 30 Kg.
Respecto al tiempo que se ha de mantener la carga, oscila entre 10 y 30
segundos, siendo el más empleado 15 segundos.
La dureza se expresa con las letras HV, seguida de dos cifras, una
para la carga y la otra para el tiempo. Por ejemplo, si la carga ha sido 30 Kg.
durante 15 segundos, se pone HV 30/15.
Fig. 1.6 REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LA HUELLA QUE DEJA LA PUNTA PIRAMIDAL VICKERS.
NORMAS PARA EL ENSAYO VICKERS.
1. La superficie debe estar pulida para que los resultados sean válidos.
2. Como regla general, el espesor de la probeta debe ser superior a 1,5
veces la diagonal de la huella.
3. En las probetas redondas debe aplicarse sobre el diamante una carga tan
pequeña que la influencia de la curvatura (flecha) sobre la longitud de la
diagonal sea inferior a 0,01mm.
14
4. La longitud de la diagonal debe medirse con una precisión de 0,001 mm,
para longitudes superiores de 0,5 mm es suficiente una precisión de 0,01
mm. El valor de la diagonal tomado debe ser la media de las 2
diagonales.
Además, la dureza para cifras inferiores a 25 debe darse redondeadas a la
décima y para cifras superiores, redondeadas en unidades.
VENTAJAS DEL METODO VICKERS.
1. Las huellas Vickers son comparables entre si, y las cifras de dureza
obtenidas, independientes de la carga.
2. Con el mismo penetrador puede medirse una amplia gama de materiales,
desde muy blandos hasta muy duros, llegándose hasta 1 150 Vickers, que
equivaldrían aproximadamente a 780 Brinell.
3. Puede medirse la dureza de piezas muy delgadas empleando cargas
pequeñas, hasta espesores del orden de 0,05 mm.
4. Puede medirse dureza superficial, dada la pequeña penetración del
diamante, con cargas pequeñas, lo que permite comprobar, por ejemplo,
el endurecimiento superficial de un material, después de ser rectificado
con piedra de esmeril.
5. La escala Vickers, es más detallada que la Rockwell, y así por ejemplo,
entre HRc 60 y HRc 66, las durezas Vickers que corresponden son 765 y
960, o sea 32 unidades Vickers por cada unidad Rockwell.
6. Como es preciso examinar la huella, puede comprobarse en cada
medición el buen estado del diamante, lo que no ocurre en el Rockwell,
que debe examinarse el diamante de vez en cuando.
B.4. MICRODUREZAS
Generalmente se entiende por microdureza cuando la identación se
realiza con cargas que no exceden a 1000 gr., generalmente se realizan con
cargas entre 100 y 500 gr., aunque pueden usarse cargas mas pequeñas aun,
el término está relacionado pues con el tamaño de la carga de identación.
Los métodos más usados son:
VICKERS : Europa.
KNOOP : U.S.A.
APLICACIONES.
1. Precisión en la medición de dureza en piezas pequeñísimas.
2. Aplicación en puntas y alambres muy delgados.
3. En la inspección de dureza de capas superficiales carburadas,
aluminizadas, nitruradas, carbonitruradas, inclusive se puede medir la
dureza en la sección y no en la profundidad de dichas capas endurecidas.
4. Medición de dureza de microconstituyentes, de una aleación.
5. Medición de durezas en superficies no deseables y descarburadas.
6. Medición de durezas de capas superficiales de electrodeposición
metálica, relleno metalizado o en piezas recuperadas por soldadura.
15
METODO KNOOP.
Se emplea sólo en laboratorios para medir durezas de láminas muy
delgadas, incluso de depósitos electrolíticos.
El penetrador es de diamante, de base piramidal de forma rómbica y
utiliza cargas de 0,25 a 3,600 gramos, produciendo huellas rómbicas con las
diagonales en la relación de 7,11 y la diagonal menor sobre profundidad de
penetración de 4,0.
FIG. 1.7 ESQUEMA PENETRADOR KNOOP
22,14
d
PHV
Donde:
P = Carga aplicada en Kg.
l = d = Longitud de diagonal mayor en mm.
b = Longitud de diagonal menor en mm.
t = Profundidad de la huella en mm.
B.5 DUREZA AL REBOTE METODO SHORE.
Mediante este método, la dureza se mide por la altura que alcanza el
rebote de un cuerpo al caer desde una altura fija sobre la superficie del
material que se ensaya. La máquina o equipo usado para medir esta dureza
es el Esclerómetro o Escleroscopio Shore (ver Fig. N 1.8); que consta de un
martillo que pesa 1/12 de onza (2,36 gr), el cual es de acero y tiene forma
cilíndrica con punta de diamante redondeado. La altura de caída es de 10"
(25,4 cm), dividida en 140 partes iguales.
La pieza se fija al aparato y se aspira el martillo, haciendo el vacío
con una pera de goma y una vez en la parte alta se deja caer. Al rebotar el
martillo se queda retenido en la parte más alta.
El aparto se gradúa dividiendo en 100 partes la altura media del
rebote en una pieza de acero duro y templado y prolongando la escala en 40
divisiones más iguales a las anteriores, para poder medir materiales extra
duros.
La ventaja de este durómetro es que prácticamente no produce huella
en el material ensayado, por lo que se lo utiliza para medir durezas de piezas
terminadas. Es por lo tanto uno de los ensayos de medición de dureza no
destructivo.
16
FIG. 1.8 DUROMETRO SHORE
SEPARATA ELABORADA POR:
ING. EDMUNDO E. GUTIERREZ JAVE
