Ensayo de dureza Rockwell

Transcripción

1 1-Materiales necesarios GUÍA PRÁCTICA # 3 DUREZA. Una lima plana desechable. Probetas de acero bajo, medio y alto Carbono. No ferrosos. 2 Buriles desechables EQUIPO REQUERIDO: DURÓMETRO 2.Objetivos. Objetivo general: Aprender a determinar durezas Rockwell B y C en los materiales metálicos Objetivos específicos: Conocer el durómetro y su funcionamiento. Conocer las diversas clases de escalas para determinar las durezas de los materiales. Aprender cuál es la escala de dureza más indicada para un uso determinado de un material dado. 3.Máquina para hacer el ensayo de Dureza: durómetro Principales componentes del Durómetro Ing. Luis Gomez Q. Página 1

2 a. El penetrador o indentador en un ensayo de dureza pueden ser varias esferas de un acero aleado especial, carburo de tungsteno, etc., o también una pirámide o cono de diamante según el tipo de ensayo a realizar. Su función es penetrar la pieza para hacerle una huella y tener una indicación de lo blando o duro que es un material. b. El montaje del indentador, que sirve para insertar el penetrador o indentador apropiado en la máquina. c. Dial: Consta de varias escalas de diferentes colores: Rocwell B color rojo parte interna, Rocwell C color negro parte externa. Cada escala sirve para indicarnos el valor de la dureza. Además tiene dos agujas: una pequeña y una grande. d. Yunque para pieza a ensayar, sirve para situar la muestra o la pieza a la que se va tomar dureza. Existen varios tipos según la forma de la pieza. e. Prensa vertical, acerca el yunque con la probeta al indentador mediante el giro de la volante accionadota de prensa. f.. Placa de Precarga, activa la precarga de 10 kgs necesaria en el ensayo Rockwell, al presionarse hacia abajo. g. Palanca de conexión de carga. Activa o desactiva la carga máxima seleccionada previamente en la parte posterior del equipo. h. Sistema de pesas para la selección de carga máxima en el respectivo ensayo. En este equipo va situado en la parte de atrás. i. El durómetro Rockwell dispone de un micrómetro que mide directamente la profundidad a la que penetra el identador en la pieza. La dureza es la resistencia que opone un material a ser rayado, penetrado o deformado permanentemente cuando se aplica a presión otro material apropiado Ing. Luis Gomez Q. Página 2

3 Dial con las escalas Rocwell B y C. Identadores. 4.Consideraciones generales a. Cuanto mas pequeña sea la huella obtenida en condiciones normalizadas, mas duro será el material ensayado. b. En la mayoría de las pruebas estandarizadas, la carga se aplica al oprimir en forma lenta el penetrador perpendicularmente a la superficie ensayada, por un periodo determinado. c. De los resultados obtenidos se puede calcular un valor empírico de dureza, conociendo la carga aplicada y el diámetro o área de la huella o su profundidad. En algunos casos será un cálculo manual y en otros la máquina lo dará automáticamente. d. Relación entre la dureza y el esfuerzo máximo que soporta un material En muchos materiales existe una correlación entre la prueba de dureza y la resistencia obtenida del ensayo de tensión cuando el material ensayado en ambas pruebas tiene condiciones similares de trabajo en frío u otros procesos. Esto se puede obtener de tablas. La prueba de dureza puede hacerse más fácilmente que el ensayo de tensión y la información obtenida se evalúa al instante. Si se quiere se puede probar toda la producción relativamente fácil. Existen además durómetros portátiles. Por estas razones, por su carácter no destructivo y economía, se emplea frecuentemente para control de calidad en producción, remplazando varias veces al ensayo de tensión. Ing. Luis Gomez Q. Página 3

4 e. La dureza superficial de un acero bajo C, puede aumentarse añadiendo al material una capa de Carburo de Hierro, Nitruro de Fe, etc. en un tratamiento térmico denominado cementación, nitruración, etc... f. Los métodos de medir la dureza varían con cada material, dando origen a las diversas escalas o números de dureza: 5.Procedimiento: a) Ensayo de Dureza Rockwell C Diseñado para materiales más o menos duros y duros como aceros templados, normalizados, recocidos, revenidos, bonificados y en otras condiciones. La secuencia de este ensayo en el durómetro que tenemos en la U(enotros puede variar un poco el procedimiento) es como sigue: Instalar el yunque adecuado a la pieza a tomar dureza. Colocar el indentador respectivo(bryle ó cono de diamante de 120º en este caso) en el durómetro Seleccionar la carga de 150kgs en la parte de atrás de equipo mediante la adecuada elección de las respectivas pesas. Estar seguro de que la palanca de carga esté hacia adelante. Colocar la pieza o probeta a ensayar Mover la prensa vertical hacia arriba suavemente, mediante la volante, hasta que el indentador de cono de diamante presione la probeta de tal manera que la aguja grande del dial comiencen a girar en el sentido de las manecillas del reloj y quede en posición vertical y la pequeña alineada con el punto negro. Seguidamente presionar hacia abajo la palanca de precarga. Esto aplica una carga inicial de 10kgs sobre la probeta y se conoce como la "precarga. Justo al hacer lo anterior las agujas comenzarán a moverse nuevamente y al final se detendrán y la palanca de carga se moverá automáticamente hacia atrás, hasta detenerse. Hale la palanca de carga hacia delante, en este momento se aplicará la carga máxima de 150 kgs. Nuevamente las agujas se moverán automáticamente hasta que la aguja mayor queda marcando la dureza en la escala negra externa(hrc). Lea la dureza respectiva y escríbala como HRC: Haga por lo menos tres medidas de dureza en sitios diferentes de la probeta. El principio de este ensayo, está en que a través de un sistema de palancas se registra en la escala la profundidad de la penetración entre la precarga y la carga de 150 kilogramos y se lee directamente en el dial la dureza HRC. Ing. Luis Gomez Q. Página 4

5 b) ROCKWELL B Diseñado para materiales de dureza baja como aceros de bajo y medio carbono no templados y materiales no ferrosos. Su escala va de 40 a 100 RB. Se utiliza como indentador una esfera de 1/16 y una carga de 100 kgs. Se lee en la escala roja interna. Unidades = kgs. / mm 2 Procedimiento igual al anterior teniendo en cuenta la carga, el identador y la escala. c). Hacer varios ensayos de dureza Rockwell B y C para varios tipos de acero y no ferrosos. Nota: cada ensayo de dureza se debe hacer por lo menos tres veces y luego promediar. 4. Resumen de algunas escalas Rockwell de dureza más utilizadas Escala del Dial ESCALA DESIGNACION TIPO Y TAMAÑO DEL PENETRADOR INDENTADOR FORMA HUELLA PRECARGA EN KG CARGA MAYOR EN KG Color Colocación A Cono de diamante Negro Externa B Bola de 1/16" " 100 Rojo Interna C Cono de diamante BRYLE " 150 Negro Externa D Cono de diamante " 100 Negro Externa Ing. Luis Gomez Q. Página 5

6 E Bola de 1/8" " 100 Rojo Interna 5.PREGUNTAS a) A qué se debe que un mismo material pueda presentar varias durezas? b) Qué causas de error puede haber en este ensayo? c) Qué precauciones de deben de tener en este ensayo con la superficie? d) Si Ud. no tuviera en su empresa una máquina universal para hacer un ensayo de tracción, pero si un durómetro y requiriera la resistencia máxima de un material qué haría? e) Averigue las principales escalas de dureza y para qué materiales se recomienda. f) Averigüe cuál es la dureza de: una moneda de Cobre, la punta de un cuchillo de acero, la lima 6. RESULTADOS Tipo Material de Dureza 1 Dureza 2 Dureza 3 Promedio de Dureza Ing. Luis Gomez Q. Página 6