Practica-2.pdf
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- Words: 1,483
- Pages: 8
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
del Comportamiento
Mecánico
Practica No 2 Dureza Brinell y Vikers . •
Objetivo
En la presente práctica se obtendrá
destreza en el manejo del durómetro
durómetro
el principio
mediante
Vikers; se comprenderá
Brinell, así como en el
en el cual se basa la determinación
de la dureza
estas escalas, así como poder seleccionar la escala adecuada en base al tipo de material
a ensayar. La dureza es una capacidad
observada
en los materiales
resistencia mecánica. No hay una definición una serie de definiciones
arbitrarias
misma, algunas definiciones
•
y se encuentra
general del término
relacionada
con la
dureza, por este hecho se tienen
que dependen de la forma en como es determinada
la dureza
se mencionan a continuación:
Dureza por identación:
Resistencia a sufrir identación
permanente
bajo la aplicación de
una carga estática. •
Absorción de energía posterior a la aplicación de una carga de
Dureza por rebote: impacto.
•
Dureza por rayado:
Resistencia de un material a ser rayado por algún otro material.
•
Dureza por desgaste:
Resistencia de un material a la abrasión.
Los métodos industrial,
de determinación
debido
caracterización,
de dureza han tenido
a que con ellos es posible
evaluación
del control
una fuerte
la comparación
de calidad,
importancia
entre
diferentes
así como la determinación
en el desarrollo materiales,
su
de propiedades
mecánicas utilizando correlaciones. Los métodos identador encuentran
de dureza de mayor divulgación
adecuado
aplicándole
estandarizados
por
se basan en la penetración
una carga estática. lo tanto
Actualmente
los ensayos
puede
del material
los métodos realizarse
con un
de dureza
en condiciones
se de
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
repetibilidad
y reproducibilidad
comparados con los obtenidos
del Comportamiento
(R y r), lo anterior
permite
Mecánico
que los resultados
por distintos operarios y con diferentes
puedan
ser
equipos .
• Existen relaciones empíricas que pueden ser utilizadas para pasar de una escala de dureza a otra, presentan
limitantes
y los resultados
poseen bibliotecas con las correlaciones directamente,
las correlaciones
ASTM, teniendo y correlaciones
EL MÉTODO
deben
considerarse
aproximados,
los equipos
indicadas, por lo cual la comparación
mencionadas
pueden encontrarse
actuales
puede ser realizada
en la normativa
internacional
la norma ASTM E140 y la norma ASTM A370, en las cuales pueden ubicarse tablas para una gran gama de materiales.
BRINELL.
En 1900, se propone contemporánea
el método
de dureza
más. vieja registrada,
Brinell,
es la prueba
se usa comúnmente
método de dureza Brinellusa un identador
de dureza
en la industria
de 10 mm de acero endurecido
que oprime una superficie plana con una carga estática aproximadamente
por identación
estadounidense,
(actualmente
el
carburo)
por 30 s. El número de
dureza Brinell se define como la relación que existe entre la carga y el área del casquete esférico producido por la deformación
permanente
producida
por el identador.
La relación matemática
ensayo de dureza Brinell es la siguiente:
F HB =A
HB
2F
= --;---;::::::::;=~ 2 rcD(D - VD2 - d )
Donde
F A
= Carga aplicada
= Area de la deformación D
= diametro
(kg)
permanente (mm2)
del identador (mm)
d = diametro de la identación (mm)
del
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
del Comportamiento
Mecánico
CONDICIONES DEL ENSAYO Las condiciones de ensayo para el método Brinell están descritas en la norma ASTM El0, en la cual se pude determinar
el tipo de identador,
criterio para determinar
la carga a utilizar y el tiempo de aplicación de la carga. Un
si una identación es adecuada viene dado por la siguiente relación:
O.25D
> d > O.50D
Donde
D = diametro del identador d Considerando
= diametro
de la identación
lo anterior el diámetro
de huella optimo será de 0.3750.
La tabla 1muestra las cargas estándar utilizadas por el método Brinell
Diámetro del identador (mm)
Carga (Kg)
Rango Brinell recomendado
10
3000
96-600
10
1500
48-300
10
500
16-100
La tabla 2 muestra el valor del espesor mínimo, para el cual la determinación en función de la carga aplicada. Espesor
Carga
(m m)
(in)
500
1500
3000
1.6
1/16
100
301
602
3.2
1/8
50
150
301
4.8
3/16
33
100
201
6.4
X
25
75
150
7.9
5/16
20
60
120
9.4
3/8
17
50
100
d dureza es confiable
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
del Comportamiento
Mecánico
Procedimiento general del ensayo Brinell
•
Desbaste de la superficie a lija 400
•
Colocar la muestra en la mesa de trabajo
•
Elegir carga de prueba y tipo de identador
•.
Girar el volante para subir la mesa de trabajo
•
Cerrar la válvula de presión
•
Aplicar carga paulatinamente
•
Mantener
•
Descargar la válvula
•
Retirar la muestra
•
Realizar la medición de la identación
con la palanca aproximadamente
la carga por un periodo de 10 s
10 s
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
del Comportamiento
Mecánico
EL MÉTODO VICKERS
En 1925 se introduce
el ensayo Vickers el cual usa un identador
fabricado en diamante en forma
de pirámide cuadrada, utilizado para la medición de dureza de materiales por el método Brinell no era posible determinar
metálicos
duros que
su dureza. El ángulo de las caras de la pirámide
cuadrada es de 136° opuestos entre dos caras, con este método se obtienen
números de dureza
similares a los del método Brinell.
El principio producida
en el cual se basa el método por el identador
perpendicular
al aplicarle
es en la medición
una carga estatica
al cuerpo de indentación.
de las diagonales, sobre la superficie
de la siguiente forma:
F
HV
=A oc
HV
=
HV
=
2Fsen(Z) d2
1.8544
F
d2'
Donde
= carga oc
d
du una muestra
El número de dureza Vickers se define como la relación
que se da entre la carga aplicada y el área superficial de la deformación
F
de la impresión
aplicada (kg)
= angulo
= promedio
(136°)
de las siagonales
permanente
y está dada
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
CONDICIONES
del Comportamiento
DEL ENSAYO
Las cargas aplicadas por el método Vickers se encuentran de 5 Kg, pueden ser comparados una versatilidad generalmente conocidos método
Mecánico
directamente
mayor al método, este tiempo
de funcionamiento
lo que le da
de la carga debe de ser de 15 30 segundo,
por el equipo. Se tienen
como dureza por microidentación,
Knoop , el principio
sin necesidad de cambio de identador,
la aplicación
es controlado
desde 1 hasta 120 kg, cargas por arriba
métodos
similares al Vickers,
los más comunes son el método Vickers mismo y el es similar al método
indicado.
La normativa
que
regula los ensayos Vikers en la ASTM E384.
PROCEDIMIENTO
GENERAL
•
Seleccionar la carga de trabajo.
•
Colocar las pesas en la parte posterior del equipo en base a la carga recomendada.
•
La muestra deberá estar pulida.
•
Enfocar la muestra con el-volante (enfoque grueso).
•
Llevar la palanca de movimiento
•
Cargar el equipo presionando
•
Aplicar o (soltar) la carga presionando
•
Esperar a que el equipo realice la identación.
•
Llevar la palanca de movimiento
•
Realizar la medición de las diagonales horizontal y vertical.
•
Promediar el valor de las diagonales y sustituir el valor de diagonales y carga de trabajo a
de la mesa de trabajo a posición de identación.
el pedal de carga. el botón de disparo.
de la mesa de trabajo a posición de observación.
la relación vikers.
•
Se deberá realizar una revisión bibliográfica
•
Acabado superficial de la probeta
•
Dimensiones
•
No de muestras
•
Cercanía entre identaciones
•
Espesor mínimo de muestra
•
Aplicación de la carga
de los siguientes tópicos:
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
del Comportamiento
Mecánico
DESARROLLO.
Se deberá reportar
el procedimiento
de ensayo para el durómetro
Brinell y para el durómetro
Vikers. Utilizar imágenes de ser necesario, indicando las piezas principales de los equipos.
Reportar 1.
Tabla 1 Brinell, reportar los resultados de la sección en la siguiente tabla.
2.
Grafica de barras con los resultados de los promedios de durezas Brinell, de toda la sección.
3.-
Tabla 2 Dureza Vickers
.
-:.
.
4.- Grafica de barras con los resultados de los promedios de durezas Vikers, de toda la sección. 5.- Conclusiones de la práctica 6.- Anexo reporte técnico
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
del Comportamiento
Mecánico
Anexo de reporte técnico con la siguiente información:
Título. "Reporte técnico de Dureza Brinell y Vikers" Fecha de ensayo Identificación
del reporte
Cliente Tiempo de entrega Condiciones de la prueba Temperatura
de inicio y fin de prueba
Tipo de Identador Carga utilizada Tabla de resultados Máximo Mínimo Promedio Persona que realiza el reporte
del Comportamiento
Mecánico
Practica No 2 Dureza Brinell y Vikers . •
Objetivo
En la presente práctica se obtendrá
destreza en el manejo del durómetro
durómetro
el principio
mediante
Vikers; se comprenderá
Brinell, así como en el
en el cual se basa la determinación
de la dureza
estas escalas, así como poder seleccionar la escala adecuada en base al tipo de material
a ensayar. La dureza es una capacidad
observada
en los materiales
resistencia mecánica. No hay una definición una serie de definiciones
arbitrarias
misma, algunas definiciones
•
y se encuentra
general del término
relacionada
con la
dureza, por este hecho se tienen
que dependen de la forma en como es determinada
la dureza
se mencionan a continuación:
Dureza por identación:
Resistencia a sufrir identación
permanente
bajo la aplicación de
una carga estática. •
Absorción de energía posterior a la aplicación de una carga de
Dureza por rebote: impacto.
•
Dureza por rayado:
Resistencia de un material a ser rayado por algún otro material.
•
Dureza por desgaste:
Resistencia de un material a la abrasión.
Los métodos industrial,
de determinación
debido
caracterización,
de dureza han tenido
a que con ellos es posible
evaluación
del control
una fuerte
la comparación
de calidad,
importancia
entre
diferentes
así como la determinación
en el desarrollo materiales,
su
de propiedades
mecánicas utilizando correlaciones. Los métodos identador encuentran
de dureza de mayor divulgación
adecuado
aplicándole
estandarizados
por
se basan en la penetración
una carga estática. lo tanto
Actualmente
los ensayos
puede
del material
los métodos realizarse
con un
de dureza
en condiciones
se de
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
repetibilidad
y reproducibilidad
comparados con los obtenidos
del Comportamiento
(R y r), lo anterior
permite
Mecánico
que los resultados
por distintos operarios y con diferentes
puedan
ser
equipos .
• Existen relaciones empíricas que pueden ser utilizadas para pasar de una escala de dureza a otra, presentan
limitantes
y los resultados
poseen bibliotecas con las correlaciones directamente,
las correlaciones
ASTM, teniendo y correlaciones
EL MÉTODO
deben
considerarse
aproximados,
los equipos
indicadas, por lo cual la comparación
mencionadas
pueden encontrarse
actuales
puede ser realizada
en la normativa
internacional
la norma ASTM E140 y la norma ASTM A370, en las cuales pueden ubicarse tablas para una gran gama de materiales.
BRINELL.
En 1900, se propone contemporánea
el método
de dureza
más. vieja registrada,
Brinell,
es la prueba
se usa comúnmente
método de dureza Brinellusa un identador
de dureza
en la industria
de 10 mm de acero endurecido
que oprime una superficie plana con una carga estática aproximadamente
por identación
estadounidense,
(actualmente
el
carburo)
por 30 s. El número de
dureza Brinell se define como la relación que existe entre la carga y el área del casquete esférico producido por la deformación
permanente
producida
por el identador.
La relación matemática
ensayo de dureza Brinell es la siguiente:
F HB =A
HB
2F
= --;---;::::::::;=~ 2 rcD(D - VD2 - d )
Donde
F A
= Carga aplicada
= Area de la deformación D
= diametro
(kg)
permanente (mm2)
del identador (mm)
d = diametro de la identación (mm)
del
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
del Comportamiento
Mecánico
CONDICIONES DEL ENSAYO Las condiciones de ensayo para el método Brinell están descritas en la norma ASTM El0, en la cual se pude determinar
el tipo de identador,
criterio para determinar
la carga a utilizar y el tiempo de aplicación de la carga. Un
si una identación es adecuada viene dado por la siguiente relación:
O.25D
> d > O.50D
Donde
D = diametro del identador d Considerando
= diametro
de la identación
lo anterior el diámetro
de huella optimo será de 0.3750.
La tabla 1muestra las cargas estándar utilizadas por el método Brinell
Diámetro del identador (mm)
Carga (Kg)
Rango Brinell recomendado
10
3000
96-600
10
1500
48-300
10
500
16-100
La tabla 2 muestra el valor del espesor mínimo, para el cual la determinación en función de la carga aplicada. Espesor
Carga
(m m)
(in)
500
1500
3000
1.6
1/16
100
301
602
3.2
1/8
50
150
301
4.8
3/16
33
100
201
6.4
X
25
75
150
7.9
5/16
20
60
120
9.4
3/8
17
50
100
d dureza es confiable
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
del Comportamiento
Mecánico
Procedimiento general del ensayo Brinell
•
Desbaste de la superficie a lija 400
•
Colocar la muestra en la mesa de trabajo
•
Elegir carga de prueba y tipo de identador
•.
Girar el volante para subir la mesa de trabajo
•
Cerrar la válvula de presión
•
Aplicar carga paulatinamente
•
Mantener
•
Descargar la válvula
•
Retirar la muestra
•
Realizar la medición de la identación
con la palanca aproximadamente
la carga por un periodo de 10 s
10 s
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
del Comportamiento
Mecánico
EL MÉTODO VICKERS
En 1925 se introduce
el ensayo Vickers el cual usa un identador
fabricado en diamante en forma
de pirámide cuadrada, utilizado para la medición de dureza de materiales por el método Brinell no era posible determinar
metálicos
duros que
su dureza. El ángulo de las caras de la pirámide
cuadrada es de 136° opuestos entre dos caras, con este método se obtienen
números de dureza
similares a los del método Brinell.
El principio producida
en el cual se basa el método por el identador
perpendicular
al aplicarle
es en la medición
una carga estatica
al cuerpo de indentación.
de las diagonales, sobre la superficie
de la siguiente forma:
F
HV
=A oc
HV
=
HV
=
2Fsen(Z) d2
1.8544
F
d2'
Donde
= carga oc
d
du una muestra
El número de dureza Vickers se define como la relación
que se da entre la carga aplicada y el área superficial de la deformación
F
de la impresión
aplicada (kg)
= angulo
= promedio
(136°)
de las siagonales
permanente
y está dada
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
CONDICIONES
del Comportamiento
DEL ENSAYO
Las cargas aplicadas por el método Vickers se encuentran de 5 Kg, pueden ser comparados una versatilidad generalmente conocidos método
Mecánico
directamente
mayor al método, este tiempo
de funcionamiento
lo que le da
de la carga debe de ser de 15 30 segundo,
por el equipo. Se tienen
como dureza por microidentación,
Knoop , el principio
sin necesidad de cambio de identador,
la aplicación
es controlado
desde 1 hasta 120 kg, cargas por arriba
métodos
similares al Vickers,
los más comunes son el método Vickers mismo y el es similar al método
indicado.
La normativa
que
regula los ensayos Vikers en la ASTM E384.
PROCEDIMIENTO
GENERAL
•
Seleccionar la carga de trabajo.
•
Colocar las pesas en la parte posterior del equipo en base a la carga recomendada.
•
La muestra deberá estar pulida.
•
Enfocar la muestra con el-volante (enfoque grueso).
•
Llevar la palanca de movimiento
•
Cargar el equipo presionando
•
Aplicar o (soltar) la carga presionando
•
Esperar a que el equipo realice la identación.
•
Llevar la palanca de movimiento
•
Realizar la medición de las diagonales horizontal y vertical.
•
Promediar el valor de las diagonales y sustituir el valor de diagonales y carga de trabajo a
de la mesa de trabajo a posición de identación.
el pedal de carga. el botón de disparo.
de la mesa de trabajo a posición de observación.
la relación vikers.
•
Se deberá realizar una revisión bibliográfica
•
Acabado superficial de la probeta
•
Dimensiones
•
No de muestras
•
Cercanía entre identaciones
•
Espesor mínimo de muestra
•
Aplicación de la carga
de los siguientes tópicos:
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
del Comportamiento
Mecánico
DESARROLLO.
Se deberá reportar
el procedimiento
de ensayo para el durómetro
Brinell y para el durómetro
Vikers. Utilizar imágenes de ser necesario, indicando las piezas principales de los equipos.
Reportar 1.
Tabla 1 Brinell, reportar los resultados de la sección en la siguiente tabla.
2.
Grafica de barras con los resultados de los promedios de durezas Brinell, de toda la sección.
3.-
Tabla 2 Dureza Vickers
.
-:.
.
4.- Grafica de barras con los resultados de los promedios de durezas Vikers, de toda la sección. 5.- Conclusiones de la práctica 6.- Anexo reporte técnico
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química E industrias Extractivas Técnicas de Caracterización
del Comportamiento
Mecánico
Anexo de reporte técnico con la siguiente información:
Título. "Reporte técnico de Dureza Brinell y Vikers" Fecha de ensayo Identificación
del reporte
Cliente Tiempo de entrega Condiciones de la prueba Temperatura
de inicio y fin de prueba
Tipo de Identador Carga utilizada Tabla de resultados Máximo Mínimo Promedio Persona que realiza el reporte
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