Informe dureza de varios materiales

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Entre las pocas diferencias de Charpy e Izod tenemos que en Izod la probeta se coloca de manera vertical, al contrario al Charpy, y se golpea directamente la cara donde posee la entalladura la cual no debe ser justamente en el centro, caso contrario al Charpy en el cual se golpea la cara contraria a la entalladura ubicada en el centro de la muestra.

- OBJETIVOS

- OBJETIVO GENERAL

- Determinar mediante la aplicación experimental de los ensayos, los valores respectivos de dureza y resistencia al impacto de los materiales utilizados.

- OBJETIVOS ESPECIFICOS

- Estudiar y aplicar el uso adecuado de cada una de las maquinas donde se realizaran los ensayos.

- Conocer las propiedades y características de los materiales con los cuales se trabajara.

- Establecer un orden mediante el cual se aplicaran los distintos ensayos a cada material.

- Comparar los resultados obtenidos de cada material en cada tipo de ensayo.

- Analizar los resultados obtenidos para llegar a una conclusión acerca de sus propiedades con respecto a los demás materiales.

- ACTIVIDAD PRÁCTICA.

- MATERIALES

- Vernier, con una apreciación de 0.05mm.

- Probetas en forma de láminas, de acero, aluminio y cobre.

- Probeta de sección transversal cuadrada tratada térmicamente.

- Probeta de sección transversal cuadrada sin tratar.

- Penetradores de bola, piramidales y cónicos de distintos materiales y medidas.

- EQUIPOS

- Equipo Rockwell: Buehler, modelo 5100T

- Equipo Vicker y Brinnel: Frank, modelo 532

- Péndulo: Frank, modelo 580M

- PROCEDIMIENTO

ACTIVIDAD Nº 1: Ensayo de dureza.

Antes de iniciar los ensayos nos aseguramos de poseer todos los materiales que se debían utilizar y que las maquinas estén calibradas y en funcionamiento, luego, al reconocer las probetas laminadas y observar cada una de ellas se discute cual sería el orden de las muestras con respecto a la dureza de cada material, llegando a la conclusión de que el acero debía ser el de mayor dureza, seguido del cobre y el aluminio respectivamente.

Al conocer más o menos la escala de dureza de cada material se selecciona el tipo de Rockwell que se usara tratando de adapartarlo a un rango donde se puedan abarcar los tres materiales. Luego, la probeta debe ser llevada a la máquina y colocada de manera de que no se penetrara cerca de un borde o de una marca que reflejara que ya había sufrido una carga, luego al fijar la carga que se aplicara con el penetrador respectivo ya colocado, se sube el material por medio de una especie de palanca circular hasta lograr que toque superficialmente el penetrador logrando así reflejar valores en la pantalla, se continuaba con lo anterior hasta tener un valor aproximado de 360, al momento de obtenerlo se oprimía el botón “Start” dándole inicio a la precarga y luego a la carga, al pasar de unos segundos la maquina arrojaba el valor de dureza por medio de la pantalla.

Como primera opción se tomó Rockwell C, la cual resultó ser una escala muy alta hasta para el acero, por lo que se decidió cambiar a Rockwell F, aplicando la carga de nuevo al acero se obtienen valores no tan recomendables pero que se pueden utilizar para comparar entre estos materiales, aplicando el mismo método se obtienen los valores de dureza Rockwell F (HRF) del cobre y del aluminio.

Al finalizar con la máquina Rockwell comenzamos inmediatamente los ensayos Brinell y Vickers los cuales serán realizados en la misma máquina, con la única diferencia de que son realizados con diferentes penetradores (bola de acero de 5mm para Brinell y pirámide de diamante con base cuadrada para Vickers).

Para realizar estos ensayos primero se debe calcular la carga que debe ser aplicada con fórmulas que serán explicadas próximamente, al tener la carga se selecciona el valor de este mediante un botón en la máquina luego es colocada la probeta, la cual debe ser observada mediante un especie de microscopio que se calibra a mano mediante una rueda, al tener una visión clara de la muestra debemos fijarla en un espacio donde pueda ser realizado el ensayo sin ningún problema, es decir, lejos de otra marca y de los bordes. Al fijar la probeta se muestra el penetrador dependiendo del caso y se lleva a cabo la aplicación de la carga mediante una palanca que debe ser empujada hacia abajo y esperar unos segundos para soltarla y que se libere lentamente.

Utilizando nuevamente el aumento hacia la pieza observaremos la huella dejada por el penetrador, la cual debemos medir con el vernier, dependiendo del ensayo la huella será circular (Brinell) o cuadrada (Vickers), para el primer caso mediremos el diámetro del círculo y para el segundo las diagonales del cuadrado.

Estas medidas serán utilizadas para calcular la dureza del material con las siguientes formulas:

Para Brinell:

(1) [pic 1]

(2)[pic 2]

Donde:

P: Carga.

K: Constante Brinnel = 5 mm.

D: Diámetro del indentor.

: Diámetro de la huella.[pic 3]

HB: dureza Brinnel.

La ecuación (1) se utiliza para determinar la carga que se aplicara y la ecuación (2) para determinar la dureza Brinell (HB).

Para Vickers:

(3)[pic 4]

Donde:

P: Carga.

: Diagonal 1.[pic 5]

: Diagonal 2.[pic 6]

RESULTADOS:

[pic 7]