Resistencia de materiales.

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Indicación de la dureza Brinell:

Para indicar el grado de dureza Brinell que posee un material no basta con decir cuál ha sido el resultado del ensayo sino que se debe de especificar las características del ensayo realizado al material. En la práctica esto se hace acompañando al grado de dureza Brinell de tres subíndices que especifican el diámetro de la bolita utilizada, la carga aplicada y el tiempo de aplicación de la carga aplicada para la realización del ensayo.

Conclusiones del ensayo Brinell:

Se puede decir que a partir de los 400 grados Brinell es recomendable determinar la dureza a través de métodos como el Rockwell o Vickers. Por último el método no es aplicable a piezas de espesor delgado ya que la penetración ocasionada por el ensayo Brinell puede ser mayor que dicho espesor.

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Dureza POLDI:

Es una variable de la dureza Brinell. Es portátil, e independiente de la carga.

Se basa en ejercer una carga P sobre un penetrador que nos producirá dos huellas sobre dos materiales a ensayar. Una de dureza conocida y otra de dureza desconocida. La dureza será pues razón inversa del tipo de material.

Consiste básicamente en hacer una regla de tres entre las superficies de las muecas y los grados de dureza obtenidos quedando:

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Ensayo de dureza Rockwell:

El grado de dureza Rockwell vienen dado en función del grado de penetración de la pieza a ensayar a causa de la acción del penetrador. Se calcula la dureza en base a la profundidad de penetración y la carga total no se aplica en forma continua. Hay una carga inicial y otra adicional (varía según las condiciones de ensayo). El valor se obtiene en directa del dial del indicador. La dureza viene dada por el incremento de penetración debido a la acción de la carga adicional y una vez suprimida ésta.

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El ensayo consiste en disponer un material con una superficie plana en la base de la máquina. Se le aplica una precarga menor de 10 kg, básicamente para eliminar la deformación elástica y obtener un resultado mucho más preciso. Luego se le aplica durante unos 15 segundos un esfuerzo que varía desde 60 a 150 kgf a compresión. Se desaplica la carga y mediante un durómetro Rockwell se obtiene el valor de la dureza directamente en la pantalla, el cual varía de forma proporcional con el tipo de material que se utilice. También se puede encontrar la profundidad de la penetración con los valores obtenidos del durómetro si se conoce el material.

Para no cometer errores muy grandes el espesor de la probeta del material en cuestión debe ser al menos diez veces la profundidad de la huella. También decir que los valores por debajo de 20 y por encima de 100 normalmente son muy imprecisos y debería hacerse un cambio de escala.

El cambio de escala viene definido por tablas orientativas, puesto que no es lo mismo analizar cobre que acero. Estas tablas proporcionan información orientativa sobre qué escala usar para no dañar la máquina o el penetrador, que suele ser muy caro.

El ensayo Rockwell puede realizarse con un penetrador en forma de bola o en forma de cono:

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Siendo el más preciso, el que se realiza mediante una bola, debido a que si se realiza mediante este método el grado de dureza se divide en 130 divisiones. Mientras que cuando se realiza el ensayo con un cono de diamante el resultado solo se divide en 100 divisiones.

El cono tiene un ángulo de 120 grados en el vértice, mientras que la bola puede ser de y de pulgada. Para materiales blandos (60150) se utiliza un penetrador de acero de forma esférica, obteniéndose de esta manera la escala de dureza Rockwell B (HRB). Para materiales duros (2351075) se emplea un cono de diamante obteniéndose, así, la escala de dureza Rockwell C (HRC).

Si realizáramos el ensayo primeramente aplicaríamos una carga de 10kg la cual causa una ligera penetración que mantiene el penetrador en posición. Una vez hecho esto se pone el durómetro en cero y se aplica una carga adicional de 50 o 90 kg cuando se utiliza una bolita de acero, y 140kg cuando se utiliza un cono de diamante.

Al aplicara la carga final el material se deforma resultando una penetración más honda que la anterior, y al retirar el penetrador el material recupera un poco su forma inicial por lo que la profundidad de la mueca será menor. Una vez se ha retirado todas las cargas el valor de la dureza lo leeríamos directamente en el durómetro y dependerá de la profundidad de la penetración.

La máquina lo que hace es comparar las dos profundidades que se han realizad sobre el material a ensayar y, una vez calculada dicha diferencia, restarla al número de divisiones de la escala.

El ciclo de medición:

En el ciclo de medición de la dureza Rockwell la velocidad de ejecución de cada paso tiene influencia en el resultado sin embargo podemos resumir los pasos en dos grupos teniendo en cuenta sus efectos:

- Efectos de la velocidad del identador o velocidad de crecimiento de las fuerzas.

- Efectos del tiempo de permanencia.

Los efectos se deben a la sensibilidad del material a la velocidad del identador o a efectos dinámicos en el identador tales como sobrecargas o vibraciones producto de los cambios extremadamente rápidos en la fuerza y la recuperación elástica del material que se ensaya, que ocurre en los periodos en los que la fuerza es constante.

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Dureza Vickers:

El ensayo de dureza Vickers, llamado el ensayo universal, es un método para medir la dureza de los materiales. Sus cargas van de 5 a 125 kilopondios (de cinco en cinco). Su penetrador es una pirámide de diamante con un ángulo base de 136°.

Se emplea para láminas delgadas hasta 0,15 mm (0.006 milésimas de pulgada.) y no se lee directamente en la máquina. Para determinar el número de dureza se aplica la siguiente fórmula:

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Este ensayo constituye una mejora al ensayo de dureza Brinell. Se presiona el indentador contra una probeta, bajo cargas más ligeras que las utilizadas en