Ensayos de dureza
9: -Dureza minerales: Resistencia que ofrecen los materiales a dejarse rayar por otros. -Dureza: Resistencia que oponen los cuerpos a dejarse penetrar por otros y ahí 3 sistemas de dureza Brinell, Vickers y Rockwell. -Dureza Reacción elástica de un material al chocar con otro más duro, dureza poldi y dureza shore.
-Ensayos de dureza con lima: Consiste en intentar incidir en el material mediante una lima de picado, al realizar esta práctica puede suceder que se arranquen virutas o que la lima resbale si el material tiene una dureza de más de 60HRC, este ensayo da resultados imprecisos y requiere de experiencia por el operario. -Ensayos de dureza estáticos: Se aplica la carga progresivamente.

-Método Brinell:

Se basa en la impresión generada en una superficie mediante una bola, hoy en día se usan bolas de metal duro. H=p/s S=Pi x D x f F= 1/2 (D – RaizD^2 –d^2) HBW= (2 x P)/ Pi x D^2 x (1- Raíz 1-d^2/D^2) K= P1/D1^2=P2/D2^2 (la k te la da en una tabla) -Particularidades en el ensayo Brinell: Superficie de ensayo plana y uniforme sin oxido ni inclusiones y sin lubricantes. Acabado superficial bueno. Medir el diámetro de la huella en 2 posiciones perpendiculares. El espesor de la pieza tiene que tener 8 veces el valor de la profundidad del casquete esférico como poco. La distancia entre los centros de 2 huellas no inferior a 3 veces el diámetro medio de la huella. No da valores fiables cuando los valores superan los 450kp/mm^2 y por encima de 650 son inadmisibles. Realizar el ensayo a temperatura ambiente. Diámetro de bola lo mayor posible. Debe aplicarse una carga progresivamente creciente. Designación 400(valor de dureza) HBW 2,5(diámetro bola) /187,5(carga)/20(tiempo)

-Método Vickers:

Generaba problemas para determinar durezas elevadas, pero idearon un nuevo método para estudiar cualquier material sin tener que estar pendiente de su dureza. Es igual que Brinell, pero sustituyendo la forma del penetrador, por uno con forma de pirámide cuadrangular de diamante cuyo ángulo de caras tiene un valor de 136 grados. Gracias a esto se logran impresiones claras y poco profundas, logrando no dañar en exceso la pieza. La elección de la carga ira en función del espesor de la pieza de ensayo y de la dureza del material. Podemos medir durezas de mucho mayores que con el Brinell. H=P/S(kp mm^2) Hv= 1,8544 X (P/L^2) -Particularidades Vickers: Superficie lisa sin oxido y sin lubricantes. La rugosidad no será excesiva. Se medirán dos de las diagonales de la huella obteniendo así la mediada aritmética. Espesor de la probeta debe ser superior a 1,5 veces el valor diagonal de la huella. Cuando el material a estudiar sea, acero, cobre o aleaciones de cobre, la distancia entre centros de la huella y el borde de la probeta debe ser mínimo 2,5 veces la longitud media de la diagonal de la huella. Si el material es ligero, plomo, estaño, o aleaciones, la distancia aumentara hasta 6 veces la diagonal de la huella. Se realiza el estudio en superficies curvas y se deben aplicar correctores que aseguren un resultado. Se realiza a temperatura ambiente. -Condiciones del ensayo: 1- Situar el penetrador en contacto con la superficie a estudiar, aplicar progresivamente la carga que seleccionemos, entre 2 y 8 segundos. 2-Si es a bajo esfuerzo no pasar los 10 segundos de tiempo y los 0,2 mm/s de carga. Designación= 400(dureza) HV 30(carga)/20(tiempo)

-Método Rockwell:

Proporciona el valor de la dureza si necesidad de medir la huella, pero la precisión del ensayo es peor que en los otros métodos. Cuando el ensayo se realiza en materiales duros se emplea un penetrador con un cono de diamante de 120 grados y punta redondeada con un radio de curvatura de 0,2mm. Si el material es blando, se emplea una esfera como elemento de penetración. -Fases del ensayo: Primero, se aproxima el penetrador haciéndolo incidir en la pieza y aplicando una precarga. Después se adiciona una carga, haciendo descender el penetrador introducíéndose en la probeta y alcanzando una profundidad de huella. Finalmente retirar la carga manteniendo la precarga. -Particularidades ensayo: Superficie plana y uniforme y exenta de lubricantes, solo se usará lubricante por ejempló en la medición del titanio y deberá indicarse en el informe. SI se realiza en superficies cilíndricas o esféricas, deberán tener en cuenta ciertas correcciones. Las dos primeras mediciones se desecharán al ajustar el penetrador en el durómetro. Duración de la fuerza inicial no superior a 3 segundos, en la carga de 1 a 8 segundos, una vez en este punto 4 segundos. Espesor de probeta debe ser mínimo 10 veces la profundidad de la huella permanente con penetradores cónicos y 15 con esféricos. Distancia entre centros de huellas próximas al menos 4 veces el diámetro de la huella y siempre mayor de 2mm. Distancia del centro de la huella al borde de la pieza 2,5 veces el diámetro de la huella, nunca menor de 1mm. Temperatura ambiente entre los 10 y 35 grados. 60 HR B W(metal duro)

-Ensayos de dureza dinámicos:

1-Métodos por choque

-Dureza poldi:

El esfuerzo realizado sobre la bola actúa de golpe. Se generarán dos huellas una en el patrón y otra en el material a estudiar y después se medirán las impresiones producidas, mediante las que determinaremos la que posee el elemento a analizar. Es parecido al sistema Brinell. Designación= XXX HBS D POLDI 2-Métodos de retroceso

-Dureza shore:

Se fundamenta en la determinación de la energía elástica que puede absorber el material. Desde una altura determinada dejamos caer un pequeño martillo que posee una punta de diamante redondeada, cuando impacte contra la probeta, parte de la energía se transformará en deformación del material, generando una huella, el resto de la energía será conservada por el martillo, manifestándose en un rebote de altura menor que la inicial, esta altura es el valor que determina la dureza de retroceso. Se realiza con un esclerómetro, formado por un tubo transparente, en su interior ahí un martillo con punta de diamante redondeada. El martillo deformará elásticamente el material al chocar contra el, rebotando hasta una altura determinada que proporcionará la dureza shore.

-Ensayo Knoop:

Se emplea para medir durezas superficiales como esmaltes por ejemplo. Es similar al método Vickers. El penetrador es una pirámide de diamante que genera una huella rómbica cuya relación entre diagonales es de 7 a 1. Cargas pequeñas de 1 a 100 gramos, los que la carga no superen los 200 gramos se llamaran micro dureza. HK= F/0,07028 X L^2