Dureza Rockwell

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

- Determinar experimentalmente la dureza Rockwell.

- Estudiar sus aplicaciones.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

- Identificar el material de trabajo.

- Saber cómo se realiza los ensayos de dureza Rockwell en el laboratorio de resistencia de materiales.

- Seguir las recomendaciones que dice la guía para obtener unos datos de acuerdo a lo esperado.

- Elaborar tablas y gráfico correspondiente para los datos obtenidos.

- Realizar los análisis respectivos para cada probeta en estudio.

MARCO TEÓRICO

Definición de dureza: se entiende por dureza la propiedad de la capa superficial de un material de resistir la deformación elástica, plástica y destrucción, en presencia de esfuerzos de contacto locales inferidos por otro cuerpo, más duro, el cual no sufre deformaciones residuales (indentador ó penetrador), de determinada forma y dimensiones.

Los métodos Brinell y Vickers, ya estudiados, poseen la insuficiencia principal de que la medición de las características geométricas de la impronta toma cierto tiempo, además dicha medición a veces no es exacta a causa de que el metal desalojado por la bola se acumula cerca de los bordes de la impronta. Por esto surgió la necesidad de desarrollar otros métodos de determinación de la dureza llevando al desarrollo de métodos como el Rockwell, en el cual la medición de la dureza es mucho más ágil y objetiva.

El método de Rockwell aunque es un método de indentación no pretende de manera directa medir la dureza a través de la determinación directa de la magnitud de los esfuerzos de contacto, sino que la define como un número arbitrario, inversamente proporcional a la penetración del indentador.

El estándar ASTM E 18-03 define la dureza Rockwell como un método de ensayo por indentación por el cual, con el uso de una máquina calibrada, se fuerza un indentador cónicoesferoidal de diamante (penetrador de diamante), o una bola de acero endurecido (acero o carburo de tungsteno), bajo condiciones específicas contra la superficie del material a ser ensayado, en dos operaciones, y se mide la profundidad permanente de la impresión bajo condiciones específicas de carga.

El estándar ASTM E18-03 define el número de dureza Rockwell como un número derivado del incremento neto en la profundidad del indentador cuando la fuerza en el indentador es incrementada desde una fuerza previa (preliminar específica) hasta una fuerza total (específica) y luego retornada al valor de fuerza previa.

Tiempo de aplicación de la carga. Sobre el tiempo de aplicación de la carga principal existen discrepancias. El estándar ASTM E 18-79 especifica un tiempo de aplicación de la carga principal de no más de 2 s, luego del detenimiento de la palanca de aplicación, además advierte lo siguiente: en el caso de ensayarse materiales que presenten pequeño flujo plástico o no lo presenten luego de la aplicación total de la carga, la palanca debe ser retornada inmediatamente para retirar la carga principal; en el caso de flujo plástico considerable, lo que se manifiesta en el movimiento del puntero del indicador luego del detenimiento de la palanca de aplicación de la carga, ésta debe ser retornada luego de 2 s de aplicada la fuerza (detenimiento de la palanca).

El estándar DIN 50 103, por el cual se rige el manual de operación de la máquina de nuestro laboratorio, aconseja retirar la carga 10 s después del detenimiento de la palanca, si el material ensayado es muy blando debe esperarse aún más.

El estándar GOST 9013-59 pide mantener la carga entre 4 y 8 s, luego de establecerse el valor nominal de la misma.

MATERIALES

- Durómetro modelo 200 HRC-150 (Ver figura 4.2). Sirve para medir dureza Rockwell en la escala A, B o C. Para el caso de nosotros utilizamos C.

- Microscopio óptico de medición con una resolución de 0,001mm Incorporado en el escleroscopio HP-250.

- Probetas AISI 01 para el ensayo de dureza Rockwell:

 Estado de suministro.

 Templada en aceite.

 Templada en agua.

- Indentador o penetrador de punta de diamante (ensayo Rockwell).

- Cronómetro convencional.

Fuente: Guía del laboratorio de resistencia de material – G. Calle - Dureza 3 – Rockwell.

Figura 1: Durómetro 200 HRC -150

Durómetro Rockwell: “Es un aparato de mesa automatizado con pantalla digital para el control preciso e independiente de la fuerza superficial de materiales metálicos. Este durómetro Rockwell detecta los parámetros Rockwell HRA, HRB y HRC de materiales como aleaciones de acero, acero al carbono, hierro bruto, así como aleaciones metálicas. La fuerza de ensayo se ejerce de forma automática. La fuerza de ensayo deseada se puede seleccionar previamente”.

PROCEDIMIENTO

Procedimiento Dureza Rockwell:

Preparación de las probetas:

Las probetas utilizadas para este ensayo fueron de acero AISI 10, (en estado de suministro, templada en aceite y templada en agua). Dichas probetas fueron pulidas previamente a la práctica, hasta quedar tipo espejo la superficie de ensayo, esto con el fin de obtener una claridad de la huella y ser observada por el microscopio incorporado en el escleroscopio.

Determinación de la carga a ejercer:

Para las tres probetas, se utilizó una escala Rockwell C, que según la guía de estudio le corresponde un valor de carga igual a 150 kgf, como la máquina (durómetro 200 HRC -150) está para

...