Ciencias de los materiales.

Objetivos

1. Aprender a manejar la instrumentación para realizar los ensayos de dureza. Donde el estudiante se familiarizará con el equipo del ensayo de dureza de Brinell.
2. Observar el comportamiento de los diferentes materiales bajo las distintas circunstancias de cargas aplicadas.
3. Identificar las partes de un durómetro (para la medición de la dureza de Brinell.
4. Aprender a determinar el diámetro de la huella mediante un microscopio.
5. Determinar los tipos de materiales empleados en los diferentes ensayos de la práctica. 6. Conocer los tipos de probetas normalizadas para estos tipos de ensayos.

Marco Teórico

 La dureza es una condición de la superficie del material, no representa ninguna propiedad de la materia y está relacionada con las propiedades elásticas y plásticas del material. Si bien, es un término que nos da idea de solidez o firmeza, no existe una definición única acerca la dureza y se la suele definir arbitrariamente en relación al método particular que se utiliza para la determinación de su valor. De esta manera algunas definiciones son: Resistencia a la identación permanente bajo cargas estáticas o dinámicas (dureza por penetración). Absorción de energía bajo cargas de impacto o dinámicas (dureza por rebote). Resistencia a la abrasión (dureza por desgaste). Resistencia al rayado (dureza por rayado). Independientemente de las definiciones enumeradas, en general, se entiende por dureza la propiedad que tienen los materiales de resistir la fuerza ejercida por un penetrador. En este sentido definiremos dureza como la resistencia de un material a la deformación plástica localizada. Los diferentes métodos desarrollados para medir la dureza en general consisten en producir una deformación local, en el material que se ensaya, a través de un penetrador. Los valores obtenidos son siempre dependientes del método y las condiciones en las que se ensaya por lo que para que un valor de dureza sea útil y permita su comparación debe estar acompañada de la indicación del método utilizado y las condiciones del ensayo. Existen diferentes métodos utilizados para obtener los valores de dureza del material, donde existen dos grandes grupos; ensayos estáticos y ensayos dinámicos. Donde la dureza Brinell es considerado como un ensayo estático. Dureza Brinell En el ensayo de dureza Brinell se usa una bola penetradora de cierto diámetro, para presionar sobre la superficie de la muestra de ensayo con una fuerza especifica. Después de un tiempo específico de mantener la fuerza de ensayo, se descarga dicha fuerza y se mide el diámetro medio de las diferentes indentaciones en la superficie de la muestra con un microscopio. La siguiente expresión representa la ecuación para encontrar la dureza Brinell.

                                            (1)                                   [pic 1]

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

Materiales

• Durómetro (unidad EEDB)
• Indentómetro de 10mm de diámetro
• Plato porta-muestra plano de 200mm
• 2 bloques de ensayo
• 3 monedas
• Microscopio portátil

 Procedimiento

1. Coloque el plato porta-muestra.
2. Coloque el indentómetro de 10mm.
3. Coloque el material de prueba para el ensayo.
4. Para cada probeta, utilice tres fuerzas diferentes con un tiempo de X segundos cada una.
5. Con ayuda del microscopio encuentre el diámetro de penetración en el material.
6. Busque la dureza Brinell, mediante la fórmula y la otra con ayuda de las tablas (en la parte de resultados muestre los cálculos de la formula y mencione en que tabla encontró la dureza Brinell).

Muestre los resultados en una tabla.

Tabla de datos

Cálculos de dureza de Brinell:

Probeta 1:

Para la fuerza de [pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

Esquema de una medición:

[pic 9]

Dónde:

• Dureza=[pic 10]
• Tipo de ensayo=[pic 11]
• Diámetro del identador=[pic 12]
• Fuerza=[pic 13]
• Tiempo=segundos

Para la fuerza de [pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

Esquema de una medición:

[pic 19]

Dónde:

• Dureza=[pic 20]
• Tipo de ensayo=[pic 21]
• Diámetro del identador=[pic 22]
• Fuerza=[pic 23]
• Tiempo=segundos

Para la fuerza de [pic 24]

[pic 25]

[pic 26]

[pic 27]

Esquema de una medición:

[pic 28]

Dónde:

• Dureza=[pic 29]
• Tipo de ensayo=[pic 30]
• Diámetro del identador=[pic 31]
• Fuerza=[pic 32]
• Tiempo=segundos

Probeta 2:

Para la fuerza de [pic 33]

[pic 34]

[pic 35]

[pic 36]

Esquema de una medición:

[pic 37]

Dónde:

• Dureza=[pic 38]
• Tipo de ensayo=[pic 39]
• Diámetro del identador=[pic 40]
• Fuerza=[pic 41]
• Tiempo=segundos

Para la fuerza de [pic 42]

[pic 43]

[pic 44]

[pic 45]

[pic 46]

Esquema de una medición:

[pic 47]

Dónde:

• Dureza=[pic 48]
• Tipo de ensayo=[pic 49]
• Diámetro del identador=[pic 50]
• Fuerza=[pic 51]
• Tiempo=segundos

Para la fuerza de [pic 52]

[pic 53]

[pic 54]

[pic 55]

[pic 56]

Esquema de una medición:

[pic 57]

Dónde:

• Dureza=[pic 58]
• Tipo de ensayo=[pic 59]
• Diámetro del identador=[pic 60]
• Fuerza=[pic 61]
• Tiempo=segundos

Probeta 3:

Para la fuerza de [pic 62]

[pic 63]

[pic 64]

[pic 65]

Esquema de una medición:

[pic 66]

Dónde:

• Dureza=[pic 67]
• Tipo de ensayo=[pic 68]
• Diámetro del identador=[pic 69]
• Fuerza=[pic 70]
• Tiempo=segundos

Para la fuerza de [pic 71]

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