Ensayos Destructivos

ENSAYOS DESTRUCTIVOS (dureza, tensión y fractura)

Un ensayo destructivo es aquella prueba practicada a un material que altera de forma permanente sus propiedades físicas, mecánicas o dimensionales.

Dureza.

El ensayo de dureza mide la resistencia de la superficie del material a la penetración de otro objeto mas duro. Mientras mayor es la penetración, mas blando es el material.

Pruebas de dureza

Rockwell (HRN Hard Rockwell Number)

Brinell (HBN Hard Brinell Number)

Vickers (HVN Hard Vickers Number)

Ensayo de dureza Rockwell

Se utiliza una pequeña bola de acero para materiales blandos de un diámetro de 1/8 plg o un cono de diamante para materiales duros.

La profundidad de la penetración es medida automáticamente por el instrumento y se convierte a índice de dureza rockwell. Hay diversos variantes o escalas del ensayo rockwell, dependiendo del tipo de material, carga y penetrador que se utilice:

HRC para aceros duros (corte herramienta)

HRF para aluminio, materiales suaves

HRA para materiales muy duros

HRB para aceros baja resistencia

Ensayo de dureza Brinell

Se utiliza una esfera de acero duro. Generalmente de 10mm de diámetro y se oprime sobre la superficie del material. Se mide la impresión ocasionada, normalmente de 2mm a 6mm y se calcula el número de dureza o índice de dureza Brinell con la siguiente ecuación:

"BRN=" F/"(π/2)D(D-√(D^2-Di^2)" [Kfg/mm^2]

F=carga aplicada

D= diámetro penetrador (mm)

Di= diámetro de impresión (mm)

La carga aplicada depende del tipo de material. La dureza Brinell se relaciona con la resistencia a la tensión de aceros mediante la siguiente ecuación:

σ=500 HBN

Ensayo de dureza Vickers

Son pruebas de microdureza. La penetración es tan pequeña que se mide con un microscopio. En general se emplea un penetrador diamante, de forma piramidal de base cuadrada se utiliza para materiales duros. Se calcula con la siguiente ecuación.

HVN= 1.854 F/d2

F= carga aplicada Kgf

d= promedio diagonal de la impresión (mm)

Comparación de pruebas normales de dureza

Prueba Penetrador Carga Aplicación

Brinell Esfera con 10 mm 3000 kg Hierro colado y acero

Brinell Esfera con 10 mm 500 kg Aleaciones no ferrosas

Rockwell A Cono 60 kg Materiales muy duros

Rockwell B Esfera de 1/16 pulg 100 kg Laton, acero de baja resistencia

Rockwell C Cono 150 kg Acero de alta resistencia

Rockwell D Cono 100 kg Acero de alta resistencia

Rockwell E Esfera de 1/8 pulg 100 kg Materiales muy blandos

Rockwell F Esfera de 1/16 pulg 60 kg Aluminio, materiales suaves

Vickers Pirámide de diamante 10 kg Todos los materiales

Knoop Pirámide de diamante 500 g Todos los materiales

Tabla 1

¿Para que nos sirve medir la dureza de un material?

Para saber si el material que estamos empleando para cierto proceso o utilidad tiene la dureza suficiente para soportar la fuerza a la que se encuentra sometido y no suceda algún percance en su uso.

Tensión o tracción.

Un ensayo de tensión mide la resistencia de un material a una fuerza estática y gradualmente aplicada. El dispositivo del ensayo se conoce como maquina universal. La probeta típica mide un diámetro de 0.505 pulg y una longitud calibrada de 2 pulg.

Fig. 3 “probeta de ensayo de tensión”

La probeta es colocada en la maquina de pruebas y se le aplica una fuerza que se le conoce también como carga. Se mide el alargamiento del material ocasionado por la aplicación de la fuerza con la longitud calibrada, que es la diferencia ∆L= L-L0, donde L0 es la longitud calibrada inicial y L es la longitud final.

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