Materiales

ENSAYO DE MATERIALES

Con el ensayo de los materiales deben determinarse los valores de resistencia, verificarse las

propiedades y establecerse el comportamiento de aquellos bajo la acción de las influencias externas.

El factor económico juega un rol de importancia en el campo de la fabricación en general, imponiendo

un perfecto conocimiento de los materiales a utilizar, de manera de seleccionarlos para cada fin y

poder hacerlos trabajar en el límite de sus posibilidades, cumpliendo con las exigencias de menor

peso, mejor calidad y mayor rendimiento.

En los ensayos físicos se determinan generalmente la forma y dimensiones de los cuerpos, su peso

específico y densidad, contenido de humedad, etc., y en los mecánicos la resistencia, elasticidad y

plasticidad, ductilidad, tenacidad y fragilidad, etc.

ENSAYOS DE DUREZA

La dureza de un material es la resistencia que opone a la penetración de un cuerpo más duro.

La resistencia se determina introduciendo un cuerpo de forma esférica, cónica o piramidal, por el

efecto que produce una fuerza determinada durante cierto tiempo en el cuerpo a ensayar. Como

indicador de dureza se emplea la deformación permanente (plástica)

En algunos casos, es necesario determinar las características mecánicas de los materiales sin llegar

a su destrucción. También podemos determinar la dureza conseguida mediante un tratamiento de

dureza. Podemos mencionar los tres tipos de ensayos de dureza más importantes:

DUREZA ROCKWELL

Para los materiales duros se emplea como elemento de penetración un cono de diamante de ángulo

120º, y para los semiduros y blandos una bolita de acero de 1/16”, deduciéndose la fuerza Rockwell

de la profundidad conseguida en la penetración. El cuerpo empleado para la penetración se hace

incidir sobre la superficie de la pieza a ensayar con carga previa de 10Kg. La profundidad de

penetración alcanzada constituye el valor de partida para la medición de la profundidad de la huella.

Después se aumenta en 140Kg la carga aplicada al cono (150Kg), y en 90Kg la aplicada a la bolita

(100Kg), bajándose nuevamente el valor previo. Se mide la profundidad de penetración que queda y

en la escala del aparato se lee directamente la correspondiente dureza Rockwell C (HRc) cono o la

Rockwell B (HRb) bolita.

Ensayos de dureza

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La siguiente es una tabla simplificada de los materiales más comunes que se miden con Rockwell.

Cargas (kgf) HB Penetrador Adicional Total Material

B Bolilla 1/16” 90 100 Acero blando. Aleaciones de Cu y Al. Fundición

maleable

C cono 140 150 Acero de alta dureza. Fundición perlítica.

DEFINICIONES

NUMERO DE DUREZA ROCKWELL: es un número obtenido por la profundidad de la huella;

el cual proviene cuando se aumenta la carga sobre un penetrador desde una carga fija menor hasta

una mayor, retornando después a la carga menor.

Los números de dureza Rockwell se expresan siempre con un símbolo de escala, que indica el

penetrador y la carga utilizada.

EJEMPLO: 60 HRC indica un valor de dureza Rockwell 60 medido en la escala C.

MAQUINA Y EQUIPO

La máquina de prueba consiste en un soporte rígido o yunque, sobre el que se coloca la

probeta y un dispositivo que aplica las cargas prefijadas a un penetrador en contacto con la misma.

PENETRADORES

a) PENETRADOR DE DIAMANTE.

Este tipo de penetrador debe emplearse en pruebas de dureza para las escalas A, C y D.

Consiste en un cono de diamante cuyo ángulo es de 120º ± 0.5º y su eje debe coincidir con la

dirección de penetración con una tolerancia de ± 0.5º. La punta es un casquete esférico con un radio

de 0.200 mm.

La forma del casquete y el valor del radio del penetrador tienen una influencia importante en el valor

de la dureza obtenida. La anisotropía del diamante hace difícil el maquinado del mismo en forma

totalmente simétrica. Por lo cual es necesario comparar los resultados obtenidos con un penetrador

patrón sobre piezas patrón de diferentes durezas.

b) PENETRADOR ESFERICO DE ACERO

Este tipo de penetrador debe emplearse en los ensayos de dureza para las escalas B, E Y F.

Consiste en un balín de acero templado y pulido, con un diámetro de 1.588 mm ± 0.003 mm; Excepto

para la escala E, que tiene un diámetro de 3.175 mm ± 0.004 mm. Dicho balín debe estar pulido y no

debe presentar defectos superficiales.

Debe eliminarse y anularse la prueba si presenta una deformación mayor a la tolerancia indicada

anteriormente o cualquier otro defecto superficial.

En los dos tipos de penetrador debe evitarse la acumulación en el penetrador de: polvo, tierra, grasa

o capas de óxidos, dado que esto afecta los resultados de la prueba.

PROCEDIMIENTO.

APLICACIÓN DE LA CARGA MENOR: debe colocarse la probeta sobre el soporte y aplicar la

carga menor gradualmente hasta que se obtenga la indicación apropiada en la carátula. Esto se

obtiene cuando el indicador haya dado él numero apropiado de revoluciones completas y quede

dentro de 5 divisiones de la posición de ajuste en la parte superior de la carátula.

APLICACIÓN DE LA CARGA MAYOR: Debe aplicarse la carga mayor accionando la palanca

de operación sin impacto y dejando que gire libremente. Se retira la carga mayor llevando la palanca Ensayos de dureza

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de operación de regreso a la posición original dentro de los 2 segundos siguientes después de que su

movimiento ha cesado sin interrumpirla maniobra de regreso.

LECTURA DE LA ESCALA PARA DUREZA ROCKWELL: Debe considerarse la dureza

rockwell como la lectura del indicador en la escala apropiada de la carátula, después de que se ha

quitado la carga mayor y mientras la carga menor aun esta actuando. Estas lecturas se estiman a

veces a la mitad de una división, dependiendo del material que se pruebe.

CONDICIONES DEL ENSAYO

1. La superficie del material debe estar lisa, seca y libre de grasa, polvo etc.

2. El espesor de la probeta debe ser por lo menos diez veces la profundidad de la huella, y el

ensayo

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