6.2: Unidad 2: Pruebas de Dureza
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Después de completar esta unidad, deberías ser capaz de:
- Realizar una prueba Rockwell
- Realizar una Prueba Brinell
Más allá de verificar nuestro tratamiento térmico en la tienda, probar la dureza es en algún momento necesario para el trabajo de producción también. A pesar de que es una mala planificación, ocasionalmente un trabajo llega a nuestro taller de máquinas con una aleación desconocida o tal vez se conoce su composición pero la dureza no lo es. Es posible usar una lima para probar aproximadamente la maquinabilidad de ese metal, pero la mejor manera de seleccionar tipos de cortador, velocidad y avance es una verdadera dureza medición.
Brinell: Prueba de dureza leyendo el diámetro de una marca penetradora de bola.
Rockwell: Prueba de dureza mediante la lectura de la profundidad del penetrador.
La prueba de dureza Rockwell
El Rockwell es un método ampliamente aceptado tanto para metales blandos como duros. Este sistema mide la maleabilidad midiendo la profundidad de una sonda puntiaguda conocida de forma y tamaño penetrará en el material dada una cantidad exacta de fuerza sobre él. Debido a la gama de Rockwell, es la prueba más popular en talleres de herramientas y pequeños talleres de producción y laboratorios de capacitación.
Números de Rockwell:
Hay varias escalas diferentes dentro del sistema Rockwell. Usaremos la báscula Rockwell C, utilizada correctamente en el acero endurecido. Se puede decir que la escala C comienza en 0 (Acero recocido) y corre hasta 68, más dura que una broca HSS, cerca de la de una herramienta de carburo. Está simbolizado por una R mayor con el subíndice de escala.
R C
La prueba de Rockwell en dos pasos:
Paso 1. Calibrar carga
El objeto de prueba se coloca sobre el yunque inferior de tal manera que es estable y no se mueve cuando se presiona hacia abajo desde arriba. A continuación, un penetrador de diamante en forma de cono se pone en contacto y luego se introduce en metal a un valor predeterminado de 20 lbs. Eso hace que la punta cónica se hunda en el metal de 0.003 a 0.006 pulgadas. Esta es la carga de calibración inicial. En ese momento, se gira un indicador de dial grande para leer cero.
Paso 2.
Carga de prueba Luego, con la presión de calibración sobre el penetrador y el indicador establecidos en cero, se agrega una segunda carga de prueba de adición de 20 lbs. A medida que el diamante se hunde más, su profundidad añadida se traduce en dial, pero en una relación inversa. Cuanto más profundo penetra el diamante, más suave es el metal prueba, por lo tanto, menor número que debe aparecer en la cara del dial. Inversamente, cuando el punto no puede ir muy profundo, el metal es duro y se registra más alto en la cara del dial.
El método Rockwell
El método Rockwell mide la profundidad permanente de indentación producida por una fuerza/carga en un penetrador.
1. Preparar la muestra.
2. Colocar la muestra de prueba sobre el yunque.
3. Una fuerza de prueba preliminar (comúnmente conocida como precarga o carga menor) se aplica a una muestra usando un penetrador de diamante.
4. Esta carga representa la posición cero o de referencia que atraviesa la superficie para reducir los efectos del acabado superficial. Después de la precarga, se aplica una carga adicional, llamada carga mayor, para alcanzar la carga de prueba total requerida.
5. Esta fuerza se mantiene durante una cantidad de tiempo predeterminada (tiempo de permanencia: 10-15 segundos) para permitir la recuperación elástica.
6. Esta carga mayor se libera y la posición final se mide contra la posición derivada de la precarga, la varianza de profundidad de indentación entre el valor de precarga y el valor de carga mayor. Esta distancia se convierte en un número de dureza.
La prueba de dureza Brinell
El ensayo de Dureza Brinell es muy similar al sistema Rockwell en que un penetrador es forzado en la muestra, sin embargo, aquí el calibre medido es el diámetro de la abolladura realizada por penetración de una bola de acero duro de tamaño conocido, en la superficie de la pieza de trabajo. Las bolas de acero para herramientas endurecidas se utilizan para probar materiales más blandos, mientras que una bola penetradora de carburo se usa para probar metales más duros.
Debido a la dureza superior, factor limitante de la bola Brinell, esta prueba se utilizó correctamente como prueba de metales blandos a medios duros.
Los números de escala Brinell:
La báscula va desde 160 para acero recocido hasta aproximadamente 700 para acero muy duro.
El ensayo de dureza Brinell es una forma alternativa de probar la dureza de metales y aleaciones.
- Preparar la muestra.
- Colocar la muestra de prueba sobre el yunque.
- Mueva el penetrador hacia abajo hasta su posición en la superficie de la pieza.
- Se aplica una carga menor y se establece una posición de referencia cero.
- La carga mayor se aplica por un periodo de tiempo especificado (10 a 15 segundos) más allá de cero.
- Se libera la carga mayor, dejando aplicada la carga menor.
- Siga el proceso para determinar la dureza Brinell de una muestra de aluminio.
- Presione el penetrador en la muestra usando una fuerza de prueba controlada con precisión.
- Mantener la fuerza durante un tiempo de estadía específico (generalmente de 10 a 15 segundos).
- Una vez completado el tiempo de permanencia, retire el indentador, dejando una sangría redonda en la muestra.
- El tamaño de la sangría se determina ópticamente midiendo dos diagonales de la indentación redonda usando un microscopio portátil o uno que esté integrado con el dispositivo de aplicación de carga.
- El número de dureza Brinell es una función de la fuerza de prueba dividida por el área de superficie curva de la sangría. La indentación se considera esférica, con un radio igual a la mitad del diámetro de la bola. El promedio de las dos diagonales se utiliza en la siguiente fórmula para calcular la dureza Brinell.
BHN = F2D (D-D2- d2)
Prueba unitaria:
1. Por favor, enumera cinco tratamientos térmicos de seguridad.
2. ¿Qué es lo primero que hay que saber cuando se trata térmicamente un acero?
3. ¿Cuál es el tiempo de remojo para un espesor de metal de 1 a 2”?
4. Por favor explique Tiempo de remojo.
5. Una vez completado el tiempo de remojo, ¿cuál es el siguiente paso?
6. Para templar la parte de la muestra se debe colocar en el horno ¿a qué temperatura?
7. Por favor explique Austenizar y Quench.
8. ¿Qué es un Air-cool?
9. Por favor explique El Método Rockwell.
10. Por favor explique La Prueba de Dureza Brinell.
Información de atribución del capítulo
Este capítulo se derivó de las siguientes fuentes.
- Tratamiento Térmico derivado del Tratamiento Térmico de Carbono Liso y Aceros de Baja Aleación por el Instituto Tecnológico de Massachusetts, CC:BY-NC-SA 4.0.
- Ecuación de Prueba de Dureza Brinell derivada de Dureza Brinell por Núcleo-Materiales Buscador de Recursos, CC:BY.