Práctica 11: Ensayos de dureza

Con los ensayos de dureza determinamos la resistencia que oponen los materiales a ser penetrados o rayados por otros.
La dureza se determina con el durómetro.

Y los materiales sobre los que vamos a ensayar son:

• Acero para la dureza Brinell y Rockwell.
• Aleación de aluminio para la dureza Vickers.

Acero            Aleación de aluminio

En los tres ensayos que vamos a realizar, primero aplicamos una carga inicial de 10 Kgf y luego la sobrecarga indicada para cada material. La carga inicial se consigue haciendo girar 3 veces la aguja indicadora de la fuerza, hasta que la aguja pequeña, entre en el marco verde.

1. Dureza Rockwell:

Colocamos la probeta sobre el yunque, de forma no se deslices al aplicar la carga. A continuación  colocamos la bola 1/16 pulgadas y subimos la probeta hasta ponerla en contacto con la probeta.
Aplicamos la fuerza de 10 Kgf y después aplicamos la sobrecarga hasta 100 Kgf  progresivamente durante 11 minutos y leemos la dureza en la escala B (roja).

Escala de dureza Rockwell

Repetimos el ensayo 3 veces y los resultados son:

Expresamos los resultados:

2. Dureza Brinell

Para determinar la dureza Brinell, medimos la penetración que provoca un objeto sobre el material que vamos a ensayar.
Utilizamos una bola de 2,5 mm de diámetro y una sobrecarga de 187,5 kgf, después de la carga inicial de 10 kgf. Mediamos el diámetro de la huella que deja la bola y determinamos la dureza Brinell según:

Siendo D el diámetro de la bola y d el diámetro de la huella.

Huella de la bola de 2,5 mm

Observamos las huellas obtenidas con la lupa y determinamos su diámetro con ayuda de un programa, tomando como referencia papel milimetrado como veremos a continuación.

Los resultados obtenidos en los 3 ensayos son:

Expresamos los resultados:

El acero ensayado tiene una dureza Brinell de 177.8 hecha con bola de acero(Steel) de 2 mm y aplicando una fuerza de 187,5 kgf (1837,5 N) durante un tiempo de 11 segundos.

3. Dureza Vickers:

Para determinar la dureza Vickers, se utilizan penetradores con forma piramidal. Se realiza de la misma manera que el ensayo Brinell aunque se le aplica menos carga. Éste método se puede decir que es una mejora del método Brinell.

En este ensayo vamos a determinar la dureza de una superficie más fina y blanda. La muestra utilizada es una aleación de aluminio.

Hemos obtenido las siguientes huellas:

Calculamos la dureza según:

Obtenemos los siguientes resultados:

Expresión de resultados:

La chapa de aluminio ensayada tiene una dureza Vickers de 157.6, medida bajo una carga de 60 kgf (588N), durante un tiempo de 11 s.