UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANNFACULTAD DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA METALRGICAProfesor: Ing. Julin Nieto QuispeE-mail: nietoq@hotmail.comCelular: #952800514Domicilio: Distrito G. Albarracn, Villa La Agronmica M-7ENSAYO DE MATERIALESCAPTULO 2

CAPTULO IIENSAYO DE DUREZA Y MICRODUREZATacna-Per2014

ENSAYO DE MICRODUREZA MEDICIN DE DUREZA CON EQUIPO PORTATILCONTENIDOEnsayo de microdureza VickersEnsayo de microdureza koonpEnsayo de dureza Leeb (EQUOTIP)

En este tipo de ensayos la penetracin es del orden algunos micrones, por lo que pueden ensayarse chapas y lminas extremadamente delgadas, o superficies tratadas en las que el espesor del tratamiento es muy delgado como es el caso de las superficies carburadas o nitruradas, as como tambin los recubrimientos por electrodeposicin.

En los ensayos de microdureza se utilizan aparatos que aplican cargas que pueden variar de 0,01 kg a 2 kg.INTRODUCCIN

Hay dos tipos de tipos predominantes de ensayos de microdureza: El primero, Vickers, que fue introducido en Inglaterra en 1925. El segundo popular mtodo de ensayo de microdureza es el Knoop, desarrollado por el National Bureau of Standards (USA) en 1939. INTRODUCCINIndentadores de microdureza: A) Knoop, B) Vickers, C) Imagen.

Al fin de caracterizar el comportamiento de las estructuras cristalinas, debemos recurrir, de forma similar a como se realizaba en la Unidad anterior, al ensayo de microdureza. Los ensayos de dureza Brinell, Vickers, Rockwell o Shore afectan usualmente a la superficie ocupada por varios granos o compuestos. Por el contrario, el ensayo de microdureza, puede afectar slo a un grano monofsico o compuesto homogneo. En cualquier caso, si la huella ha afectado a uno o varios granos es una cuestin que queda despejada en el proceso de medicin de la huella y comprobacin de su ubicacin. Estas mediciones permiten un estudio muy localizado de la superficie del metal, por ejemplo un cristal de algunas decenas de micras de lado. INTRODUCCIN

Aparato para microdureza Vickers modelo 402-MVD de Foundrax-WolpertEn la figura se puede ver un aparato de microdureza Vickers que aplica cargas que pueden variar de 0,01 a 1 kg y posee un microscopio analgico (existe otra versin con microscopio digital) que permite medir la diagonal de la impronta en el mismo aparato.Tambin existen aparatos con los que se puede hacer micro y macro Vickers, con cargas que pueden variar desde 0,3 a 30 kgENSAYO DE MICRODUREZA VICKERS

El penetrador es del tipo Vickers, es decir una pirmide de diamante que produce una pequea huella cuando se aplican cargas del orden de los 100 gramos.La geometra del penetrador Vickers es la misma que para los ensayos convenciones de macro dureza. La figura muestra el esquema de un penetrador Vickers. La profundidad de penetracin es 1/7 de la diagonal ENSAYO DE MICRODUREZA VICKERS http://www.gordonengland.co.uk/

ENSAYO DE MICRODUREZA VICKERSEl ensayo se inicia, localizando con el objetivo del microscopio la zona donde se desea aplicar la carga y medir la microdureza. Una vez seleccionada esta zona, la carga se aplica durante un tiempo dado, eliminndose a continuacin y sustituyendo de nuevo el penetrador por el objetivo micromtrico (de 100x y 500x) para poder medir las diagonales de la huella piramidal marcada sobre el metal. El clculo de la dureza se realiza mediante la expresin:

HV = 1854.4 P/d2Donde: P expresado en gramos y d en micras. La seleccin de la carga a aplicar se realiza con los mismos criterios apuntados en las durezas Rockwell C. Las cargas varan desde 15 gr a 1000 gr y se aplican con una velocidad mnima, mantenindose durante unos 30 segundos.

Se emplea un penetrador de diamante piramidal de base rmbica de geometra mostrada en la figura. El penetrador Knoop produce una huella relativamente poco profunda (1/30 de la longitud de la diagonal mayor) cuando se compara con una carga realizada por penetrador Vickers. ENSAYO DE MICRODUREZA KOONP

ENSAYO DE MICRODUREZA KOONPLa dureza se determina mediante el cociente de la carga aplicada y el rea de la impronta proyectada sobre la superficie que se ensayada y en la que no debe tenerse en cuenta la recuperacin elstica del material.Sin embargo, la medicin de la superficie requiere que se retire el penetrador y por lo tanto el material produce la recuperacin elstica y la consecuente deformacin de la impronta.Por esto, considerando que la diagonal mayor l prcticamente no es afectada por la recuperacin, el clculo de la superficie S se realiza en funcin de esta. De esta manera el rea S de la base de la impresin no recuperada ser:Donde w y l son las diagonales del romboide, P la carga aplicada. La longitud de la diagonal l puede variar de 5 a 1000 micrones segn la carga y la dureza del material.

Aparato Tukon Modelo 2100 de Foundrax-WolpertEn la figura se muestra otro aparato utilizado en microdureza, el aparato Tukon. Este aparato es completamente automtico al hacer la penetracin. El aparato de la figura admite tanto la microdureza Vickers como la Knoop.Dureza Vickers/Knoop desde HV0,005 a HV50 Sistema electrnico de control a lazo cerradoIdentador montado sobre celdas de cargaPosicionador X YPanel de control con jog de alta velocidad, foco ultra fino y control de luzDUREZA VICKERS/KNOOP

EJEMPLO MEDICIN MICRODUREZA VICKERSLa dureza de la microestructura A ser:

La dureza de la microestructura B ser:

DurezaHuellaFaseInteriorBorde108XA270XB110XA181XA-B106XA272XB205XA-B160XA-B274XB

ENSAYO DUREZA LEEBLa medicin de velocidad antes y despus del impacto se hace mediante la diferencia de potencial elctrico que se genera en una bobina, al ser atravesada por el cuerpo percutor que contiene un imn permanente.

Como es sabe la diferencia de potencial en bornes de una bobina depende de la variacin del flujo magntico, la que a su vez depender de la velocidad con la que el percutor atraviesa la bobina.Una evolucin del mtodo Shore es el mtodo de Leeb. En este caso un cuerpo con un percutor que puede ser una bolilla de carburo de tungsteno de 3 o 5 mm de dimetro, es lanzado a velocidad conocida, por accin de un resorte. Cuanto ms blando el material a ensayar menor velocidad alcanzar el cuerpo percutor luego del impacto.

ENSAYO DUREZA LEEBEn la figura se muestra este sistema de maneara esquemtica, as como tambin una representacin temporal del voltaje inducido en la bobina antes y despus del rebote.La dureza Leeb HL se define a partir del cociente de la velocidad de impacto VI y la velocidad de rebote VR de la siguiente manera:

El durmetro porttil Leeb permite medir dureza en cualquier direccin. Esto se debe a que el percutor es lanzado por accin de un resorte, y a que se mide la velocidad antes y despus del rebote, lo que permite la correccin por software del valor del cociente de velocidades VR/VI en funcin del ngulo de medicin. De esta manera se facilita la medicin de dureza de piezas no transportables y en lugares en las que resulta imposible la utilizacin de otros mtodos,ENSAYO DUREZA LEEB

ENSAYO DUREZA LEEBLos resultados que arrojan tanto el mtodo de Shore como el Leeb dependen de la resiliencia de la probeta, la del matillo y la deformacin permanente sobre el material ensayado. La influencia de las propiedades elsticas del material puede resultar en que si se ensayan dos materiales cuya dureza real es la misma, se obtengan valores diferentes, debido a las diferencias en la resiliencia de ambos materiales.Por este motivo para que los resultados sean comparables es necesario agrupar los materiales segn sus propiedades elsticas y no existe una relacin directa que permita convertir los valores determinados por estos mtodos a las escalas de dureza convencional (HB, HRC, HV, etc). No obstante, empricamente a partir de numerosos ensayos se ha establecido la relacin de conversin a las escalas convencionales para cada grupo demateriales.

Los instrumentos modernos, como el de la figura disponen de nueve grupos de materiales como los indicados en la tabla; el usuario debe seleccionar el grupo que corresponda, en el men del instrumento, antes de realizar el ensayo.Adems el software de estos aparatos, incluye las tablas de conversin segn DIN50150 y ASTM E140 permitiendo la obtencin directa de lo valores no solo en la escala HL sino tambin en las escalas HB, HRC, HRB, HS y HV.ENSAYO DUREZA LEEB