OBJETIVOConocer el funcionamiento de un probador de dureza Rockwell para as comprobar experimentalmente la escala Rockwell establecida para un acero 1018. Finalmente determinar la dureza con ayuda de la frmula necesaria y as confrontar la teora estudiada.Condiciones ambientalesT(C)HR(%)Evidencia

Iniciales

215C39%

Finales 222C37%

Material

Probetas: Se ensayar una probeta de acero bajo carbono SAE 1018, para la prueba de dureza Rockwell A, y para la prueba de dureza Rockwell B, se ensayara 3 probetas de distintos materiales: latn, cobre electroltico, y aluminio.Las probetas deben estar limpias para evitar cualquier imperfeccin como el xido, suciedad y escamas de una de sus caras donde se realizarn las mediciones. La probeta debe ser montada de tal forma que la superficie est perpendicular del eje del indentador.

Identadores: HRA-Indentador de punta de diamante (BRALE) HRB-Esfera de acero con

EquipoFoto de evidencia

Probeta de solera de acero de 10x10mm de bajo carbono.

Una placa de latn, cobre y aluminio

Durmetro Rockwell

Indentadores (Esfera de acero de dimetro de 1/16 e indentador de punta de diamante)

Consideraciones TericasDureza Rockwell: Se entiende por dureza la propiedad de la capa superficial de un material de resistir la deformacion elastica, plastica y destruccion, en presencia de esfuerzos de contacto locales inferidos por otro cuerpo, mas duro, el cual no sufre deformaciones residuales (identador), de determinada forma y dimensiones.El metodo Rockwell no pretende de manera directa medir la dureza a traves de la determinacion de la magnitud de los esfuerzos de contacto, si no que la define como un numero arbitrario, inversamente proporcional a la penetracion del indentador.El estndar ASTM E 18 define la dureza Rockwell como un mtodo de ensayo por indentacin el cual, con el uso de una maquina calibrada, se fuerza un indentador cnico esferoidal de diamante, o una bola de acero endurecido, bajo condiciones especficas contra la superficie del material a ser ensayado, en dos operaciones, y se mide la profundidad permanente de la impresin bajo condiciones especficas de carga segn el tipo de prueba a, b, c que se realizare de acuerdo a las especificaciones de material para la prueba.Como un nmero derivado del incremento neto en la profundidad del indentador cuando la fuerza en el indentador es incrementada desde una fuerza previa (preliminar especifica) hasta una fuerza total (especifica) y luego retornada al valor de fuerza previa.

Al comienzo de la prueba el indentador penetra un poco en la superficie de la muestra bajo la accin de la carga previa, la cual se mantiene hasta el final del ensayo. Esto garantiza una mayor exactitud del ensayo ya que excluye la influencia de las vibraciones y de las irregularidades de la delgada capa superficial. Despus se expone la probeta a la accin de la carga total, y la profundidad de la penetracin aumenta. Luego de retirada la carga principal, el sistema probeta-indentador ocurre una recuperacin elstica, ya que sobre el acta solo la carga previa, siendo posible la medicin de la profundidad de penetracin, la cual determina el nmero de dureza Rockwell (HR).Para determinar la dureza Rockwell se utilizan dos tipos de identadores: el cnico-esferoidal de diamante y el de bola (acero o carbono de tungsteno) de varios dimetros.Entre el nmero de Rockwell y la profundidad de la identacin h existe la siguiente relacin:

h= profundidad de la penetracin.

De estas frmulas se deduce que cada unidad de dureza Rockwell corresponde a una penetracin de 0,002 mm y que el valor de dichas unidades debe ser restado de cierto tope para que haya coherencia: a menor profundidad de penetracin mayor ser el nmero de Rockwell y viceversa. En la prctica no hay necesidad de usar estas frmulas, ya que los indicadores de las mquinas de Rockwell muestran directamente el nmero de dureza.El estndar define las caractersticas geomtricas de los identadores. Para el penetrador cnico esferoidal se muestran en la siguiente figura

A partir de las combinaciones posibles de distintos identadores y cargas, el estndar ASTM E18 define 15 escalas diferentes de durezas Rockwell. Se muestra la tabla 1 que las define, tomada directamente de dicho estndar. En esta tabla se muestra tambin la aplicabilidad de cada tipo de prueba.DESARROLLO DE LA PRCTICA

Para obtener la dureza Rockwell de la superficie de un material, primero se coloca el identador en el durmetro ya sea el de diamante o el de acero. Despus se selecciona la carga para el tipo de dureza (TABLA 1) de la perilla selectora de cargas.Posteriormente se coloca la probeta en el tornillo de elevacin (Figura 1) y se lleva lo ms prximo al identador hasta que ambos se toquen ligeramente (Figura 2, Figura 3). Se continua elevando el tornillo de elevacin hasta que las agujas del durmetro crucen 2 veces, buscando que en la tercera queden empalmadas en cero o set (Figura 4), con esto completo procedemos ahora a aplicar la carga inicial de 10kgf (la misma para la prueba Rockwell A y B), luego presionando el botn de START el durmetro se encarga de aplicar la carga total en la probeta durante aproximadamente 10 segundos (Figura 5).Finalmente se observa en la escala correspondiente al tipo de indentador (Figura 6), el valor de la dureza Rockwell, calculado automticamente por la mquina y se retira la probeta bajando el tonillo de elevacin (Figura 7). En las mismas condiciones se realizan el resto de las identaciones que en este caso son 6, teniendo en cuenta que la separacin del borde de la probeta y de una huella al borde de la otra debe ser mayor a 2.5 veces el dimetro de la huella, la primera de estas no se considera en el clculo, esto para permitir el asentamiento del sistema indentador y porta indentador. Para Rockwell B se realiza el mismo procedimiento con la diferencia que se selecciona otro tipo de carga y se mide en otra escala, para esta prueba utilizamos 3 probetas (Figura 8).

TABLA 1 HRAIndentador de punta diamante (brale)0-100 HRA 60 kgfMateriales suaves y duros sin tratamiento trmico.

HRBEsfera de acero con 1/160-100 HRB100kgfMateriales suaves sin tratamiento trmico y metlicos no ferrosos.

HRCIndentador de punta diamante (brale)0-100150kgfMateriales duros con tratamiento trmico.

Figura 1 Figura 2 Figura 3

Figura 4

Figura 5 Figura 6

Fig 7

Figura 8CLCULOS Y RESULTADOSTabla 1 Datos obtenidosRockwell A

Acero 1020Datos obtenidos

149.5

250

350.5

450

550

650

En la tabla 1 se muestran los resultados obtenidos al realizar la prueba Rockwell A, el resultado obtenido en rojo se reporta pero no se ocupara para obtener el valor resultante de la dureza.La manera para obtener el resultado de la prueba Rockwell es la siguiente:Se realiza la prueba obteniendo 6 resultados se descarta el primero y se realiza el promedio de los otros 5Promediototal

50+50.5+50+50+5050.1

As mismo se realizo la prueba en Rockwell B y C en el patrn utilizado en el laboratorio.Los datos obtenidos para el patrn en Rockwell B son los siguientes: 92.1 2.0 HRBLos datos obtenidos para el patrn en Rockwell C son los siguientes: 31.8 1.5 HRCTabla 2 Datos obtenidosRockwell B

MaterialResultado de dureza

Latn64

Aluminio 60-6224.5

Cobre electroltico40

En esta tabla se muestra la dureza en Rockwell B de 3 materiales, en los cuales no se realizaron las 6 indentaciones establecidas, sino nicamente una que se tomo como el valor final de dureza en estos materiales.

BibliografaAVNER/ Introduccin a la metalurgiaMcGraw Hill2 ed.

ASKELAND Donald R. / Ciencia e ingeniera de los materialesCIENCIAS INTERNATIONAL THOMSON3 ed.Dureza RockwellPagina 8