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Laboratorio - propiedades mecanicas de los materiales



Objetivo general
• Observar y conocer las propiedades mecanicas de los materiales basandose en una fundamental y muy importante como lo es la dureza.

Objetivo especifico
• Manejar las escalas de medición Rockwell B y Rockwell C aplicadas en el aluminio y el bronce.

• Determinar el comportamiento de las probetas de Aluminio y Bronce sometidas al ensayo no destructivo del durómetro.
• Conocer y manejar los diferentes tipos de cargas del durómetro.
Consideraciones teóricas
Durómetro: maquina utilizada para medir las durezas de los materiales
Aluminio Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería mecanica, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecanica (hasta los 690 mpa). Es buen conductor de la electricidad y del calor, se mecaniza con facilidad y es relativamente barato.


Bronce es toda aleación metalica de cobre y estaño en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción de entre el 3 y el 20%
Dureza es la propiedad que tienen los materiales de resistir el rayado y el corte de su superficie
Equipo utilizado
Durómetro de Rockwell
Consta de:
• Un soporte plano de acero lo suficientemente duro y rígido para prevenir su deformación, el que se encontrara fijado simétricamente debajo delpenetrador.
• Un indicador dial de dureza, el cual esta diseñado para medir la profundidad diferencial, la lectura del dial corresponde a la cifra de dureza Rockwell del tipo de ensayo Rockwell realizado.
Cada indicación en el dial o valor de incremento de profundidad del penetrador equivale a una magnitud de 0,002 mm y representa una unidad de dureza. Este dispositivo debera indicar la carga con un error maximo de 1 %.
• Una palanca lateral para aplicar la carga principal
• Una manilla giratoria para elevar el soporte rígido, que ademas permite la aplicación de la carga inicial
• Indicador de escala.
• Tornillo regulador de escala, permite ajustar la maquina a la escala deseada.

Penetradores:
Para la escala B:
Se utiliza un penetrador esférico de acero templado y de una superficie finamente pulida
Para la escala C:
Se utiliza un penetrador de forma cónica y con punta de diamante, el angulo en el vértice del cono sera de 120º y la terminación del cono sera de forma casquete esférico, con un radio de 0,2 mm ± 0,002 mm.
Este tipo de penetrador se emplea también para los ensayos en escala A y D.
Aluminio
Bronce
• Tabla de equivalencia
Escala
Rockwell Tipo de
ensayo Color y situación de la escala donde se hace la lectura Tipo de penetrador Campo de
Validez Carga
inicial Carga
total
B Normal Rojo Dentro Bola de acero de 1,588 mm 35 a 100 HRB 10 Kp 100 Kp
C Normal NegroFuera Cónico de Diamante
de 120º 20 a 71 HRC 10 Kp 150 Kp

Procedimiento
Se aplicara una carga principal (P1) para la escala B, cuya fuerza sera equivalente a 90 Kp y para la escala C sera de 140 Kp. El aumento de la carga (P1) hasta su valor límite debera ser lento, entre 3 y 6 seg, aplicada en forma uniforme y libre de vibraciones. La aplicación de esta carga tiene por finalidad determinar la dureza de la pieza con una carga total para la escala B de 100 Kp y para la escala C de 150 Kp.
Las penetraciones sobre la pieza deberan efectuarse en puntos cercanos de la superficie de la misma, manteniendo una distancia de por lo menos 3 mm entre el centro de una impresión y el borde de la pieza, como también respecto del centro de otra impresión
si las lecturas dadas son menores de 20 o mayores que 100 se dice que es erróneo por esto debemos cambiar de escala
.Se calibra la maquina en escala b, procede a ubicar el penetrador ,se calibra la maquina girando el tornillo superior del durómetro, hasta llegar a la marca de la escala en cuestión. Luego se montó el patrón para escala B en el soporte, girando la llave del soporte se pone en contacto la pieza con el penetrador. Se gira hasta que la aguja del dial de dos vueltas, quedando en el punto 'cero' (aplicación carga inicial).
Con los resultados obtenidos de las lecturas de los materiales se obtienen las siguientes medias aritméticas:
• aluminio
•bronce
después de varios ensayos se determino que la dureza de el aluminio es y la dureza del bronce es

Concluciones
• El ensayo Rockwell es uno de los mas utilizados, porque no constituye una gran pérdida de material, incluso es posible reutilizar la pieza.
• Este tipo de ensayo es facil de llevar a cabo, porque no implica mayores calculos matematicos y el resultado de cada ensayo se obtiene de la directa lectura del dial.
• Es un ensayo que nos deja como resultado, después del calculo de la media aritmética, un valor bastante exacto sobre la dureza del material.
• El ensayo Rockwell es de amplia aplicación pues se puede utilizar tanto en materiales duros como blandos.
• Es facil el reconocimiento de resultados erróneos, porque varia mucho la lectura entre un ensayo y otro.
• Conociendo la dureza de los materiales se puede optimizar la fabricación de las diferentes herramientas, debido a que si un material es mas resistente puede usarse en trabajos mas pesados.
• Gracias a la escala rockwell podemos determinar cuanto puede resistir un material a un esfuerzo determinado
• Se conoció y aprendió a utilizar una maquina de dureza Rockwell.
• Se logró determinar la dureza Rockwell en las escalas B y C , en los materiales entregados en laboratorio.
• Por la rapidez y sencillez de los ensayos se pueden efectuar numerosos en muy poco tiempo y así verificar la autenticidad de los resultados


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