1
00:00:00,000 --> 00:00:22,469
En algunas situaciones industriales nos preguntamos cómo es posible que los materiales aguanten

2
00:00:22,469 --> 00:00:28,469
tanto sin deformarse y poder seguir funcionando y ajustados. La ciencia y tecnología de materiales

3
00:00:28,469 --> 00:00:33,310
tiene la solución. Se puede modificar la superficie del material consiguiendo una dureza

4
00:00:33,310 --> 00:00:39,070
extrema para que no se deforme y a la vez que la parte interna del material permanezca con

5
00:00:39,070 --> 00:00:45,929
otras condiciones más blandas para que no se rompa. La dureza es la propiedad mecánica que

6
00:00:45,929 --> 00:00:52,969
se debe determinar para controlar esa deformación superficial y se realiza con los durómetros de

7
00:00:52,969 --> 00:00:55,530
los laboratorios de control de calidad de materiales.

8
00:01:11,680 --> 00:01:17,120
Se define dureza como resistencia superficial de los materiales a ser rayados o penetrados.

9
00:01:17,500 --> 00:01:22,299
Existen varias escalas de medida, una de ellas es la escala de Mohs, o resistencia al rayado

10
00:01:22,299 --> 00:01:26,659
utilizada en mineralogía, donde el material más blando es el talco y el más duro el

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00:01:26,659 --> 00:01:32,000
diamante. Se trata de un método cualitativo. Pero los métodos industriales que estudiamos

12
00:01:32,000 --> 00:01:37,920
nosotros determinan la resistencia a ser penetrados por otros materiales más duros y deformarse

13
00:01:37,920 --> 00:01:44,400
permanentemente, donde la dureza entre materiales es muy parecida y se necesitan métodos más eficaces

14
00:01:44,400 --> 00:01:51,659
para realizar estudios cuantitativos. Los métodos industriales a los que nos referimos en este

15
00:01:51,659 --> 00:01:58,540
módulo son microdureza Vickers, Rowell, Brinell, Soren, materiales plásticos, pero existen muchas

16
00:01:58,540 --> 00:02:04,599
más. Por tanto, la dureza industrial es una medida de la resistencia superficial a la deformación

17
00:02:04,599 --> 00:02:09,800
permanente. Está directamente relacionada con la atracción y proporciona información sobre

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00:02:09,800 --> 00:02:16,159
características mecánicas, composición, resistencia al desgaste, dificultad de mecanizado o influencia

19
00:02:16,159 --> 00:02:20,780
de los tratamientos térmicos o mecánicos que ha sufrido el material, entre otros.

20
00:02:22,419 --> 00:02:26,800
La dureza industrial Brinell que estudiamos en este vídeo se suele aplicar generalmente

21
00:02:26,800 --> 00:02:36,139
para metales y aleaciones metálicas de dureza no muy elevada. El ensayo consiste en hacer una

22
00:02:36,139 --> 00:02:41,060
huella comprimiendo con un indentador o penetrador que tiene una bola de metal duro de carburo de

23
00:02:41,060 --> 00:02:46,580
volfrámeo de un diámetro determinado en la superficie de una probeta y medir el diámetro

24
00:02:46,580 --> 00:02:53,780
de dicha huella de retirar la carga o fuerza aplicada. En la imagen se muestran las pesas

25
00:02:53,780 --> 00:02:58,199
de uno de nuestros durómetros Brinell que hemos desmontado para revisarlo y calibrarlo.

26
00:03:01,719 --> 00:03:06,199
Finalmente aplicamos la fórmula que nos indica la norma y obtenemos el valor de la dureza del

27
00:03:06,199 --> 00:03:10,639
material como tensión o fuerza por unidad de superficie. La medida de la

28
00:03:10,639 --> 00:03:18,969
dureza es indirecta. El desarrollo de esta práctica requiere rotación con

29
00:03:18,969 --> 00:03:22,389
otras prácticas de ensayos mecánicos. Podrá interferir con el equipo un

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00:03:22,389 --> 00:03:25,750
pequeño grupo de 2 a 4 alumnos y se puede rotar, por ejemplo, con prácticas

31
00:03:25,750 --> 00:03:29,669
de tracción e impacto. El tiempo necesario para su desarrollo es de dos

32
00:03:29,669 --> 00:03:33,430
sesiones de tres horas, es decir, una semana de trabajo en el laboratorio de

33
00:03:33,430 --> 00:03:42,460
ensayos físicos. El equipo para este ensayo es el durómetro de Brinell

34
00:03:42,460 --> 00:03:48,599
completo con la caja de adaptadores e indentadores y patrones de verificación del equipo. También

35
00:03:48,599 --> 00:03:54,639
necesitamos el manual de uso del equipo y la norma de ensayo de dureza Brinell o el procedimiento

36
00:03:54,639 --> 00:04:02,909
normalizado de trabajo de laboratorio. Las muestras o probetas se preparan en el laboratorio a partir

37
00:04:02,909 --> 00:04:07,689
de metales y aleaciones compradas en almacenes de hierro o ferreterías de la zona, en nuestro caso

38
00:04:07,689 --> 00:04:13,270
latón y aluminio. Utilizaremos diferentes secciones cuadradillo y redondo que nos obligarán a cambiar

39
00:04:13,270 --> 00:04:18,129
los soportes del durómetro. Los materiales necesarios para preparar las muestras de ensayo

40
00:04:18,129 --> 00:04:24,230
serán calibre o pie de rey, regla graduada, lápiz o rotulador, sierra manual o automática para corte

41
00:04:24,230 --> 00:04:28,730
de los materiales, lima para eliminar bordes cortantes, guantes de protección y gafas de

42
00:04:28,730 --> 00:04:34,310
seguridad, desbastadora para lijar la superficie sobre la que se realicen las huellas que después

43
00:04:34,310 --> 00:04:47,930
tendremos que medir con lupa micrométrica o microscopio metalográfico. En general el ensayo

44
00:04:47,930 --> 00:04:52,069
se efectúa a temperatura ambiente pero en condiciones controladas. Se realizan a una

45
00:04:52,069 --> 00:04:58,470
temperatura de 23 grados. Se corta y acondicionan probetas de 50 milímetros de longitud utilizando

46
00:04:58,470 --> 00:05:11,759
sierra manual o punzadora metalográfica. Utilizando la lima triangular metálica

47
00:05:11,759 --> 00:05:17,040
posteriormente eliminamos los filos que pueden realizar cortes en su manejo.

48
00:05:26,629 --> 00:05:31,449
Una vez cortadas las probetas, se elija la cara en la que se van a realizar los ensayos

49
00:05:31,449 --> 00:05:37,449
para que quede libre de óxidos e impurezas que puedan entorpecer la medida final de las huellas realizadas.

50
00:05:45,629 --> 00:05:50,050
En el siguiente paso, utilizando las tablas de la norma, se selecciona el grado de carga.

51
00:05:50,050 --> 00:05:54,389
Para el latón se busca en la tabla 2 el material pertenece al cobre y sus aleaciones.

52
00:05:55,769 --> 00:06:05,850
Si no nos dan una dureza orientativa, probaremos por tanteo, por ejemplo, entre 35 a 200 de dureza Brinell, que corresponde a un grado de carga de 10.

53
00:06:08,069 --> 00:06:11,610
A continuación, buscamos la carga y diámetro en la tabla 1.

54
00:06:12,149 --> 00:06:18,829
El diámetro de la bola debe elegirse lo más grande posible que se pueda, al objeto de obtener la mayor huella posible que después tendremos que medir.

55
00:06:19,610 --> 00:06:22,110
Comenzamos con el diámetro de bola mayor.

56
00:06:22,110 --> 00:06:39,100
Y vemos que con un grado de carga de 10 le corresponde una carga de ensayo de 1000 kilopondios o kilogramos fuerza, pero nuestro durómetro tiene una carga de ensayo máxima de 200, así que debemos encontrar el siguiente diámetro de bola con una carga de ensayo máxima inferior.

57
00:06:40,000 --> 00:06:49,100
Nuestro equipo permite elegir un diámetro de bola de 2,5 milímetros al que le corresponde una carga de 62,5 kilopondios o kilogramos fuerza.

58
00:06:49,100 --> 00:07:09,250
Repetimos más tarde con el aluminio siguiendo los mismos pasos.

59
00:07:09,250 --> 00:07:12,949
Siguiendo las instrucciones de utilización del equipo se selecciona el indentador y las

60
00:07:12,949 --> 00:07:20,509
cargas de trabajo, en nuestro caso indentador de 2,5 milímetros y 62,5 kilogramos fuerza.

61
00:07:20,509 --> 00:07:48,600
Se coloca el soporte rígido plano o en V según el tipo de sección que tengan las probetas

62
00:07:48,600 --> 00:07:52,100
y a continuación se coloca el indentador en el bastidor superior

63
00:07:52,100 --> 00:08:07,149
Se fija la probeta firmemente sobre el soporte de forma que no pueda existir desplazamiento durante el ensayo

64
00:08:07,149 --> 00:08:10,829
y se selecciona la escala de trabajo, dureza Brinell, HB.

65
00:08:11,970 --> 00:08:14,769
Se pone el penetrador en contacto con la superficie de ensayo

66
00:08:14,769 --> 00:08:19,189
y se aplica la precarga girando lentamente el mando inferior, sin choques ni vibraciones,

67
00:08:19,870 --> 00:08:23,730
hasta que el equipo indica color naranja y se continúa hasta color verde.

68
00:08:24,430 --> 00:08:27,889
Si nos pasamos, el equipo dará error y tendremos que iniciar de nuevo el ensayo.

69
00:08:28,889 --> 00:08:31,889
Se aplica el resto de cargas de ensayo girando la palanca lateral de carga

70
00:08:31,889 --> 00:08:33,889
teniendo en cuenta los tiempos de aplicación de la norma.

71
00:08:33,889 --> 00:08:41,509
norma. Durante todo el ensayo el aparato debe protegerse de choques y virulaciones que pueden

72
00:08:41,509 --> 00:08:48,389
influir en los resultados del ensayo. Finalmente el ensayo llevar la palanca de carga hacia atrás

73
00:08:48,389 --> 00:09:05,360
a su posición de inicio. Inicialmente se realizan un par de huellas y se miden para comprobar según

74
00:09:05,360 --> 00:09:10,679
norma que hemos tanteado bien. La medida se realiza con microscopio metalográfico o con

75
00:09:10,679 --> 00:09:16,000
lupa micrométrica adecuada para el equipo. En nuestro caso el tanteo fue correcto, el diámetro

76
00:09:16,000 --> 00:09:37,220
de la huella se encuentra dentro del rango permitido. Si el tanteo ha ido bien o si no

77
00:09:37,220 --> 00:09:42,179
fuera necesario realizarlo, se realizan al menos cinco huellas. Se miden dos diámetros de cada

78
00:09:42,179 --> 00:09:46,679
huella situados en ángulo recto y se toma la media aritmética de las lecturas para calcular

79
00:09:46,679 --> 00:09:52,039
la dureza Brinell. Se realiza una tabla de datos en el cuaderno de laboratorio que nos permita una

80
00:09:52,039 --> 00:09:59,200
fácil interpretación de resultados. El valor de la dureza Brinell se determina por dos métodos

81
00:09:59,200 --> 00:10:16,970
que debemos comparar, por un lado con la fórmula de cálculo, por otro consultando la tabla

82
00:10:16,970 --> 00:10:32,210
de la norma. Ambos métodos deben coincidir. El espesor de la probeta ensayada debe ser

83
00:10:32,210 --> 00:10:37,070
el adecuado. Para comprobarlo se utiliza otra tabla relativa de la norma que indica el espesor

84
00:10:37,070 --> 00:10:48,860
mínimo en función del tamaño de la huella. Finalmente, se deja el equipo listo para el

85
00:10:48,860 --> 00:10:53,580
nuevo ensayo y se realiza una correcta gestión de residuos generados, recogiéndolos por tipos

86
00:10:53,580 --> 00:11:00,059
de metales ensayados y llevándolos al punto limpio de la zona. Concluyendo, hemos visto que el ensayo

87
00:11:00,059 --> 00:11:05,159
de dureza Brinell proporciona información importante sobre dureza superficial de los

88
00:11:05,159 --> 00:11:09,379
materiales que se utilizarán industrialmente en aplicaciones concretas.

89
00:11:10,159 --> 00:11:18,500
En el próximo vídeo veremos un ensayo mecánico dinámico complementario de los ensayos mecánicos

90
00:11:18,500 --> 00:11:22,960
estáticos, concretamente el ensayo de flexión por choque o ensayo de Charpy.