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PRÁCTICA ENSAYO DE DUREZA BRINELL EN MATERIALES METÁLICOS - Contenido educativo

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Subido el 30 de abril de 2024 por Luciano S.

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Determinación de dureza Brinell en materiales metálicos: Aluminio y latón.

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En algunas situaciones industriales nos preguntamos cómo es posible que los materiales aguanten 00:00:00
tanto sin deformarse y poder seguir funcionando y ajustados. La ciencia y tecnología de materiales 00:00:22
tiene la solución. Se puede modificar la superficie del material consiguiendo una dureza 00:00:28
extrema para que no se deforme y a la vez que la parte interna del material permanezca con 00:00:33
otras condiciones más blandas para que no se rompa. La dureza es la propiedad mecánica que 00:00:39
se debe determinar para controlar esa deformación superficial y se realiza con los durómetros de 00:00:45
los laboratorios de control de calidad de materiales. 00:00:52
Se define dureza como resistencia superficial de los materiales a ser rayados o penetrados. 00:01:11
Existen varias escalas de medida, una de ellas es la escala de Mohs, o resistencia al rayado 00:01:17
utilizada en mineralogía, donde el material más blando es el talco y el más duro el 00:01:22
diamante. Se trata de un método cualitativo. Pero los métodos industriales que estudiamos 00:01:26
nosotros determinan la resistencia a ser penetrados por otros materiales más duros y deformarse 00:01:32
permanentemente, donde la dureza entre materiales es muy parecida y se necesitan métodos más eficaces 00:01:37
para realizar estudios cuantitativos. Los métodos industriales a los que nos referimos en este 00:01:44
módulo son microdureza Vickers, Rowell, Brinell, Soren, materiales plásticos, pero existen muchas 00:01:51
más. Por tanto, la dureza industrial es una medida de la resistencia superficial a la deformación 00:01:58
permanente. Está directamente relacionada con la atracción y proporciona información sobre 00:02:04
características mecánicas, composición, resistencia al desgaste, dificultad de mecanizado o influencia 00:02:09
de los tratamientos térmicos o mecánicos que ha sufrido el material, entre otros. 00:02:16
La dureza industrial Brinell que estudiamos en este vídeo se suele aplicar generalmente 00:02:22
para metales y aleaciones metálicas de dureza no muy elevada. El ensayo consiste en hacer una 00:02:26
huella comprimiendo con un indentador o penetrador que tiene una bola de metal duro de carburo de 00:02:36
volfrámeo de un diámetro determinado en la superficie de una probeta y medir el diámetro 00:02:41
de dicha huella de retirar la carga o fuerza aplicada. En la imagen se muestran las pesas 00:02:46
de uno de nuestros durómetros Brinell que hemos desmontado para revisarlo y calibrarlo. 00:02:53
Finalmente aplicamos la fórmula que nos indica la norma y obtenemos el valor de la dureza del 00:03:01
material como tensión o fuerza por unidad de superficie. La medida de la 00:03:06
dureza es indirecta. El desarrollo de esta práctica requiere rotación con 00:03:10
otras prácticas de ensayos mecánicos. Podrá interferir con el equipo un 00:03:18
pequeño grupo de 2 a 4 alumnos y se puede rotar, por ejemplo, con prácticas 00:03:22
de tracción e impacto. El tiempo necesario para su desarrollo es de dos 00:03:25
sesiones de tres horas, es decir, una semana de trabajo en el laboratorio de 00:03:29
ensayos físicos. El equipo para este ensayo es el durómetro de Brinell 00:03:33
completo con la caja de adaptadores e indentadores y patrones de verificación del equipo. También 00:03:42
necesitamos el manual de uso del equipo y la norma de ensayo de dureza Brinell o el procedimiento 00:03:48
normalizado de trabajo de laboratorio. Las muestras o probetas se preparan en el laboratorio a partir 00:03:54
de metales y aleaciones compradas en almacenes de hierro o ferreterías de la zona, en nuestro caso 00:04:02
latón y aluminio. Utilizaremos diferentes secciones cuadradillo y redondo que nos obligarán a cambiar 00:04:07
los soportes del durómetro. Los materiales necesarios para preparar las muestras de ensayo 00:04:13
serán calibre o pie de rey, regla graduada, lápiz o rotulador, sierra manual o automática para corte 00:04:18
de los materiales, lima para eliminar bordes cortantes, guantes de protección y gafas de 00:04:24
seguridad, desbastadora para lijar la superficie sobre la que se realicen las huellas que después 00:04:28
tendremos que medir con lupa micrométrica o microscopio metalográfico. En general el ensayo 00:04:34
se efectúa a temperatura ambiente pero en condiciones controladas. Se realizan a una 00:04:47
temperatura de 23 grados. Se corta y acondicionan probetas de 50 milímetros de longitud utilizando 00:04:52
sierra manual o punzadora metalográfica. Utilizando la lima triangular metálica 00:04:58
posteriormente eliminamos los filos que pueden realizar cortes en su manejo. 00:05:11
Una vez cortadas las probetas, se elija la cara en la que se van a realizar los ensayos 00:05:26
para que quede libre de óxidos e impurezas que puedan entorpecer la medida final de las huellas realizadas. 00:05:31
En el siguiente paso, utilizando las tablas de la norma, se selecciona el grado de carga. 00:05:45
Para el latón se busca en la tabla 2 el material pertenece al cobre y sus aleaciones. 00:05:50
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. 00:05:55
A continuación, buscamos la carga y diámetro en la tabla 1. 00:06:08
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. 00:06:12
Comenzamos con el diámetro de bola mayor. 00:06:19
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. 00:06:22
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. 00:06:40
Repetimos más tarde con el aluminio siguiendo los mismos pasos. 00:06:49
Siguiendo las instrucciones de utilización del equipo se selecciona el indentador y las 00:07:09
cargas de trabajo, en nuestro caso indentador de 2,5 milímetros y 62,5 kilogramos fuerza. 00:07:12
Se coloca el soporte rígido plano o en V según el tipo de sección que tengan las probetas 00:07:20
y a continuación se coloca el indentador en el bastidor superior 00:07:48
Se fija la probeta firmemente sobre el soporte de forma que no pueda existir desplazamiento durante el ensayo 00:07:52
y se selecciona la escala de trabajo, dureza Brinell, HB. 00:08:07
Se pone el penetrador en contacto con la superficie de ensayo 00:08:11
y se aplica la precarga girando lentamente el mando inferior, sin choques ni vibraciones, 00:08:14
hasta que el equipo indica color naranja y se continúa hasta color verde. 00:08:19
Si nos pasamos, el equipo dará error y tendremos que iniciar de nuevo el ensayo. 00:08:24
Se aplica el resto de cargas de ensayo girando la palanca lateral de carga 00:08:28
teniendo en cuenta los tiempos de aplicación de la norma. 00:08:31
norma. Durante todo el ensayo el aparato debe protegerse de choques y virulaciones que pueden 00:08:33
influir en los resultados del ensayo. Finalmente el ensayo llevar la palanca de carga hacia atrás 00:08:41
a su posición de inicio. Inicialmente se realizan un par de huellas y se miden para comprobar según 00:08:48
norma que hemos tanteado bien. La medida se realiza con microscopio metalográfico o con 00:09:05
lupa micrométrica adecuada para el equipo. En nuestro caso el tanteo fue correcto, el diámetro 00:09:10
de la huella se encuentra dentro del rango permitido. Si el tanteo ha ido bien o si no 00:09:16
fuera necesario realizarlo, se realizan al menos cinco huellas. Se miden dos diámetros de cada 00:09:37
huella situados en ángulo recto y se toma la media aritmética de las lecturas para calcular 00:09:42
la dureza Brinell. Se realiza una tabla de datos en el cuaderno de laboratorio que nos permita una 00:09:46
fácil interpretación de resultados. El valor de la dureza Brinell se determina por dos métodos 00:09:52
que debemos comparar, por un lado con la fórmula de cálculo, por otro consultando la tabla 00:09:59
de la norma. Ambos métodos deben coincidir. El espesor de la probeta ensayada debe ser 00:10:16
el adecuado. Para comprobarlo se utiliza otra tabla relativa de la norma que indica el espesor 00:10:32
mínimo en función del tamaño de la huella. Finalmente, se deja el equipo listo para el 00:10:37
nuevo ensayo y se realiza una correcta gestión de residuos generados, recogiéndolos por tipos 00:10:48
de metales ensayados y llevándolos al punto limpio de la zona. Concluyendo, hemos visto que el ensayo 00:10:53
de dureza Brinell proporciona información importante sobre dureza superficial de los 00:11:00
materiales que se utilizarán industrialmente en aplicaciones concretas. 00:11:05
En el próximo vídeo veremos un ensayo mecánico dinámico complementario de los ensayos mecánicos 00:11:10
estáticos, concretamente el ensayo de flexión por choque o ensayo de Charpy. 00:11:18
Idioma/s:
es
Idioma/s subtítulos:
es
Autor/es:
Luchi
Subido por:
Luciano S.
Licencia:
Todos los derechos reservados
Visualizaciones:
21
Fecha:
30 de abril de 2024 - 10:54
Visibilidad:
Clave
Centro:
IES LOPE DE VEGA
Duración:
11′ 35″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
661.64 MBytes

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