ITCR. C. Hardin, M. Morales.
Normas ASTM ASTM a&liadas a la d"re'a Brinell, Ro?ell % iers C. Hardin 6017117879 6017117879 :ris:ardr;:o$mail.om
M. Morales I. 601676<0< mmoralesa1=;mail.om RESUMEN >
La d"re'a es la resis$enia de "n me$al a la deformai!n &l(s$ia, en el si"ien$e ar$4"lo se e2&onen las di+ersas &r"e*as de d"re'a de los ma$eriales en es$e aso *asados en el m#$odo &or inden$ inden$ai ai!n !n omo omo lo son la d"re'a d"re'a *rinel *rinell,l, +ier +ierss % la ro?e ro?ell, ll, s"s m#$odos m#$odos de a&lia a&liai!n i!n,, "sos, "sos, im&or$ania, e)"i&o, la forma de al"larlos % el mane3o de las diferen$es esalas. Se e2&onen los an$eriores as&e$os se-n lo e2&resado &or Amerian Soie$% for Tes$in Ma$erials @ASTM enarada de las &r"e*as de ma$eriales en asi $odas las ind"s$rias. ABSTRACT >
Hardness is $:e resis$ane of a me$al $o &las$i deforma$ion in $:e follo?in ar$ile $:e +ario"s $es$s of :ardness of $:e ma$erials &resen$ed in $:is ase *ased on $:e me$:od as inden$a$ion :ardness are Brinell, iers and Ro?ell me$:ods a&&lia$ion, a&&lia$ions, im&or$an$ e)"i&men$, $:e me$:od of al"la$ion and manaemen$ of $:e differen$ sales. T:e a*o+e as&e$s are dis"ssed as e2&ressed *% Amerian Soie$% for Tes$in Tes$in Ma$erials @ASTM in :are of $es$in ma$erials in almos$ all ind"s$ries. Palabras clave>
d"re'a, inden$ai!n, ensa%o, Brinell, Ro?ell, iers
INTRODUCCION
Donde /f es la f"er'a de ensa%o en f D es el di(m di(me$ e$ro ro de la *ola *ola inde inden$ n$ad ador ora a e2&resado en mm. d es el di(me$ro de la im&resi!n so*re la DESARROLLO &ie'a de $ra*a3o e2&resado en mm Uso e im&or$ania Es$e ensa%o se "$ili'a en ma$eriales de *a3a DUREZA BRINELL d"re'a adem(s la informai!n )"e se o*$iene Norma E10 15 en el ensa%o sir+e &ara enon$rar o$ros da$os Definii!n &or e3em&lo resis$enia a la $rai!n, Es "n m#$odo de ensa%o &or inden$ai!n en resis$enia al desas$e % d"$ilidad. donde se "$ili'a "na m()"ina ali*rada )"e Es$e m#$odo solo se "$ili'a en ma$eriales on f"er'a "na *ola end"reida on$ra la s"&erfiie es&esor r"eso &or)"e si se a&lia a )"e se +a a anali'ar % l"eo se &roede a ma$e ma$eri rial ales es m"% m"% del delado adoss se defo deform rma a el medir el di(me$ro de la im&resi!n res"l$an$e ma$erial % se o*$iene "n res"l$ado err!neo. l"eo de remo+er la ara. La *ola &"ede ser O$ro raso im&or$an$e es )"e se "$ili'a en la de aero o de ar*ono de $"ns$eno. ind"s$ria on el fin de seleio ionar los La f!rm f!rm"l "la a &ara &ara al al"l "lar ar el n-me n-mero ro de la ma$eri ma$eriale aless m(s ade"a ade"ados dos &ara fa*ri fa*riar ar "n d"re'a *rinell es la si"ien$e &rod"$o, as4 omo $ener "n *"en on$rol de al alidad idad de las &ie' &ie'as as real reali' i'ad adas as on on "n ma$erial. rini&ios de la &r"e*a % e)"i&o "$ili'ado
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ara a&liar es$e m#$odo se "$ili'a "n d"r!me$ro &or medio del "al se &one en on$a$o "na *ola inden$adora % se e3ere "na f"er'a so*re la &ro*e$a, la "al se oloa so*re "n %"n)"e, d"ran$e "n $iem&o de$erminado l"eo se re$ira % &or medio de "n miroso&io dii$al @$i&o A o man"al @$i&o B se mide el di(me$ro de im&resi!n. Es indis&ensa*le )"e el e)"i&o no se *alanee % )"e no se &resen$en f"er'as de im&a$o, asimismo no de*e e2is$ir res$os de aei$e o s"iedad %a )"e &"ede afe$ar la &r"e*a. La d"re'a *rinell se e2&resa de la si"ien$e forma, e3em&lo 89 HB 1050090 Es$o )"iere deir "na d"re'a *rinell de 89 on "na *ola de 10mm de di(me$ro % "na ara de 500 f )"e se a&li! d"ran$e 90 s. ie'a &r"e*a No :a% "n es$(ndar definido &ara "na m"es$ra de ensa%o *rinell, &ero s4 de*e "m&lir on los si"ien$es &"n$os En "an$o al es&esor el ma$erial de &r"e*a de*e ser al menos die' +ees la &rof"ndidad de inden$ai!n, es$o on el fin de )"e &"eda so&or$ar la &r"e*a de*ido a )"e en al"nas oasiones el ma$erial &odr4a rom&erse &or om&le$o. En "an$o al an:o m4nimo se de*e a3"s$ar de a"erdo al es&aio de inden$ai!n, es deir, )"e &"ede +ariar. En lo )"e se refiere al aa*ado en al"nas oasiones es neesario "n aa*ado $i&o &"lido o ma)"inado es$o on el fin del *orde de inden$ai!n sea lo m(s lara &osi*le % efe$"ar "na orre$a medii!n del di(me$ro de inden$ai!n. Al"nas onsideraiones La &r"e*a de d"re'a *rinell no es reomenda*le &ara ma$eriales an$eriores a 850HB 109000. Se &"eden om&arar +alores *rinell dire$amen$e median$e diferen$es esalas siem&re % "ando se man$ena la relai!n f"er'a di(me$ro, &or e3em&lo "na &r"e*a HB 10500 se a&ro2ima a "na HB 5165 &or)"e la relai!n f"er'aFdi(me$ro es 5 &ara am*os asosG sin em*aro si se $oman o$ros +alores •
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nos dar4an diferen$es +alores de d"re'a *rinell. Es neesario lle+ar la &r"e*a en am*ien$es on $em&era$"ras en$re 10 % 95C &ara no afe$ar los res"l$ados. roedimien$o 1F Lle+ar el &ene$rador res&e$o a la s"&erfiie de ensa%o de forma &er&endi"lar e+i$ando los ol&es. 6F A&liar la f"er'a de ensa%o en "n $iem&o de 1s a s. 9F Man$ener la f"er'a de ensa%o &or "n &eriodo de 10 a 15 s. 7F Re$irar la f"er'a de ensa%o e+i$ando los ol&es % las +i*raiones. ara medir la sanr4a se de*e a&liar lo si"ien$e 1F Medir el di(me$ro de ada m"esa en dos direiones &er&endi"lares en$re, % on es$os dos +alores saar la media ari$m#$ia )"e es el da$o on el )"e se $ra*a3ar(. 6F C"ando se reali'an &r"e*as en s"&erfiies "r+as, el radio m4nimo de la "r+a$"ra de las s"&erfiies de*e ser de dos +ees % medio el di(me$ro de la *ola. •
No e2is$e "na forma e2a$a de on+er$ir los +alores *rinell a o$ras esalas solo :a% m#$odo a&ro2imados *asando en "na $a*la es$a*leida. Re&or$e de res"l$ados Se de*en re&or$ar los res"l$ados en los informes on $res ifras sinifia$i+as. or e3em&lo 665 HB o 100 HB 10500. Si se "$ili'a "n dis&osi$i+o de medii!n $i&o A se de*e delarar en el informe si se "$ili'a $i&o B no es neesaria es$a delarai!n. Tam*i#n se de*e indiar la $em&era$"ra am*ien$e de donde se reali'! la &r"e*a. reisi!n % des+iai!n La re&e$i*ilidad "ando se $ienen dos res"l$ados ser(n 3"'ados omo no e)"i+alen$es en m(s del +alor rB es$a*leido &ara "n de$erminado ma$erial, donde es$e +alor es "n in$er+alo )"e re&resen$a la diferenia r4$ia en$re dos res"l$ados de ensa%o &ara "n mismo ma$erial o*$enido &or 2
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"na misma &ersona en el mismo d4a % en el mismo la*ora$orio. Re&rod"i*ilidad dos res"l$ados no ser(n e)"i+alen$es "ando el +alor RB de "n ma$erial es ma%or al %a $a*"lado, el +alor RB ser( la diferenia en$re dos res"l$ados de la &r"e*a &ara "n mismo ma$erial o*$enido &or diferen$es o&eradores en diferen$es e)"i&os % la*ora$orios. DUREZA VICKERS
Norma E97 F 11e1 Definii!n La d"re'a +iers es "n m#$odo de ensa%o &or inden$ai!n en donde se "$ili'a "na m()"ina ali*rada on "n inden$ador en forma &iramidal on *ase "adrada % se mide la diaonal res"l$an$e de la im&resi!n l"eo de remo+er la ara. Al "$ili'ar es$e m#$odo es neesario $ra*a3ar en esala de f % f % si"iendo el sis$ema in$ernaional las "nidades &ara la f"er'a son los Ne?$on % &ara la loni$"d los mm o las miras. La f!rm"la &ara al"lar la d"re'a +iers es la si"ien$e H1.000J10K9JA6.000J10K9JJsin@6dK 6 Donde f"er'a dada en f A (rea de la s"&erfiie de inden$ai!n en me$ros "adrados d es la loni$"d de la diaonal de la inden$ai!n (n"lo de ara del &ene$rador en rados En la &r($ia es om-n "$ili'ar la si"ien$e f!rm"la de*ido al +alor del (n"lo )"e es de 198 &ara "na &ir(mide de diaman$e H 1,577 dK6 ara e2&resar los da$os se "$ili'ar(n $res ifras sinifia$i+as &or e3em&lo =65 H. E)"i&o En la m()"ina de*e e2is$ir "na *ase &ara &oner el ma$erial % es reomenda*le )"e $ena inor&orado "n miroso&io !&$io de l"' &ara &oder reali'ar la medii!n de la :"ella.
Es neesario )"e el o&erador e+i$e es$ar en on$a$o on la m()"ina &ara red"ir "al)"ier ol&e o +i*rai!n )"e afe$e en la &r"e*a. Adem(s el inden$ador &iramidal de*e *a3ar de $al forma )"e $odas las aras sean i"almen$e inlinadas al e3e del &ene$rador. Es$ado de la m"es$ra or lo eneral la s"&erfiie de*e &resen$ar "n *"en aa*ado &ero en$re m(s &e)"ea sea la f"er'a de ensa%o % la inden$ai!n el aa*ado @&"lido de*e ser a-n me3or. Tam*i#n es neesario )"e no se &resen$en defe$os en la s"&erfiie &ara e+i$ar el dao de la &ir(mide inden$adora. En "an$o a la alineai!n :a% )"e $omar en "en$a )"e la s"&erfiie de*e es$ar de forma &er&endi"lar al e3e del &ene$rador &ara &oder o*$ener da$os )"e nos res"l$en -$iles a la :ora de es$"diar "n ma$erial. El es&esor de la &ro*e$a de*e ser al menos die' +ees la &rof"ndidad de inden$ai!n. roedimien$o Se de*e $ra*a3ar en "n rano de $em&era$"ra en$re 10 % 95C &ara no afe$ar los res"l$ados. Siem&re ser( neesario ase"rarse )"e el inden$ador es$# orre$amen$e oloado median$e dos m"esas &reliminares. Los inden$adores siem&re de*en lim&iarse &eri!diamen$e on alod!n % alo:olG % ser anali'ados % reem&la'ados si se desas$an o se arie$an. ara reali'ar el ensa%o se de*e se"ir las si"ien$es ins$r"iones 1F Se mon$a la &ie'a de &r"e*a en la m()"ina. 6F Con el miroso&io loali'ar la &r"e*a &"n$o, adem(s se de*e a3"s$ar la in$ensidad de la l"' &ara enerar "n on$ras$e !&$imo, es neesario an$es de a&liar la f"er'a enfoar la &ie'a &ara es$ar se"ros del ma%or a"men$o dis&oni*le. 9F El inden$ador se de*e &oner en on$a$o on la &ro*e$a a "na +eloidad en$re 15 % =0 miras s &ara "n ensa%o miro % &ara "n ensa%o maro es neesario no e2eder 0.6 mm s. 7F La f"er'a de ensa%o se de*e a&liar &or "n &eriodo en$re 10 % 15 s. 5F Se"idamen$e se de*e re$irar la f"er'a sin ol&es ni +i*raiones. 3
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8F L"eo am*iar al modo medii!n % seleionar "n len$e ade"ado &ara reali'ar la medii!n Se de*e $ener en "en$a )"e si "n medio de "al)"ier diaonal es ma%or al 5 )"e la o$ra mi$ad de esa diaonal, es$o nos )"iere indiar el )"e el e3e no es$a*a &er&endi"lar a la s"&erfiie de ensa%o &or lo $an$o es$a &r"e*a no nos ser+ir( % se de*e reali'ar o$ra. As&e$os )"e afe$an &reisi!n % des+iai!n En el ensa%o &odr4an afe$ar el res"l$ado si$"aiones omo las +i*raiones, e2a$i$"d en la ara, la a&liai!n de la ara en "n (n"lo ma%or en 6 a la &er&endi"lar en$re la s"&erfiie % el e3e el inden$ador. Tam*i#n la :omoeneidad del ma$erial &"ede afe$ar en el ensa%o al$erando los res"l$ados. DUREZA ROCKWELL
Norma E1F15 Definii!n La d"re'a Ro?ell onsis$e en "no de los m#$odos de ensa%o &or &ene$rai!n, en el "al los &ene$radores &"eden ser onos de diaman$e ind"s$rial o esferas de aero end"reido. En lo )"e onsis$e es$e ensa%o es en a&liar dos aras de manera onse"$i+a. ara o*$ener el +alor de d"re'a, se om&ara el inremen$e de la &ene$rai!n de*ido a la se"nda ara % "ando es$a -l$ima se elimina. No se re)"iere :aer nin-n (l"lo ni a&liar nin"na f!rm"la %a )"e se o*$iene la d"re'a dire$amen$e de la m()"ina. Uso e im&or$ania Es$e ensa%o es el m(s "sado &ara de$erminar la d"re'a de "n ma$erial. Es$o se de*e a s" +ersa$ilidad a la :ora de medir la misma, %a )"e &"ede de$erminar la d"re'a de la &ar$e s"&erfiial. or lo menionado an$eriormen$e, el ensa%o de d"re'a Ro?ell no re&resen$a la d"re'a del o*3e$o en s" $o$alidad. Se onsidera )"e e2is$en dos $i&os de ensa%os Ro?ell, "no s"&erfiial % o$ro )"e e+al-a la d"re'a in$erior. La diferenia en$re am*os es la an$idad de f"er'a )"e se "$ili'a al &ene$rar el ma$erial, siendo el s"&erfiial el de menor f"er'a a&liada. rini&ios de la &r"e*a % e)"i&o "$ili'ado
La d"re'a del ma$erial es dada &or el d"r!me$ro "sado, %a sea de manera dii$al o de manera me(nia. E2is$en esalas de d"re'a Ro?ell )"e de$erminan "an$a f"er'a se de*e e3erer on relai!n a los &ene$radores "$ili'ados, &or lo )"e los +alores )"e de$erminan di:o ensa%o de*en darse on res&e$o a "na de las esalas. Al e2&resar el +alor se de*e &oner el s4m*olo HR % la esala "sada en la medii!n. Si se "sa "na esfera, se de*e indiar se de*e indiar on "na P si el ma$erial de la misma es $"ns$eno de ar*"ro o on "na SP si es de aero. Los &ene$radores de*en ser de 1.5 mm, 9.1=5 mm, 8.950 mm o 16.=0 mm de di(me$ro, %a sean esferas o onos. ie'a de &r"e*a El ma$erial )"e se )"iere medir % los &ene$radores de*en ser lisos % li*res de !2ido, l"*rian$es % ma$eria a3ena a am*os ma$eriales. La -nia oasi!n )"e se "san l"*rian$es es "ando la &ie'a de &r"e*a se ad:iera a los &ene$radores. Se de*e $ener en "en$a )"e los ma$eriales "sados no se +ean afe$ados &or la $em&era$"ra % ondiiones "sadas a la :ora de :aer el ensa%o de d"re'a. Se de*e $omar en "en$a la esala a "$ili'ar, % a&earse a ella d"ran$e $odo el ensa%o. roedimien$o El ensa%o onsis$e en "na serie de $res &asos en los "ales se &ene$ra el ma$erial on "n ono de diaman$e ind"s$rial o "na esfera de aero end"reido. E2is$en asos es&eiales donde se &"ede "sar "na esfera de $"ns$eno de ar*"ro. El &rimer &aso onsis$e en a&liar "na f"er'a iniial on los &ene$radores en la m"es$ra de ma$erial. Es$a f"er'a se a&lia &or "n $iem&o de$erminado se rem"e+e la misma % se mide la a*ollad"ra :e:a &or el ono o la esfera. El se"ndo &aso onsis$e en a"men$ar la f"er'a a&liada % man$enerla &or "n $iem&o )"e se de$ermina desde "n &rini&io. El -l$imo &aso se $ra$a de &resionar de n"e+o el o*3e$o on la &rimera f"er'a a&liada &or "n $iem&o, % se mide la deformai!n :e:a &or el mismo. Todas es$as medidas son "sadas &ara de$erminar la d"re'a del ma$erial de &r"e*a. Al"nas onsideraiones 4
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Q La $em&era$"ra a la :ora de :aer el ensa%o de d"re'a de*e de es$ar en$re los 10 % 95C, o &"ede es$ar f"era de es$e rano si es$( om&ro*ado )"e no se +er( afe$ado el res"l$ado final. Q Se de*e $ener en onsiderai!n )"e am*as s"&erfiies es$#n lo m(s lim&ias &osi*les de ma$eriales a3enos. Q El d"r!me$ro "$ili'ado se de*e &ro*ar &rimero &ara as4 onfirmar )"e es$# en ondiiones !&$imas &ara dar "n res"l$ado aer$ado a la realidad. Q Reordar )"e el +alor de d"re'a no neesariamen$e refle3a la misma de $oda la &ie'a de &r"e*a. Q Se de*e a&ear a las esalas dadas &ara las mediiones del ensa%o Ro?ell, % e2&resar de manera orre$a el res"l$ado o*$enido.
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RE/ERENCIAS BIBLIOR/ICAS ASTM. Standard Test Method for Knoop and Vickers Hardness of Materials. ASTM Com&ass, Eas$on, USA, 6011. ASTM. Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials. ASTM Com&ass, Eas$on, USA, 6015. ASTM. Standard Test Methods for Rockwell Hardness of Metallic Materials 1,2. ASTM Com&ass, Eas$on, USA,
6015. im#ne', R., Cone3o, M. @6007. Laboratorio de tecnolo!a de "ateriales. Car$ao Edi$orial Tenol!ia de Cos$a Ria
CONCLUSIONES El ensa%o Ro?ell es el m(s "$ili'ado a la :ora de de$erminar la d"re'a de "na &ie'a de &r"e*a. El ensa%o de d"re'a s"&erfiial Ro?ell &ermi$e de$erminar la d"re'a e2$erior de "n ma$erial sin )"e neesariamen$e sea la misma en $odo el ma$erial. El ensa%o Ro?ell "$ili'a "n d"r!me$ro &ara de$erminar la d"re'a de "na &ie'a de &r"e*a. El ensa%o de d"re'a *rinell se "$ili'a en ma$eriales *landos. En ensa%o de d"re'a *rinell se "$ili'a solo en ma$eriales r"esos. El ensa%o de d"re'a +iers se &"ede a&liar en ma$eriales *as$an$e delados. ara $odos los ensa%os es reomenda*le eliminar $odo $i&o de +i*raiones so*re los e)"i&os &ara no afe$ar los res"l$ados.
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