ENSAYOS de DUREZA 💪 💎 Rockwell, Brinell, Vickers y Knoop 😉
Summary
TLDREl video ofrece una descripción detallada de los ensayos de dureza más comunes utilizados para evaluar la resistencia de los materiales a la deformación plástica por penetración o rayado. Se discuten cuatro métodos principales: el ensayo de dureza Rockwell, que utiliza dos tipos de penetradores y proporciona una lectura directa de la dureza; el ensayo de dureza Brinell, que implica la aplicación de una carga con una bola y requiere la medición de la huella esférica resultante; el ensayo de dureza Vickers, que utiliza una pirámide de diamante y permite la medición en superficies esféricas y cílindricas; y el ensayo de micro dureza Vickers, adecuado para evaluar la dureza en áreas más pequeñas y en capas delgadas. Además, se menciona que la dureza no es una propiedad fundamental fija, sino que puede variar según el tratamiento térmico o la deformación plástica del material.
Takeaways
- 🔍 La dureza de un material es su resistencia a ser deformado plásticamente por penetración o rayado.
- 📏 Existen varios ensayos para medir la dureza, como el Rockwell, Brinell, Knoop y Vickers.
- 💎 En el ensayo de Rockwell, se usan dos tipos de penetradores: un cono de diamante para materiales duros y una esfera de acero o carburo de wolframio para materiales más suaves.
- 📉 El ensayo de Brinell utiliza una esfera de acero templado y se basa en la superficie de la huella de impacto para calcular la dureza.
- 🔬 El ensayo de Knoop, similar al de Brinell, utiliza una pirámide regular cuadrada de diamante y permite mediciones en superficies esféricas y cilíndricas.
- 🔬 El ensayo de Vickers es una variante del Knoop que utiliza una pirámide alargada para evitar fracturas en materiales quebradizos.
- ⏱️ La carga y el tiempo de aplicación son factores clave en estos ensayos, ya que afectan el tamaño de la huella y, por lo tanto, la medición de la dureza.
- 📐 Para obtener la dureza, se miden las dimensiones de la huella (diámetro o diagonales) y se utiliza una fórmula específica para cada ensayo.
- 🔄 La dureza de un material no es una propiedad fundamental fija; puede variar según condiciones como el tratamiento térmico o el endurecimiento por deformación plástica.
- 🔩 Los ensayos de dureza son aplicables a una variedad de materiales y proporcionan una forma de comparar la resistencia de diferentes sustancias a la deformación.
- 📈 Los resultados de los ensayos de dureza son útiles para el diseño de materiales y la evaluación de la calidad de los mismos en la industria.
Q & A
¿Qué es la dureza de un material?
-La dureza de un material es la resistencia que posee para ser deformado plásticamente por la acción de una penetración o rayado.
¿Cómo se evalúa la dureza de un material?
-Para evaluar la dureza de un material se utilizan ensayos específicos que consisten en presionar un penetrador de una forma determinada sobre el material y medir la huella o marca producida.
¿Cuáles son los ensayos de dureza más utilizados?
-Los ensayos de dureza más utilizados son el ensayo de Rockwell, el ensayo de Brinell, el ensayo de Vickers y el ensayo de micro dureza.
¿Qué penetradores se utilizan en el ensayo de Rockwell?
-En el ensayo de Rockwell se utilizan dos tipos de penetradores: un cono de diamante para materiales más duros y una esfera de acero templado o carburo de wolframio para materiales más blandos.
¿Cómo se realiza el ensayo de Brinell?
-En el ensayo de Brinell se utiliza una bola de acero templado por carburo de wolfram con un diámetro determinado. Se aplica una carga y la bola penetra en el material durante un tiempo estipulado. Después, se retira la carga y se evalúa y mide la huella para calcular la dureza.
¿Cómo se calcula la dureza en el ensayo de Vickers?
-En el ensayo de Vickers, la dureza se calcula dividiendo la carga aplicada entre la superficie de la huella, la cual se determina a partir de las medidas de las diagonales de la huella en forma de pirámide regular cuadrada.
¿Por qué el ensayo de Vickers es útil para una amplia gama de materiales?
-El ensayo de Vickers es útil para una amplia gama de materiales porque el penetrador es el mismo para todos los materiales y el valor de la dureza no depende del valor de la carga, lo que permite su uso en superficies esféricas y cílindricas y en materiales muy duros.
¿Qué es el ensayo de micro dureza y cómo se diferencia del ensayo de Vickers?
-El ensayo de micro dureza es una variante del ensayo de Vickers aplicable a escala microscópica, donde las dimensiones del penetrador y las cargas aplicadas son más pequeñas. Esto permite evaluar la dureza en distintas partes de la estructura de un material, como dentro de cada grano individual.
¿Cómo varía la dureza de un material según el tratamiento térmico o la deformación plástica que haya recibido?
-La dureza de un material puede variar considerablemente según el tratamiento térmico que haya recibido, como por ejemplo el endurecimiento por fricción, que produce un alargamiento de los granos del material en la dirección de la deformación, aumentando su dureza.
¿Por qué la dureza no es una propiedad fundamental de un material?
-La dureza no es una propiedad fundamental de un material porque un mismo material puede tener distintas duriedades según las condiciones que presente, como el tipo de tratamiento térmico o la deformación plástica sufrida.
¿Cómo se relaciona la dureza de un material con su resistencia a la tracción?
-Existe una relación entre la dureza de un material y su resistencia a la tracción, aunque el script no entra en detalles sobre esta relación. Generalmente, un material más duro tiende a tener una mayor resistencia a la tracción.
¿Cómo se puede medir la huella en el ensayo de Brinell?
-Para medir la huella en el ensayo de Brinell, se utiliza una lupa microscópica para determinar el diámetro de la huella, la cual tiene forma de casquete esférico. A partir de esta medida, se calcula la dureza.
Outlines
🔎 Evaluación de la dureza de materiales
Este párrafo introduce los conceptos fundamentales de la dureza de los materiales y describe cuatro ensayos utilizados para medirla. La dureza se define como la resistencia a la deformación plástica o al rayado. Se mencionan los equipos de ensayo específicos y cómo funcionan, incluyendo el uso de penetradores con formas determinadas y la aplicación de cargas. Se destacan los ensayos de dureza Rockwell, Brinell, Knoop y Vickers, cada uno con sus particularidades y aplicaciones. Además, se discute cómo la dureza puede variar según el tratamiento térmico o la deformación plástica del material.
📏 Ensayos de dureza específicos
Este párrafo se enfoca en los detalles de los ensayos de dureza específicos, como el Rockwell, Brinell, Knoop y Vickers. Se describen las etapas de cada ensayo, desde la preparación de la muestra hasta la aplicación de cargas y la medición de las marcas o huellas resultantes. Se destaca cómo se calcula la dureza en función de la profundidad de penetración o el tamaño de la huella, y cómo estos valores pueden variar según el material y las condiciones de ensayo. También se menciona la posibilidad de realizar ensayos de micro-dureza para evaluar áreas específicas de un material.
Mindmap
Keywords
💡Dureza
💡Ensayo de dureza Rockwell
💡Ensayo de dureza Brinell
💡Ensayo de dureza Vickers
💡Microdureza
💡Penetradores
💡Carga aplicada
💡Huella
💡Escala de dureza
💡Materiales duros y blandos
💡Tratamiento térmico
Highlights
Se describen cuatro ensayos para evaluar la dureza de un material.
La dureza es la resistencia de un material a ser deformado plásticamente por penetración o rayado.
Los materiales más duros suelen ser más frágiles.
Los ensayos de dureza utilizan equipos específicos llamados durometeres.
El ensayo de dureza Rockwell utiliza dos tipos de penetradores: cono de diamante y esfera de acero templado.
El ensayo Rockwell proporciona una lectura directa y rápida del valor de dureza.
El ensayo de dureza Brinell implica la aplicación de una carga con una bola de acero y medición de la huella resultante.
La dureza en el ensayo Brinell se calcula dividiendo la carga aplicada por la superficie de la huella.
El ensayo de dureza Vickers utiliza una pirámide regular cuadrada de diamante y permite mediciones en superficies esféricas y cílindricas.
El ensayo de micro dureza Vickers se utiliza para evaluar la dureza en distintas partes de la estructura de un material.
El ensayo Knoop es una variante del ensayo Vickers que utiliza un penetrador con forma de pirámide alargada.
La dureza no es una propiedad fundamental de un material; puede variar según condiciones como el tratamiento térmico.
El endurecimiento por actitud es un proceso que aumenta la dureza de un material mediante la deformación plástica.
Los ensayos de dureza son aplicables a un gran rango de materiales, incluso a los más duros.
Los durometeres pueden contar con un microscopio incorporado para medir huellas en ensayos de micro dureza.
Existen equivalencias entre los métodos de ensayo de dureza, permitiendo la adaptación al material específico.
Los cambios en la dureza de un material también pueden deberse a procesos como la laminación.
Los ensayos de dureza son importantes para evaluar y comparar las propiedades de los materiales.
Transcripts
sabemos que materiales que son más duros
que otros pero cómo podemos evaluar cuál
es la dureza de un material en este
vídeo te explico cuatro ensayos para
conseguirlo
ah
[Música]
hola amigos de la ciencia y la
tecnología bienvenidos a ingeniosos en
el vídeo de hoy vamos a describir en qué
consiste en los distintos ensayos más
utilizados para evaluar la dureza de un
material y sirven para saber si un
material puede considerarse duro o
blando pero antes hay que contestar a
una pregunta qué entendemos por dureza
la dureza es la resistencia que compone
un material a ser deformado
plásticamente por la acción de una
penetración oa ser rayado un material
duro es difícil de rayar como el
diamante mientras que en uno blando
podemos realizar le una marca a una raya
con mucha facilidad no obstante suele
ocurrir que los materiales más duros
también son los más frágiles para
evaluar la dureza de un material se
utilizan unos equipos específicos
llamados de 1 metro que cuentan con un
intentado o penetrador con una forma
determinada según el test que se vaya a
realizar
resumidamente el penetrador se presiona
sobre el material estudiado con una
carga y durante un tiempo determinados
marcando en él una huella cuanto más
duro sea el material menor sea la marca
producida pudiendo encontrar una
relación con su dureza pero no todos los
ensayos son iguales vamos a describir
los 11 el primero es el ensayo de dureza
rockwell en este ensayo se pueden
utilizar dos tipos distintos de
penetrador para los materiales más duros
se escoge un cono de diamante mientras
que para materiales más blandos se usa
una abuela de acero templado o de
carburo de wolframio que también son
materiales de alta dureza el ensayo
consta de las siguientes etapas
inicialmente se prepara la muestra
dejando la superficie que se vaya en
sellar plana y limpia seguidamente se
escoge penetrador en función de nuestro
material y se aplica una precarga
cuál es su objetivo establecer un punto
de partida para el ensayo y eliminar la
influencia y errores que puede
introducir la rugosidad superficial a
partir de aquí se incrementa la carga
aplicada hasta el valor que se estime
necesario en función del material y de
unas tablas preestablecidas
la aplicación de la carga se realiza a
una velocidad muy baja para que ésta no
tenga influencia sobre la huella
como es natural el intentado penetra en
el material dejando la carga aplicada
sobre 15 2 finalmente se retira la carga
dejando únicamente aplicada la precarga
inicial por lo que el material recupera
elásticamente parte de la deformación
producida la diferencia de altura h
entre la posición inicial en la precarga
y la posición final tras retirar la
carga define la dureza del material
cuanto más duro sea el material menor
profundidad h quedará marcada y menor
será la huella producida al final del
ensayo se retira completamente el
penetrador para poder sacar la muestra
este ensayo tiene la ventaja de que la
lectura es directa y rápida ya que el
propio duro metro te indica el valor de
dureza en función de la profundidad h
según la escala en la que se esté
trabajando para los materiales duros se
habla de la escala software y para los
blandos de la escala rock vuelve aunque
existen algunas otras el inconveniente
es que el penetrador y la carga deben
escogerse para cada ensayo en función
del material que se va a estudiar
seguidamente vamos a ver el ensayo de
dureza brynner
en este caso el penetrador es una bola
de acero templado por el carburo de
wolfram ya un diámetro determinado las
etapas del ensayo son las siguientes al
igual que para el ensayo rockwell se
prepara la muestra dejando la superficie
plana y limpia seguidamente se aplica la
carga penetrando el inventa door en el
material durante un tiempo estipulado
por último se retira la carga
completamente sin embargo este ensayo no
nos aporta una lectura directa de la
dureza del material sino que hay que
evaluar y medir la huella después del
ensayo como el penetrador es una bola la
huella tiene forma de casquete esférico
la dureza se obtiene dividiendo la carga
aplicada por el valor de la superficie
de la huella que es función del diámetro
de la bola y el diámetro de la propia
huella es decir después del ensayo es
necesario medir el diámetro de la huella
mediante una lupa microscópica por
ejemplo pudiendo obtener la dureza con
la fórmula siguiente sin embargo para
que el ensayo pueda darse por válido el
diámetro de la huella
cumplir algunas condiciones y estar
comprendido entre un cuarto y un medio
del diámetro del penetrador si no se
cumple habrá que variar la carga o el
diámetro de la bola por lo que siempre
debe escogerse en función del material
estudiado el valor de dureza puede
expresarse del siguiente modo indicado
en kilopondios partido por milímetro
cuadrado además se indica en el diámetro
de la bola la carga aplicada y su tiempo
de aplicación también existe una
relación interesante entre la dureza
blind y la resistencia a tracción del
material aunque no vamos a entrar en
esos detalles
por cierto si queréis aprender en qué
consiste un ensayo de tracción pues dejo
un enlace por la pantalla y aprovecho
para recordaros que si está buscando el
vídeo podéis dejar un like y suscribiros
continuemos con el ensayo de dureza
bikers se trata de un ensayo semejante
al primer pero en este caso el inventado
es una pirámide regular cuadrada de
diamante por lo que tras aplicar la
carga durante un tiempo determinado y
retirarla
la huella creada en el material tiene la
forma siguiente
como ocurre en el ensayo brynner es
necesario medir las dimensiones de la
huella tras finalizar obteniendo la
medida de cada diagonal y calculando su
media la ventaja de este método es que
el penetrador es el mismo para todos los
materiales y el valor de la dureza no
depende del valor de la carga como
ocurre en los ensayos rockwell y prime
la dureza del material se obtiene
dividiendo la carga aplicada por la
superficie de la huella utilizando la
siguiente expresión en función de la
diagonal media que hemos medido además
este ensayo tiene la ventaja de poder
ser utilizado en superficies esféricas y
cilíndricas y se aplicable a un gran
rango de materiales incluso a los más
duros por último este tipo de ensayo
también es aplicable a escala
microscópica conocido como ensayo de
micro dureza bikers donde las
dimensiones del penetrador y las cargas
aplicadas son más pequeñas permitiendo
evaluar la dureza en distintas partes de
la estructura de un material como por
ejemplo dentro de cada grano individual
en esta imagen podemos ver varias
huellas realizadas como un ensayo de
micro pickers siendo posible evaluar la
dureza del recubrimiento de un material
de manera aislada obviamente es
necesario disponer de un microscopio
para poder medir la huella aunque los
micro duro metros suelen contar con un
incorporado y es ahora cuando estamos
hablando de micro dureza cuando llegamos
a una variante del ensayo bikers que es
conocida como el ensayo no se trata de
un ensayo de micro dureza similar al
bikers pero en este caso el inventado no
es una pirámide regular sino que está
alargada en una dirección generando una
huella fina y alargada se aplica sobre
todo en materiales quebradizos para
evitar fracturas que la punta bikers
puede generar o para medir la dureza en
capas muy finas aprovechando la
geometría alargada del penetrador tras
el ensayo hay que evaluar la longitud de
la diagonal mayor para obtener el valor
de la dureza según la carga que se haya
aplicado obviamente existen
equivalencias entre estos métodos para
medir la dureza de un material pudiendo
ser aplicables
de ellos en cada caso sin embargo
tenemos que comentar un detalle resulta
que la dureza no es una propiedad
fundamental de un material ya que un
mismo material puede tener distinta
dureza según las condiciones que
presente un ejemplo es el tratamiento
térmico que haya recibido pudiendo
variar su dureza considerablemente pero
no siempre es necesario realizar un
tratamiento térmico para variar la
dureza de un material está
característica puede cambiar simplemente
mediante la deformación plástica en lo
que se conoce como endurecimiento por
actitud por ejemplo tras un proceso de
laminación se produce un alargamiento de
los granos del material en la dirección
de la laminación deformando los y
aumentando su dureza también se varían
otras propiedades pero todas estas cosas
las dejamos para futuros vídeos esto ha
sido todo por hoy muchas gracias por
elegir el canal para seguir aprendiendo
podéis dejar cualquier pregunta los
comentarios y estáis invitados a
suscribiros gracias y recordad en el
saber nunca cabe la saciedad
hasta otra
[Música]
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