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La práctica realizada por dos estudiantes de ingeniería industrial en el instituto tecnológico de lázaro cárdenas, en la que se analizan pruebas de dureza y temple en acero 1045. Se explica el proceso de realización de los ensayos de dureza vickers y brinell, así como la prueba de temblé en el horno. Además, se muestran los resultados obtenidos y se discuten sus implicaciones en la industria y la selección de materiales.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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El ensayo Vickers puede utilizarse para todos los metales y posee una de las escalas más amplias entre los ensayos de dureza. La unidad de dureza que da el ensayo se conoce como número de pirámide Vickers (HV) o dureza de pirámide de diamante (DPH). Los ensayos de dureza Vickers han resultado ser muy útiles para la evaluación de materiales y componentes, el control de calidad del proceso de fabricación, en ingeniería forense, investigación y en el desarrollo e innovación en materiales.
2 Piezas cilíndricas de acero 1045 de 1 pulgada por una pulgada Aceite Agua 2 Cubetas o baldes de metal Lijas Pinzas Guantes Botas Marcadores Bata EQUIPOS: 1 Durómetro Termómetro infrarrojo Microscopio Horno para calentar
Ilustración 1 Imagen de la fórmula de Dureza Vickers
Conociendo estos datos, calculamos la dureza Vickers sustituyendo los valores en la siguiente fórmula proporcionada por el docente en clase: HV =
D m 2 D =
Después sustituimos en las fórmulas los valores recabados en la medición de la huella con el telescopio del durómetro. Los datos se muestran en la siguiente tabla:
Vueltas Diámetro 1 Diámetro 2 Probeta de A (Agua) 3 3.32 3. Probeta de A (Aceite) 3 3.52 3.
Mediremos en esta parte de la práctica la dureza Brinell, colocamos una de nuestras piezas en la base del durómetro asegurándonos de que la huella no vaya a quedar en el centro de la cara de la probeta, sino un poco más hacia fuera, comenzamos a subir la base hasta hacer contacto con la punta del durómetro y aplicar una precarga de entre 10 Kg y 15 kg. Una vez hecho esto, aplicaremos la carga completa de 3,000 kg entre 10 segundos y 15 segundos, pasados los 10 segundos, retiramos la carga completamente y movemos nuestra pieza de manera que ahora la punta del durómetro quede en el otro extremo de donde hicimos la primera huella y hacemos lo mismo. Una vez con las huellas hechas, pasamos a utilizar el microscopio de nuestro durómetro, con el cual mediremos el diámetro de las huellas hechas en cada pieza (después de marcar las huellas con diferentes tipos de color de marcador), ubicando una regla del microscopio tangente a los extremos de las huellas, y contando la cantidad de vueltas que da ésta para determinar el diámetro de las huellas. Pero para esto se requirió nombrar a cada pieza, en el que los nombramos Probeta A y Probeta B. El diámetro de las huellas fue determinado en el cuaderno. Obteniendo los siguientes valores: Vueltas Diámetro 1 Diámetro 2 Huella de probeta de Agua
La 17 de agua Tercera Visita al laboratorio de Manufactura Es necesario aplicar sobre el acero de tres a cinco segundos el reactivo Nital. Luego se lava la probeta con agua, se enjuaga con alcohol y se seca. El fundamento de la vista microscópica se basa en que el micro constituyente de mayor velocidad de reacción con el ácido se ataca más rápido y se verá más oscuro, mientras que el menos atacable reflejará más luz y permanecerá más claro. Como ejemplo podemos ver la micro estructura de un acero hipo-eutectoide, donde el micro constituyente ferrita aparece como granos más claros y el micro constituyente, perlita como granos más oscuros. Por otro lado, en los materiales con un solo micro constituyente. Los límites de grano están sujetos a ataques selectivos, puesto que representan zonas de imperfección cristalina que aceleran el ataque local. Además, los granos con orientaciones cristal gráficas distintas son atacados con diferente intensidad, dado que esta diferencia en la orientación provoca velocidades de ataque diferente como ejemplo podemos ver una muestra de acero suave donde todos los granos son más claros con distintas tonalidades y todos pertenecen al mismo micro constituyentes, perlita además, los planos están separados entre sí por los límites de grano formados por líneas negras.
Nota. Antes de aplicarle ácido Ilustración 1 Imagen de la pieza de acero enfriada con agua Ilustración 2 Imagen de la pieza de acero enfriada con aceite Ilustración 3 Imagen de la pieza de acero enfriada con agua
Probeta de Agua
Probeta de Aceite
Se usa nuevamente la fórmula de Dureza Brinell, para calcular la dureza de cada pieza de acero. HV =
D m 2 D =
Conclusiones La importancia de realizar una prueba de dureza no es la practica en si misma si no la información que nos puede generar dicha prueba. El hacerlo es sencillo pero el resultado es de gran valor para la industria y es eso lo más importante como puedes ser: Evaluación de la resistencia: La dureza es una medida de la resistencia de un material a la deformación plástica localizada, como la penetración o la abrasión. Esta propiedad es crucial para determinar la capacidad del material para resistir el desgaste, la deformación y la fractura bajo diferentes condiciones de carga. Calidad del material: La prueba de dureza puede proporcionar información sobre la calidad y uniformidad del material. Variaciones en la dureza pueden indicar inconsistencias en la composición, el tratamiento térmico o el proceso de fabricación del material. Selección de materiales: La información de dureza es útil para seleccionar el material adecuado para una aplicación específica. Por ejemplo, en ingeniería mecánica, la dureza puede ser un factor determinante en la selección de materiales para componentes que estarán sujetos a condiciones de carga severas.
