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| 6.3 ENSAYOS ROCKWELL.
En los ensayos de dureza Rockwell, las unidades de dureza se establecen por la medida de la profundidad, e, de la huella de acuerdo con el modelo: HR = A - e (mm)/0.002 (2.48) El ensayo es aplicable a todo tipo de materiales metálicos: a) Blandos. Se utiliza como penetrador una bola de acero templado, similar al del ensayo Brinell. En la tabla 2.6 se observan diámetros y cargas normalizados para este tipo de ensayos. En este ensayo, el parámetro A de la expresión 2.48 es 130. |
TABLA 2.6. Especificación de penetrador y carga en los distintos en sayos de dureza Rockwell.
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| Carga (kg) |
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| b) Duros. Se utiliza
como penetrador un cono de diamante de 120° de ángulo de vértice
redondeado en la punta. Se usan cargas normalizadas de 60, 100 y 150 kilogramos,
con el subíndice indicado en la tabla 2.6.
c) Pequeños espesores en materiales blandos o duros. Es el caso de flejes, chapas delgadas o también sobre capas endurecidas, cementadas o nitruradas. En este supuesto se usa la modalidad de pequeñas cargas especificadas en la norma, 3 kilogramos de precarga y 15, 30 o 45 kilogramos de carga. Se conoce este tipo de ensayos como Rockwell superficial. La denominación de la dureza Rockwell ensayada es por escalas, de A a L, que identifica la precarga, carga y tipo de penetrador. La tabla 2.7 especifica distintas variantes del ensayo Rockwell existentes. Con el objeto de obtener ensayos reproducibles, la máquina obtiene el valor "e", por incrementos de las cargas aplicadas de acuerdo con la secuencia siguiente, figura 2.34: a) Aplicación de una carga previa, F0 = 10 kg. Esta sirve para tomar una referencia h0, independiente del estado superficial. |
| b) Aplicación
de la sobre-carga de ensayo, F1, con lo que se alcanza h1.
c) Eliminación de la sobre-carga F1, con lo que se recupera la deformación elástica y se conserva la remanente. La profundidad alcanzada es h. d) La profundidad de la huella viene definida por: |
Figura 2.34. Secuencia de cargas, F, y profundidades en el ensayo Rockwell. |
TABLA 2.7. Ensayos Rockwell normalizados.
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Cono de diamante | Materiales duros en extremo, carburos de wolframio, etc. |
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Bola de 1/16" | Materiales de dureza media, aceros al carbono bajos y medios, latón, bronce, etc. |
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Cono de diamante | Aceros endurecidos, aleaciones endurecidas y revenidas. |
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Cono de diamante | Acero superficialmente cementado. |
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Bola de 1/8" | Hierro fundido, aleaciones de aluminio y magnesio. |
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Bola de 1/16" | Bronce y cobre recocidos. |
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Bola de 1/16" | Cobre al berilio, bronce fosforoso, etc. |
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Bola de 1/8" | Placa de aluminio. |
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Bola de 1/8" | Hierro fundido, aleaciones de aluminio. |
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Bola de 1/4" | Plásticos y metales suaves, como el plomo. |
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En ensayos de dureza realizados sobre diversos materiales, se obtiene los resultados que se muestran en la tabla 2.8, para ensayos Brinell y Rockwell B, y en la tabla 2.9 para ensayos Vickers y Rockwell C. |
TABLA 2.8. Resultados obtenidos en los ensayos de dureza Brinell y Rockwell B.
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TABLA 2.9. Resultados obtenidos en los ensayos de dureza Vickers y Rockwell C.
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Las condiciones de cada
uno de los ensayos realizados han sido las siguientes:
. Brinell: Penetrador de bola de acero templada de 2.5 mm de diámetro y carga P = 187.5 kg. |
| Tal como se ha citado,
puede evaluarse la dureza a través de la cualidad que muestran los
materiales de devolver la energía potencial recibida, dE,
por impacto de una masa que contacta con una determinada velocidad.
Por las razones que se apuntaron, el grado de endurecimiento, dH, es función inversa de la energía absorbida dEa. Es decir: dH = f(1/dEa) (2.50) cumpliéndose que: dEa = dE0 - dEc (2.51) El equipo para medir la dureza elástica se denomina escleroscopio. El escleroscopio, figura 2.35, es un dispositivo para medir la altura de rebote de un pequeño martillo con punta de sauco o diamante, después de que cae por su propio peso desde una altura definida sobre la superficie de la pieza a prueba. |
Figura 2.35. Esquema del escleroscopio. |
| El instrumento tiene
por lo general un disco autoindicador tal que la altura de rebote se indica
automáticamente. Cuando el martillo se eleva a su posición
inicial, tiene cierta cantidad de energía potencial que se convierte
en energía cinética al ser liberado, golpeando la superficie
de la muestra a ensayar. Parte de la energía se absorbe por la muestra
y el resto eleva de nuevo el martillo. La altura de rebote se indica por
un número sobre una escala arbitraria tal que cuanto mayor sea el
rebote, mayor será el número y la pieza a prueba será
más dura.
La dureza elástica se aplica de forma auxiliar para determinar el grado de endurecimiento de los materiales que muestran una correlación clara con el ciclo de histéresis s-e, como son los materiales metálicos, y fundamentalmente, en aquellos, como los cauchos, en que la característica de amortiguamiento es muy importante y poco acusada la fractura puntual de un penetrador a compresión de un ensayo de dureza Brinell. En ensayos realizados con un escleroscopio Shore sobre diferentes materiales, se ha obtenido las durezas que se recogen en la tabla 2.10. Se han empleado probetas de 12-15 mm de diámetro y 5 mm de espesor, refrentadas y alisadas. Los resultados obtenidos, en el ensayo, se recogen en la tabla 2.10 siguiente. |
Tabla 2.12. Resultados obtenidos en el ensayo de dureza elástica, Shore.
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