DUREZA
La dureza es una cualidad de la materia que tiene que ver con la solidez y la firmeza de contorno. Existen diferentes definiciones de dureza, lo que lleva a la realización de varios ensayos. Algunas definiciones son:
- Dureza por penetración: Resistencia a la identación permanente bajo cargas estáticas o dinámicas.
- Dureza por rebote: Absorción de energía bajo cargas de impacto.
- Dureza por desgaste: Resistencia a la abrasión.
- Dureza por rayado: Resistencia al rayado.
- Maquinabilidad: Resistencia a la cortadura, a la perforación.
Pregunta A
¿Qué es un modelo de regresión?
1. ENSAYOS DE DUREZA POR PENETRACIÓN
En los ensayos de dureza por penetración se mide la resistencia de un material al ser penetrado por una pieza de otro material, denominado penetrador, el cual se empuja con una fuerza controlada y durante un tiempo fijo contra la superficie del material cuya dureza se desea calcular. La dureza de un material resulta inversamente proporcional a la huella que queda en su superficie al aplicarle una fuerza. Visitar y leer: Ensayos de Dureza en los Materiales
En metalurgia la dureza se mide utilizando un durómetro para el ensayo de penetración de un indentador. Dependiendo del tipo de punta empleada y del rango de cargas aplicadas, existen diferentes escalas, adecuadas para distintos rangos de dureza. El interés de la determinación de la dureza en los aceros estriba en la correlación existente entre la dureza y la resistencia mecánica, siendo un método de ensayo más económico y rápido que el ensayo de tracción, por lo que su uso está muy extendido.
Entre los ensayos más importantes se encuentran:
- Ensayo de Brinell
- Ensayo de Rockwell
- Ensayo de Vickers
Video 1.1. Dureza de Brinell
Video 1.2. Dureza de Rockwell
Video 1.3. Dureza de Vickers
Tabla 1. Equivalencias de Dureza. El siguiente archivo contiene una tabla de equivalencias de durezas Brinell, Rockwell y Vickers, los cuales serán de utilidad para realizar la siguiente actividad.
Actividad No. 1.
Límite elástico (MPa) vrs. Dureza de Vickers, Brinell y Rockwell. Copia los valores del Límite elástico (MPa) en la "columna A" y los valores de la Dureza de Vickers, Brinell y Rockwell en la "columna B" (uno a la vez), seleccionando ambas columnas a la vez y seleccionando el botón de "Análisis de regresión de dos variables" observa lo que sucede y contesta las siguientes preguntas.
Límite elástico (MPa) vrs. Dureza de Vickers, Brinell y Rockwell.
Pregunta 1.1
Al realizar una comparación entre la Dureza Vickers y el Límite Elástico (aproximado), para aceros no aleados y fundiciones, existe una relación aproximada donde el límite elástico es aproximadamente 3.3 veces la dureza Vickers. ¿Qué modelo de regresión es el que se utiliza para hacer la equivalencia entre el límite elástico y la Dureza Vickers?
Pregunta 1.2
Utilizando el mismo modelo de análisis de Dureza Vickers y el Límite Elástico, realiza el análisis de Dureza Brinell vrs. Límite Elástico ¿Cuál es el Modelo de Regresión, la ecuación, que relaciona ambos datos?
Pregunta 1.3.
En el caso de la Dureza de Rockwell aparecen 3 escalas en el documento. Identifique cuál es el modelo más adecuado para realizar una equivalencia entre la Dureza Rockwell y el Límite Elástico.
2. DUREZA POR REBOTE. La dureza Shore.
La dureza Shore es una escala de medida de la dureza elástica de los materiales, determinada a partir de la reacción elástica del material cuando se deja caer sobre él un objeto. Durante el ensayo, no destructivo, se mide la altura a la que rebota el proyectil. Esta depende de la cantidad de energía absorbida por el material de ensayo durante el impacto.
3. DUREZA POR DESGASTE
Los ensayos de desgaste o abrasión han encontrado su uso principal en los materiales usados en pavimentos, material de pisos o en obras hidráulicas, recubrimientos y pinturas, material para suelas de zapatos y otros, presentándose varios tipos de desgaste.
Video 3.1. Ensayo normalizado para la determinación del desgaste por efecto de abrasión
4. ENSAYOS DE DUREZA AL RAYADO
El método más antiguo para medir la dureza, y aún se usa en Mineralogía fue establecido en 1820 por el alemán Friedrich Mohs. En la Escala de Mohs se compara el material que se pretende analizar con 10 minerales tomados como patronestomados como patrones, numerados del 1 al 10 en orden creciente de dureza.
Realmente, la Escala de Mohs es un método de medida bastante impreciso, y no puede utilizarse para medir la dureza de los metales, no es una escala lineal y, la diferencia de dureza entre el corindón y el diamante es mayor que la existente entre el talco y el yeso.
Video 4.1. Escala de Mohs
Actividad No. 4. Recrea la gráfica de DUREZA ABSOLUTA vrs. ESCALA DE MOHS: Copia los valores de la Escala de Mohs en la "columna A" y los valores de la Dureza Absoluta en la "columna B", y seleccionando ambas columnas (solamente los valores) aplica el b
Pregunta 4.2.
Juega con los diferentes modelos de regresión que tiene GeoGebra y escoge los tres modelos de regresión que describan la relación entre la Escala de Mohs y la Dureza Absoluta.
5. MAQUINABILIDAD
El término maquinabilidad se refiere a la facilidad con la que un metal se puede mecanizar para lograr un acabado superficial aceptable. Es la capacidad de un material para ser maquinado bajo un conjunto dado de condiciones de corte.
Video 5.1. Fundamentos del Mecanizado
REPORTE DE LABORATORIO
Su reporte de laboratorio consistirá en las siguientes partes:
- Resumen del siguiente artículo científico: Palaia, L. (2014). Empleo del penetrómetro para madera para el diagnóstico de la madera en servicio en edificios antiguos. Informes de la Construcción, 66(533): e003, doi: http://dx.doi.org/10.3989/ic.12.055. El resumen debe ser a mano (buena letra, buena ortografía y buena redacción), consistir en un máximo de 10 hojas y un mínimo de 5. Deberá escanear y subir su resumen a su Google Drive (cuenta oficial de la Facultad de Ingeniería, USAC) y compartir un enlace de la misma en un espacio programado.
Empleo del penetrómetro para madera para el diagnóstico de la madera en servicio de edificios antiguos
PREGUNTA 6.
En el siguiente espacio coloca el enlace para tu resumen. Recuerda revisar los permisos de tu enlace para que podamos acceder al mismo.