Ensayos de dureza

TECNOLOGIA INDUSTRIAL I
ENSAYOS
COLECCIÓN DE PROBLEMAS II
Ensayo de dureza
1. Calcula el valor de dureza de Brinell (HB) que corresponde al bronce si sabemos que una bola
de acero de Φ 10mm de diámetro, sometida a una carga de 3.000Kg, deja una huella de
diámetro 5,88mm.
SOL:
HB=99,91Kg/mm2
2. Para determinar la dureza de Brinell de un material se ha utilizado una bola de 5mm de
diámetro y se ha escogido una K=30, obteniéndose una huella de 2,3mm de diámetro.
Calcular:
a. Duerza Brinell del material.
b. Profundidad de la huella.
SOL:
a. HB=170,45N/m2 b. f=0,28mm
3. Suponga que la carga utilizada en un ensayo de Brinell es de 250Kgf y el penetrador de un
diámetro de 5mm, obteniéndose una huella de 3,35mm2. Se pide:
a. Determinar el resultado del mismo.
b. Compruebe si acertó al elegir el tamaño del penetrador y la carga.
SOL:
a. HB=731MPa
b. Si acertó.
4. Se quiere evaluar la dureza Brinell de un material. Si la constante del ensayo para el material
implicado es de 30, se ha utilizado una bola de diámetro 2,5mm y se ha obtenido una huella
de 1mm de diámetro, calcula la dureza de Brinell del material.
SOL:
HB=228,29N/m2
5. Para realizar un ensayo de dureza de Brinell en un acero, se utiliza una bola de diámetro
D=8mm, obteniéndose una huella de diámetro d=3mm. Si la constante del ensayo es K=30,
determinar:
a. Carga utilizada.
b. Dureza obtenida.
c. El %del carbono del acero.
d. Resistencia a la tracción del acero.
e. Expresión del valor de la dureza Brinell si el tiempo de activación es 12s.
SOL:
a. F=1.920Kp b. HB=261,71Kp/mm2
Dpto. de Tecnologías
c. %C=1,288%
d. σt=94,21Kp/mm2
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e. 261,71 HB
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1.920
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6. Determina la longitud de las diagonales de la huella que dejará el penetrador sobre un material
de dureza 630 HV 50.
SOL:
a. l=0,3836mm
7. Hemos templado el acero al carbono y para conocer su dureza utilizamos el método Vickers.
La carga aplicada ha sido de 30Kp y las diagonales miden d1=0,25mm y d2=0,26mm. Se pide:
a. El valor de la dureza del acero.
b. Expresar el valor de la dureza Vickers si el tiempo es de 15s
SOL:
a. HV=857
b. 857 HV 30 15
8. En un ensayo de dureza Rockwell (HRc) al aplicar la carga de 10Kg el penetrador avanza
5mm. Al aplicar la carga de 140Kg avanza 87mm y al retirar los 140Kg retrocede 3mm.
Calcula la dureza HRc de ensayo.
SOL:
HRc=58
9. Calcula la dureza de una material por el método de Poldi sabiendo que la dureza de la probeta
patrón es de 150HB y los diámetros de las huellas obtenidas sobre ésta y el material son,
respectivamente 0,28mm y 0,21mm:
SOL:
H=1,777HB
10. En un ensayo de dureza por el método de POLDI la probeta patrón tiene una dureza de
350HB. El ensayo ha sido realizado con una esfera de 8mm y se obtiene una huella de 3mm
de diámetro en la probeta patrón y 2,5mm de diámetro en la probeta problema. Determinar el
valor de la dureza del material ensayado.
SOL:
H=510HB
11. En un ensayo de dureza de Brinell se aplica una carga de 3.000Kp al penetrador, cuyo
diámetro es de 5mm. ¿Cuál es la dureza del material?, ¿se obtendría el mismo valor de
dureza si el diámetro del penetrador fuese de 5mm y la carga de 750Kp?, ¿Cuál sería el
diámetro de la huella en ese caso?.
SOL:
HB=142,55Kp/mm2, si se obtendría el mismo valor de dureza, d=2,5mm
Dpto. de Tecnologías
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12. En un ensayo de Brinell de una chapa de acero aleado de 8mm, se obtuvo una huella de 4mm
de diámetro. Utilizando la tabla adjunta, halla:
CARGA P EN Kp (15s/15s)
Espesor (mm)
Diámetro (mm)
Aceros al C
Aceros aleados
Bronce
(30D2)
(10D2)
(5D2)
>6
10
3.000
1.000
500
3-6
5
750
250
125
<3
2,5
187,5
625,5
31,2
0,36
0,34
0,23
Coeficiente de σR
a. Dureza del acero, constante del ensayo y diámetro de la bola.
b. Resistencia aproximada a la rotura por tracción en N/m2
SOL:
a. HB=76,26Kp/mm2
b. σR=25,93Kp/mm2
13. En el ensayo de dureza de Rocwell B, la profundidad h1 cuando se aplica la precarga es 0,01m
y la profundidad h3 cuando se mantiene la precarga después de haber aplicado la totalidad de
la carga es 0,144m. ¿Cuál será la dureza del material?
SOL:
HRB=63
14. La figura inferior representa un esquema de un ensayo de dureza Brinell. Se ha aplicado una
carga de 3.000Kp. el diámetro de la bola del penetrador es de 10mm. El diámetro de la huella
obtenida es de 4,5mm. Se pide:
3.000Kp
t=15s
Φ=10mm
4,5mm
a. El valor de la dureza de Brinell (HB) y su expresión normalizada.
b. Indicar la carga que habrá que aplicar a una probeta del mismo material si se
quiere reducir la dimensión de la bola del penetrador a 5mm. Predecir el tamaño de
la huella.
SOL:
a. HB=178,53Kp/mm2
Dpto. de Tecnologías
178 HB 10 3.000 15
b. F=750Kp d=2,25mm
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15. Para determinar la dureza de un material blando se realiza un ensayo de Rockwell B. la
profundidad de la huella cuando se aplica la precarga de 10Kp es de 0,010mm y la que
permanece tras aplicar la carga de penetración de 100Kp y restituir el valor de la precarga
(10Kp) es de 0,15mm. Se pide:
a. Esquema y descripción del ensayo.
b. Resultado del ensayo.
SOL:
b. HRB=60 unidades Rockwell
16. Para realizar un ensayo de dureza Brinell en un acero se utiliza un penetrador de bola de
10mm de diámetro. Habiéndose obtenido una huella de diámetro 5mm, la carga aplicada ha
sido de 3.000Kp y el tiempo de aplicación de 12s. Calcular:
a. La dureza Brinell de dicho material.
b. %de carbono que contiene el acero.
c. Resistencia a la tracción.
d. Expresión del valor de la dureza Brinell
SOL:
a. HB=142,55Kp/mm2
b. %C=44,36%
c. σR=51,318Kp/mm2 d. 142,55 HB 10 3.000 12
17. En una pieza sometida al ensayo de dureza Brinell con una carga de 500Kg y un diámetro de
bola de 5mm, se ha obtenido un diámetro de huella de 2,3mm. Halla el grado de dureza de
Brinell.
SOL:
HB=113,68Kp/mm2
18. En un ensayo de dureza Brinell de 300HB, se ha utilizado una bola de 10mm de diámetro. Al
aplicar una carga de 1.000Kg se ha obtenido una huella de 2,5mm. Calcular la dureza del
material.
SOL:
HB=200,44Kp/mm2
19. En una pieza con dureza Brinell de 300HB se ha aplicado una carga de 500Kg. Si se ha
utilizado como penetrador una bola de 10mm, ¿cuál será el diámetro de la huella producida?
SOL:
d=1,45mm
Dpto. de Tecnologías
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