Dureza Rockwell bola de acero

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través de este estudio se pueden determinar características como el tamaño de grano, distribución de las fases que componen la aleación, inclusiones no metálicas como sopladuras, micro cavidades de contracción, escorias, etc., que pueden modificar las propiedades mecánicas del metal. En general a partir de un examen metalográfico bien practicado es posible obtener un diagnóstico y/o un pronóstico. El examen metalográfico puede realizarse antes de que la pieza sea destinada a un fin, a los efectos de prevenir inconvenientes durante su funcionamiento, o bien puede ser practicado sobre piezas que han fallado en su servicio, es decir, piezas que se han deformado, roto o gastado. En este caso la finalidad del examen es la determinación de la causa que produjo la anormalidad. Básicamente, el procedimiento que se realiza en un ensayo metalográfico incluye la extracción, preparación y ataque químico de la muestra, para terminar en la observación microscópica. Si bien la fase más importante de la metalografía es la observación microscópica, la experiencia demuestra que poco se puede hacer si alguna de las operaciones previas se realiza deficientemente. Si la etapa de preparación no se realiza cuidadosamente es posible que se obtenga una superficie poco representativa del metal y sus características. Una preparación incorrecta puede arrancar inclusiones no metálicas, barrer las láminas de grafito en una muestra de fundición, o modificar la distribución de fases si la muestra ha sufrido un sobrecalentamiento excesivo.

2.5.1 Extracción de la muestra

Durante la extracción de la muestra es fundamental considerar el lugar de donde se extraerá la probeta y la forma en que se hará dicha extracción. Se debe tener en cuenta que no es indiferente el lugar de donde se extraerá la muestra, según sea el objetivo del examen. Por ejemplo cuando se trata de una pieza rota en servicio y el objeto del examen es determinar las causas de dicha falla, la probeta debe extraerse, en la medida de lo posible, de la zona puntual donde la pieza ha fallado. Esto permitirá obtener la mayor información posible de las características del material en dicha zona y así obtener mejores conclusiones sobre las posibles causas de la falla. Por ejemplo, si se pretende determinar si un trozo de alambre posee trabajo en frio, causado por algún proceso de trefilado, se deberá observar una cara paralela al eje longitudinal de dicho trozo; por lo tanto la extracción de la muestra estará determinada por esta condición. En síntesis se debe lograr una muestra representativa del material a examinar. En cuanto a la forma de extracción de la probeta se debe tener en cuenta que esta operación debe realizarse en

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condiciones tales que no afecten la estructura superficial de la misma. Por lo tanto se debe cuidar que la temperatura del material no se eleve demasiado durante el proceso de extracción. La extracción se puede hacer con cierras de corte manual, o en el caso de piezas muy duras con cortadoras sensitivas muy bien refrigeradas. La preparación de la muestra puede dividirse en tres fases:

 Desbaste Grosero  Desbaste Final  Pulido

2.6 Ensayo de impacto

El ensayo de impacto es un ensayo destructivo, que consiste en romper una probeta del material a ensayar golpeándola con un péndulo. Para facilitar el inicio de la fisura, se realiza una hendidura o entalladura en la probeta. El objetivo del ensayo es conocer la energía que puede soportar un material al recibir un choque o impacto sin llegar a romperse.

En todos los ensayos los parámetros controlados están influidos por las condiciones que definen el ensayo: forma y tamaño de la probeta, temperatura, velocidad de aplicación de la carga, etc. El objetivo del ensayo es conocer la energía que puede soportar un material al recibir un choque o impacto sin llegar a romperse.

El ensayo de impacto, gracias a su sencillez y precisión e identidad de resultados obtenidos, es el método más empleado en los ensayos de metales con carga dinámica. Este ensayo da la posibilidad de determinar el grado de resistencia del material a la rotura cuando se aplica la carga dinámica.

Los impactos de ensayo a flexión son realizados con la ayuda del péndulo de Charpy, con una energía que sobrepasa los 30 kgf-cm. El esquema de ensayo se muestra en la figura 18.

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Figura 18. Esquema de trabajo péndulo de Charpy

Fuente:

http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/TEMAII.2.7.PROPIEDADESMECANICAS.pdf

La muestra se coloca horizontalmente en un patrón especial que garantiza estrictamente la posición de la incisión (ranura, entalla) en la parte media del vano entre los apoyos. El impacto es aplicado desde el lado opuesto a la incisión, en el plano perpendicular al eje longitudinal de la muestra. El péndulo se fija en la posición superior inicial a la altura hα de 1.6 m, lo que corresponde a una velocidad del cuchillo del péndulo, en el momento del impacto de aproximadamente de 5.6 m/s. Luego la uña de fijación se retira, el péndulo cae libremente por efecto de su propia gravedad aplicando un impacto a la muestra, que la encorva y destruye elevándose en relación al eje vertical del péndulo de Charpy en un ángulo β. Este ángulo es tanto menor, cuanto mayor es la energía aplicada en el proceso por el péndulo para la deformación y destrucción de la muestra.

Por medio de la escala, se mide el ángulo de elevación del péndulo y directamente se lee la energía consumida en el proceso (Joule).

Una parte de la energía de impacto es empleada en la sacudida del péndulo y del bastidor, para vencer la resistencia del aire, en el roce de los cojinetes y del dispositivo de medición, en la deformación de la muestra cerca de los apoyos y bajo el cuchillo, en la transmisión de energía a las fracciones de la muestra y en la deformación elástica de la barra del péndulo.

La influencia de estos factores, que hacen variar las mediciones hasta en un 30% de un péndulo a otro pueden ser minimizadas restando la influencia de los factores cuantificables o medibles. En otras palabras, se aconseja restar de la energía mostrada por el indicador Ei la energía imprimida a las fracciones de probeta en forma de energía cinética Ek y la energía disipada por fricciones Ef. De esta

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manera, la energía aproximada, usada solo para la destrucción de la probeta Er, será:

Ef, energía disipada por fricciones, debe ser medida antes de cada ensayo, para esto se deja caer libremente el péndulo, sin instalar probeta en los apoyos y se anota la energía mostrada por el indicador.

Ek, energía cinética necesaria para el desplazamiento de las fracciones de probeta luego de la rotura puede ser calculada

Donde m es la masa de la probeta y v es la velocidad de las fracciones, que se asume igual a la velocidad del péndulo en el momento del impacto (aproximadamente v=5.6 m/s)

El estándar ASTM E23 define el ensayo de barras ranuradas al impacto como un ensayo por el cual se observa el comportamiento del metal cuando está sujeto a la aplicación de una carga única que genera un estado de esfuerzos multiaxial asociado a la ranura, en conjunto con altas rangos de carga y en algunos casos altas o bajas temperaturas.

2.7 Tratamientos térmicos del acero

Un tratamiento térmico es un proceso que involucra el calentamiento a una determinada temperatura, la permanencia en el horno y, finalmente, el enfriamiento, como muestra la Figura 19. Tiene como objetivo modificar las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción, resistencia al impacto, a la fatiga, etc.) y tecnológicas (maquinabilidad, conformabilidad, soldabilidad), homogenizar la composición química y su microestructura, y/o mejorar la resistencia a la corrosión de los materiales metálicos.

Para ello, el metal, siempre en estado sólido, es sometido a una serie de ciclos de calentamiento y enfriamiento que producen generalmente cambios microestructurales, que modifican las propiedades antes mencionadas.

𝐸𝑟 = 𝐸𝑖 − 𝐸𝑓 − 𝐸𝑘