T1: Materiales y fabricación · Ensayos de materiales — TECNOLOGIA E INGENIERIA II PEvAU Andalucía 2024

Ensayos de materiales

Problema

2024 · Ordinaria · Suplente

Para conocer la dureza de una pieza de acero se realiza el ensayo de Vickers. Se aplica una carga de $20 \text{ kp}$ durante $15$ segundos. La diagonal de la huella formada tiene una longitud de $0,22 \text{ mm}$ .

a) Calcular el valor de la dureza del acero y escribir la expresión normalizada de la dureza Vickers.b) Calcular la diagonal de la huella si se aplica una carga de

30 \text{ kp}

durante

15

segundos al mismo material.c) Explicar qué es la escala de Mohs y para qué sirve.

Dureza VickersEscala de Mohs

Cálculo de la dureza Vickers (HV).Datos:

F = 20 \text{ kp}

d = 0,22 \text{ mm}

Fórmulas:

HV = \frac{1{,}854 \cdot F}{d^2}

Sustitución:

HV = \frac{1{,}854 \cdot 20}{(0{,}22)^2}

Resultado:

HV = 766{,}12 \text{ HV}

Expresión normalizada de la dureza Vickers:

766{,}12 \text{ HV } 20/15

Cálculo de la diagonal de la huella si se aplica una carga diferente.Datos:

F' = 30 \text{ kp}

HV = 766{,}12 \text{ HV (obtenido en apartado a))}

Fórmulas:Despejamos d' de la fórmula de dureza Vickers, ya que el material mantiene su dureza.

HV = \frac{1{,}854 \cdot F'}{(d')^2} \implies (d')^2 = \frac{1{,}854 \cdot F'}{HV} \implies d' = \sqrt{\frac{1{,}854 \cdot F'}{HV}}

Sustitución:

d' = \sqrt{\frac{1{,}854 \cdot 30}{766{,}12}}

Resultado:

d' = 0{,}269 \text{ mm}

Explicación de la escala de Mohs y su utilidad.La escala de Mohs es un método cualitativo para clasificar la dureza de los materiales, basándose en su resistencia a ser rayados. Consiste en diez minerales patrón, ordenados de menor a mayor dureza, a los que se asigna un número del 1 al 10 (siendo el 1 el talco y el 10 el diamante). Su utilidad radica en la comparación de la dureza relativa de un material desconocido con los minerales de la escala. Esto permite determinar si el material es más duro o menos duro que un patrón dado, o si su dureza se encuentra entre dos de ellos. Es una herramienta práctica para la identificación de minerales y para evaluar la resistencia al rayado en diversas aplicaciones industriales y geológicas, aunque no proporciona un valor de dureza absoluto o cuantitativo, a diferencia de ensayos como Vickers o Brinell.