T1: Materiales y fabricación · Ensayos de dureza — TECNOLOGIA INDUSTRIAL II PEvAU Andalucía 2025

T1: Materiales y fabricación

Ensayos de dureza

Problema

2025 · Ordinaria · Titular

En un laboratorio se pretende realizar un ensayo de dureza Brinell y otro de dureza Vickers para una misma muestra de acero: a) Determinar la expresión normalizada de la dureza Brinell si en el ensayo se obtiene una huella de 2,5 mm de diámetro aplicando una carga de 725 kp con un penetrador de 5 mm de diámetro durante 20 segundos. b) Determinar la expresión normalizada de la dureza Vickers si en el ensayo se emplea una punta piramidal aplicando una carga de 120 kp durante 10 segundos y se obtiene como resultado una huella con diagonales de 1,25 mm y 1,23 mm.

Dureza BrinellDureza Vickers

a) Determinar la expresión normalizada de la dureza Brinell si en el ensayo se obtiene una huella de 2,5 mm de diámetro aplicando una carga de 725 kp con un penetrador de 5 mm de diámetro durante 20 segundos.

Datos:

P = 725 \text{ kp} \ D = 5 \text{ mm} \ d = 2.5 \text{ mm} \ t = 20 \text{ s}

Fórmula para la dureza Brinell ( $HB$ ):

HB = \frac{2 \cdot P}{\pi \cdot D \cdot (D - \sqrt{D^2 - d^2})}

Sustitución y cálculo del valor numérico:

HB = \frac{2 \cdot 725}{\pi \cdot 5 \cdot (5 - \sqrt{5^2 - 2.5^2})} = \frac{1450}{15.708 \cdot (5 - 4.33)} = \frac{1450}{10.522} = 137.80

La expresión normalizada de la dureza Brinell se indica mediante el valor de la dureza, las siglas HB, el diámetro de la bola penetradora, la carga aplicada y el tiempo de exposición (si este es distinto al estándar de 15 segundos).Resultado (expresión normalizada):

137.80 \text{ HB } 5 / 725 / 20

b) Determinar la expresión normalizada de la dureza Vickers si en el ensayo se emplea una punta piramidal aplicando una carga de 120 kp durante 10 segundos y se obtiene como resultado una huella con diagonales de 1,25 mm y 1,23 mm.

Datos:

P = 120 \text{ kp} \ t = 10 \text{ s} \ d_1 = 1.25 \text{ mm} \ d_2 = 1.23 \text{ mm}

Fórmulas para la dureza Vickers ( $HV$ ):

d = \frac{d_1 + d_2}{2} \quad ; \quad HV = \frac{1.8544 \cdot P}{d^2}

Sustitución y cálculo del valor numérico:

d = \frac{1.25 + 1.23}{2} = 1.24 \text{ mm}

HV = \frac{1.8544 \cdot 120}{1.24^2} = \frac{222.528}{1.5376} = 144.72

La expresión normalizada de la dureza Vickers se indica mediante el valor de la dureza, las siglas HV, la carga aplicada y el tiempo de aplicación de la carga.Resultado (expresión normalizada):

144.72 \text{ HV } 120 / 10