TECNOLOGIA INDUSTRIAL I ENSAYOS

Dpto. de Tecnologías IES “INFIESTO”

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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 c. %C=1,288% d. σt=94,21Kp/mm2

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e. 261,71 HB 8 1.920 12

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

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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

(30D2)

Aceros aleados

(10D2)

Bronce

(5D2)

>6 10 3.000 1.000 500

3-6 5 750 250 125

<3 2,5 187,5 625,5 31,2

Coeficiente de σR 0,36 0,34 0,23

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:

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 178 HB 10 3.000 15 b. F=750Kp d=2,25mm

3.000Kp

Φ=10mm

t=15s

4,5mm

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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