Foundry Hardness Testing

Ensayos de dureza y verificación en fundiciones

En el dinámico control de calidad de las fundiciones, la garantía de calidad y los resultados rápidos en la verificación y las pruebas de dureza son primordiales. Sin embargo, la tarea de verificación de muestras a menudo presenta retos y requiere un tiempo valioso. En este artículo se analizan enfoques optimizados para generar un análisis de verificación en 30 segundos, garantizando la uniformidad en todas las muestras. Descubra cómo seleccionar el método de ensayo de dureza óptimo para responder a los requisitos que necesita.

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¿Cómo obtener un análisis de verificación en 30 segundos?

En la actualidad, los materiales utilizados en aplicaciones prácticas son una mezcla de varios elementos químicos conocida como "aleaciones". El acero y el hierro fundido, por ejemplo, son aleaciones esenciales basadas en hierro (Fe) con adición de carbono (C), el cual es responsable de la dureza del material férreo. El análisis microestructural nos permite conocer las propiedades de la aleación, tales como su resistencia, dureza y ductilidad.

La muestra está lista para la fase de verificación final; este proceso no debería durar más de 30 segundos. StructureExpert ofrece una solución completa y está diseñado para su uso tanto en las áreas de producción como en las de laboratorio. Elimina todo el trabajo adicional para posicionar y ajustar las muestras en el equipo de verificación. El análisis automático elimina la subjetividad y los errores que pueden surgir en el análisis manual. Para empezar, simplemente se coloca la muestra boca abajo en el equipo para su verificación de acuerdo con las tolerancias requeridas:
  • Tamaño y número de granos por área
  • Forma, distribución y tamaño de las partículas de grafito
  • Tamaño del nódulo, contenido de ferrita/perlita y proporción de carburo
  • Fase para la medición de fracción de volumen y porcentaje de fase
Vea "Cómo verificar su estructura interna para el análisis metalográfico de fallos":

Asesoramiento sobre ensayos de dureza para fundiciones

Visita a la fundición
1400 grados: es la temperatura de la fundición en MAT Dania cuando Sara Christensen, Struers, visitó las instalaciones.

Las fundiciones, en particular, dependen en gran medida de rigurosas metodologías de pruebas para determinar la calidad y durabilidad de los componentes metálicos. Entre las múltiples técnicas empleadas se encuentran dos métodos de ensayo de dureza destacados: Rockwell y Brinell. Estos surgen como las herramientas primarias a la hora de evaluar el hierro fundido o el aluminio para medir la capacidad del material para soportar la fuerza aplicada sin causar deformaciones o daños significativos. Mientras que las evaluaciones Rockwell ofrecen resultados rápidos con hierro fundido, normalmente en 10 segundos, las pruebas Brinell se prefieren por su capacidad para medir con precisión la dureza de muestras de aluminio/aleaciones de aluminio más grandes, especialmente cuando el material se caracteriza por una estructura de grano grueso o heterogéneo.

Rockwell es un método rápido y relativamente económico para el hierro fundido, que proporciona una imagen instantánea lista para el análisis y no requiere medición óptica. La dureza Rockwell se calcula midiendo la profundidad de la penetración después de haber forzado un penetrador en un material de muestra conforme a una carga concreta.

Inspección de la muestra
Momentos antes de que una muestra no embutida se someta a un ensayo de dureza Rockwell.

El material del penetrador es un diamante cónico o una bola de carburo sinterizado, dependiendo de la escala que se utilice. Por lo general, el material probado no debe embutirse en resina porque la prueba Rockwell utiliza el movimiento del penetrador para medir la dureza y no el área de penetración. Los ensayos Rockwell no son sensibles a la preparación de la superficie como otros métodos de ensayo de dureza, ya que la profundidad de penetración se mide y no se realiza ninguna medición óptica de la geometría de la indentación. Sin embargo, es importante que la muestra esté limpia y lisa utilizando los métodos anteriores. Si la superficie es demasiado áspera con arañazos o suciedad, puede causar una lectura errónea del tamaño de la indentación. Una solución es garantizar que las muestras se limpien correctamente.

Primer plano 3
Fig. 1. En la prueba Rockwell, las áreas cercanas a la hendidura muestran dónde se deforma (empuja) la muestra por la propia hendidura y por eso siempre debe consultar las normas requeridas para espaciar las hendiduras.

Al realizar una prueba Rockwell, se aplica una pequeña precarga antes de colocar y descargar la carga principal. La lectura del valor de dureza se realiza mientras se sigue aplicando la precarga menor. El ensayo de dureza Rockwell utiliza 1 de 6 cargas principales diferentes de 15 kgf, 30 kgf, 45 kgf, 60 kgf, 100 kgf o 150 kgf. El resultado son 30 escalas Rockwell diferentes. Cada una de ellas se caracteriza por una combinación diferente de tipo de penetrador y carga principal, y cada una está indicada para una aplicación o un material específico. Dependiendo de la norma a la que se adhiera, puede haber métodos ISO 15 e incluso ASTM 30.

Dibujo
Fig. 2. Consulte las mediciones tomadas durante un ensayo de dureza Rockwell

Existen dos tipos de disco de corte: Rockwell regular y superficial. Métodos regulares en los que la carga menor es de 10 kgf, la carga mayor es de 60, 100 o 150 kgf y se clasifica mediante un sistema alfabético que utiliza las letras A a H y K. Rockwell superficial se utiliza para muestras más finas en las que la carga menor es de 3 kgf y las cargas mayores son de 15, 30 o 45 kgf; la clasificación utiliza las letras N,T, W,X e Y, lo cual da combinaciones como, por ejemplo: 15T, 30N y 45Y. Por lo general, el material probado no debe embutirse en resina porque la prueba Rockwell utiliza el movimiento del penetrador para medir la dureza y no el área de penetración.

Duramin-160 de Struers ofrece resultados Rockwell inmediatos. La tecnología de célula de carga de alta precisión hace posible que Duramin-160 ofrezca una precisión aún mayor que la requerida por las normativas. Se maneja con una pantalla táctil integrada y está disponible con un eje Z motorizado. El equipo es adecuado para muestras de distintos tamaños y formas. Duramin-160 se puede utilizar en ensayos más avanzados, como en el ensayo Jominy. Todos los durómetros de Struers cuentan con la asistencia de nuestro experimentado equipo de servicio técnico, que garantiza la optimización del equipo.

Asesoramiento sobre aplicaciones Rockwell de Struers

Ensayos de dureza Brinell de aluminio

El ensayo de dureza Brinell es necesario para muestras de aluminio. La penetración deja una impresión relativamente grande al utilizar la bola de carburo de tungsteno. El tamaño de la penetración se lee ópticamente a fin de determinar la dureza. Las aplicaciones típicas son los forjados y los fundidos cuyos elementos estructurales son de gran tamaño e irregulares o cuyas estructuras son demasiado toscas para someterse a otros métodos y obtener un resultado representativo. DuraVista-40 es popular entre las fundiciones, ya que ofrece resultados Brinell inmediatos y fiabilidad, y puede proporcionar resultados de pruebas Vickers y Knoop. Todo el ciclo de prueba se puede automatizar por completo, lo que garantiza que se utilice siempre el mismo método.

En el último año, MechTest logró avances significativos en la eficiencia operativa al asociarse con nuestro equipo, lo que dio como resultado una notable reducción de 20 horas semanales en el horario de trabajo. Especializada en ingeniería de materiales y análisis de fallos, MechTest buscó mejorar el rendimiento en los ensayos de dureza a la vez que elevaba los estándares de calidad, consistencia y documentación. Chris Branton, director de operaciones y copropietario de MechTest, afirmó: "Nuestro nuevo DuraVista-40 AC3 nos proporciona un mapeo de dureza totalmente automatizado".

En un momento en que la precisión es primordial, Struers es líder del sector en el suministro de tecnología y metodologías de vanguardia. Con una red global de expertos, Struers no solo es un proveedor de equipos, sino un socio en la búsqueda de la excelencia. Para obtener una demostración in situ de los métodos de preparación, verificación o ensayo de dureza de Struers, no dude en contactar con nuestro equipo.

Conozca los consejos más recientes sobre la preparación de muestras para la verificación o los ensayos de dureza para fundiciones

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