UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACION PRACTICA DIRIGIDA N° 01 ENSAYO DUREZA 1. 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. 2. En un ensayo de dureza Brinell, 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. 3. En una pieza con dureza Brinell de 300HB se ha aplicado una carga de 500Kp. Si se ha utilizado como penetrador una bola de 10mm, ¿cuál será el diámetro de la huella producida? 4. 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 3.000Kp, deja una huella de diámetro 5,88mm. 5. 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) Dureza Brinell del material. b) Profundidad de la huella. 6. 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) Resistencia a la tracción del acero. d) Expresión del valor de la dureza Brinell si el tiempo de activación es 12s. ING. JOSE JAVIER SOSA VICTORIANO Utilizando la tabla adjunta. Para un determinado latón. halla: a) Dureza del acero. 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. Una probeta cilíndrica de una aleación de Níquel con un módulo de elasticidad de 20.7 x 10 4 MPa y un diámetro original de 10. a) ¿Cuál es la máxima tensión que puede aplicarse a una probeta con una sección de 130 mm2 sin que se produzca deformación plástica? b) Si la longitud original de la probeta es 76 mm.25 mm. JOSE JAVIER SOSA VICTORIANO . En un ensayo de Brinell de una chapa de acero aleado de 8mm. se obtuvo una huella de 4mm de diámetro. b) Resistencia aproximada a la rotura por tracción en N/m 2 8. 10.3mm de diámetro. la tensión a la cual empieza la deformación plástica es 345 MPa. Calcular la máxima longitud de la probeta antes de la deformación si el máximo alargamiento permitido es de 0. ¿Cuál es la máxima longitud que puede ser estirada sin causar deformación plástica? ING. Calcular: a) Dureza Brinell del material. b) Profundidad de la huella.3 x 104 MPa. ENSAYO DE TENSIÓN 9. y el módulo de elasticidad es 10.2 mm experimenta únicamente deformación elástica cuando se aplica una tensión de 8900 N. UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACION 7. constante del ensayo y diámetro de la bola. obteniéndose una huella de 2. Una probeta cilíndrica de acero tiene un diámetro de 15. Consideremos una probeta cilíndrica de una aleación de aluminio de la figura adjunta de 10 mm de diámetro y 75 mm de longitud que es estirada a tracción.33 Latón 14. determinar la fuerza que producirá una reducción elástica de 2. Utilizando los datos de la tabla adjunta.8 2. Determinar su alargamiento cuando se aplica una carga de 13500 N. UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACION 11.29 Níquel 30.6 0.2 mm y la longitud de 250 mm y se deforma elásticamente a tracción con una fuerza de 48900 N. determinar: a) Lo que se alargará en la dirección de la fuerza aplicada. Módulos de elasticidad y de cizalladura a temperatura ambiente y coeficiente de Poisson para varios metales y aleaciones Metal o Módulo de elasticidad Módulo de cizalladura Coeficiente Aleación psi x 106 MPa x 104 psi x 106 MPa x 104 de Poisson Aluminio 10.7 11. Usando los valores de tabla adjunta.6 10.6 pulgada y una longitud de 10 pulgadas y se deforma elásticamente a tracción con una fuerza de 11000 lbf.0 20.1 5.0 11.35 Cobre 16. determinar: a) Lo que se alargará en la dirección de la fuerza aplicada b) El cambio de diámetro de la probeta ¿Aumentara o disminuirá el diámetro? 14.7 4.9 3. Un cilindro de aluminio de 19 mm de diámetro tiene que ser deformado elásticamente mediante la aplicación de una fuerza a lo largo de su eje.0 7.6 0.7 0. b) El cambio de diámetro de la probeta. Una probeta cilíndrica de acero tiene un diámetro de 0. 12.4 3.0 6.35 Magnesio 6.5 4.5 2.6 0. Usando los valores de la tabla adjunta.31 ING. ¿Aumentara o disminuirá el diámetro? 13.7 0.5 x 10-3 mm en el diámetro.5 1. JOSE JAVIER SOSA VICTORIANO .0 6. Una probeta cilíndrica de una aleación metálica de 10. explica en qué consiste dicho ensayo y calcula el valor de la altura a la que se elevará el martillo después del golpe y posterior rotura de la probeta. la altura de 70 cm. Sabiendo que el valor de la resiliencia es de 28. b) Resiliencia del material.2 16.5 10. se le somete a un ensayo de flexión por choque. El módulo en flexión del carburo de silicio es de 480 GPa. Para el estudio de la resiliencia de un material mediante ensayo Charpy.5 4. ENSAYO DE FLEXIÓN 19. A una probeta de sección cuadrada de 10 mm de lado y 2 mm de entalla en el centro de una de sus caras .36 Tungsteno 59.5 cm de ancho y 0. ING.5 0. JOSE JAVIER SOSA VICTORIANO .7 23. y está apoyado en dos soportes separados 7. 18. la longitud del brazo del péndulo de 1 m y el ángulo de partida del ensayo α = 60º. se ha utilizado una probeta de 10 x 10 mm con una entalla en forma de U de profundidad 2 mm. Suponga que no ha ocurrido deformación plástica.0 8. elásticamente mediante la aplicación a tracción.6 cm de espesor. Se efectúa un ensayo de flexión de tres puntos en un bloque de carburo de silicio que tiene 10 cm de largo.09 mm.5 J/cm2.0 40. La muestra se rompe cunado se registra una flexión de 0.28 15. Sabiendo que el valor de la resiliencia obtenida es de 50 J/cm2. 17. Una fuerza de 15000 N produce una reducción en el diámetro de la probeta de 7x10-3 mm. tras la rotura. se ha utilizado una probeta de sección 10 x 10 mm con una entalla en forma de U.3 0. Calcule: a) La fuerza que causo la fractura y b) La resistencia a la flexión. cayendo desde una altura de 90 cm y recuperando. Calcular el coeficiente de Poisson de este material si su módulo de elasticidad es 105 MPa. Para el estudio de resiliencia de un material mediante ensayo con péndulo de Charpy. calcula la altura “h1” a la que se elevará el péndulo y el ángulo β que adquiere el mazo con respecto a la vertical después del golpe.0 mm de diámetro es deformado.7 12.5 cm. con un martillo de 20 Kgf.0 0. 1. ENSAYO DE IMPACTO 16. que la masa del martillo es de 30 kg.0 20.27 Titanio 15. UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACION Acero 30. que la masa del martillo es de 30 kg y la altura de partida de la caída de 140 cm. Haga un esquema del ensayo propuesto y determine: a) Energía absorbida por la probeta.7 6. 000 psi. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACION 20.0 plg de ancho y 10 plg de largo se coloca en soportes separados 7 plg. El modulo en flexión de la alúmina es 45 x 106 psi y su resistencia a la flexión 46. un espesor de 0. Un polímero termoestable reforzado con esferitas de vidrio debe flexionarse 0. Una aleación de hierro – cromo – níquel debe soportar una carga de 1500 lb a 760°C durante 6 años. 03 y 04 Problemas N° 05 y 06 ING. Una barra de hierro fundido dúctil debe operar con un esfuerzo de 6000 psi por un año. ¿Cuál es la temperatura máxima permisible? Problemas N° 01. Una barra alúmina de un espesor de 0. Determine la deflexión en el momento en que se rompe la barra. 25. determine la distancia mínima entre soportes ¿Se fracturara el polímero si su resistencia a la flexión es de 85 MPa? Suponga que no ocurre deformación plástica. JOSE JAVIER SOSA VICTORIANO . La pieza de polímero tiene un ancho de 2 cm. 02. Una barra de 5 x 20 mm de aleación hierro – cromo – níquel debe operar a 1040°C durante 10 años sin romperse ¿Cuál es la máxima que se puede aplicar? 24. Una barra de hierro fundido dúctil de 1 pulgada x 2 pulgadas debe operar durante 9 años a 650°C. ¿Cuántos días durara la barra sin romperse a 980°C? 23. ENSAYO DE FATIGA 22. Una barra de 1 pulgada de diámetro de una aleación de hierro – cromo – níquel se somete a una carga de 2500 lb.5 mm al aplicársele una fuerza de 500N. Una barra de 1.2 pulgadas de diámetro de una aleación de hierro – cromo – níquel de operar durante 5 años bajo una carga de 4000 libras ¿Cuál es la temperatura máxima de operación? 26. suponiendo que no ocurra deformación plástica.5 cm y 10 cm de largo. Calcule el diámetro mínimo de la barra.3 plg.9 Gpa. 21. ¿Cuál es la carga máxima que se puede aplicar? 27. Si el módulo de flexión es de 6.