PROCESOS DE ENSAYO DE DUREZA

PROCESOS DE ENSAYO DE DUREZA

1. Al rayado

   • Es la oposición que presenta un cuerpo al ser rayado por la oposición dinámica de un cuerpo. Depende de la estructura y la composición del material (también se llama dureza mineralógica).
     • Ensayo de Mohs.
       • Fue ideada por Friedrichs Mohs
         • Informo una escala de 10 minerales ordenados según su dureza.
       • Es el método más antiguo para medir la dureza, y aún se usa en Mineralogía.
       • Es un método de medida bastante impreciso, y no puede utilizarse para medir la dureza de los metales. No es una escala lineal. La diferencia de dureza entre el corindón y el diamante es mayor que la existente entre el talco y el yeso.
     • Ensayo de Martens.
       • Se emplea un cono de diamante con el que se raya la superficie del material cuya dureza se quiere medir.
       • La dureza en este ensayo es inverso de la anchura de la raya obtenida cuando se aprieta con una fuerza determinada y constante al cono de diamante contra la superficie del material.
       • Se trata del primer ensayo normalizado donde la dureza se va a medir mediante el grado de oposición que un material ofrece a ser rayado por una pieza de diamante de forma piramidal, base cuadrada y con un ángulo en el vértice de 90º.
     • Ensayo a la lima.
       • Este ensayo consiste en dar unos pases con una lima (de sección 1" x 1/4") sobre la probeta del metal la cual se pretende determinar su dureza.
         • Si se observa penetración se concluye que el metal no es templado y su dureza será inferior a 60 Rockwell C (Método que desarrollaremos más adelante).
         • Si no hay penetración su dureza es superior a 60 Rc y puede considerarse templado.

2. Penetración

   • En estos ensayos se mide la resistencia de un material al ser penetrado por una pieza de otro material, denominado penetrador, el cual se empuja con una fuerza controlada y durante un tiempo fijo contra la superficie del material cuya dureza se desea calcular.
     • Ensayo Brinell
       • Fue ideado en los años 1900 por el ingeniero sueco Johann August Brinell.
         • El penetrador es una esfera de acero templado, de gran dureza, que oscila entre 1 y 10 mm, a la que se le aplica una carga preestablecida de entre 3000 y 1.25 kp durante 15 segundos.
         • La dureza se calcula dividiendo el valor de la fuerza aplicada al penetrador entre la superficie de la huella que produce en el material.
           • Donde HB es la dureza Brinell, y se mide en kp/mm²
         • No se puede realizar sobre superficies esféricas o cilíndricas.
           • Cuando la deformación es pequeña se cometen grandes errores en la medida del diámetro de la huella.
           • Es aplicable en el caso de materiales de durezas no muy altas, inferiores a la del penetrador.
     • Ensayo Vickers
       • Se utiliza como penetrador un diamante tallado en forma de pirámide cuadrangular con un ángulo de 136° entre dos caras opuestas.
         • El ángulo coincide con el valor de 20 del ensayo Brinell para la relación d/D=0.375 con el fin de que las durezas Brinell y Vickers coincidan.
       • La dureza Vickers se calcula dividiendo la fuerza con la que se aprieta el penetrador entre el área de la huella que deja.
       • Se puede utilizar en superficies curvas.
         • El valor de la dureza es independiente al valor de la carga.
           • La prueba se puede realizar sobre materiales muy duros.
     • Ensayo Rockwell
       • Método más extendido, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es un modelo de ensayo apto para ser empleado en todo tipo de materiales.
         • Este método de cálculo de la dureza se basa también en la medición de la profundidad de penetración de una determinada herramienta (indentador) en el material bajo la acción de una carga prefijada.
         • El número de la dureza Rockwell (HR) se mide en unidades convencionales y es igual al tamaño de la penetración sobre cargas determinadas.
         • En el ensayo Rockwell, como herramienta indentadora se va a emplear un tipo u otro en función de la dureza del material a ensayar, debiéndose consultar las correspondientes tablas Rockwell para su elección, según el caso.
   • La velocidad de aplicación de la carga debe ser lenta para que no ejerza influencia en la medida.
   • El valor de la dureza se obtiene dividiendo la fuerza aplicada al penetrador entre la superficie de la huella que deja en el material.

3. Dinámicos

   • El método dinámico se basa en las medidas de las velocidades de impulsión y de rebote de un cuerpo móvil impulsado por un resorte contra la superficie del material, usualmente metálico, que se ensaya.
     • Existen curvas de relación de L con HB (dureza Brinell) y HRC (dureza Rockwell al utilizar el cono de diamante).
     • El tiempo de ensayo es de 2 s y el durómetro puede estar en cualquier posición (horizontal, vertical, inclinado), basta con luego restar al resultado 10 si estaba horizontal, y diferentes valores(18-26) si estaba invertido.

4. Se entiende por dureza de un material a la resistencia que opone el material a su deformación plástica permanente superficial por rayado o penetración. Siempre se cumple que la dureza de un material resulta inversamente proporcional a la huella que queda en su superficie al aplicarle una fuerza.

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