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DUREZAS

Estas pruebas pueden realizarse tanto en campo como en laboratorio, reportando los resultados en; vickers, brinell, rockwell

Son aplicadas de acuerdo a cualquier tipo de norma ó código, especificado por el cliente.

La dureza se ha definido diversamente por la resistencia a la penetración local, al rayado, al trabajo a máquina, al desgaste o abrasión, y a la fluencia o cesión del material. La multiplicidad de definiciones y la correspondiente multiplicidad de instrumentos medidores de dureza, junto con la carencia de una definición fundamental, indican que la dureza no puede ser una propiedad fundamental de un material, sino más bien una propiedad compuesta que comprende la resistencia a la fluencia, el endurecimiento por trabajo, la resistencia verdadera a la tracción, el módulo de elasticidad y algunas otras. La dureza por rayado se mide por la escala de Mohs de los minerales la cual está dispuesta de tal manera que cada mineral raya al mineral del número inmediato inferior. La dureza en su relación con la disposición del material para su trabajo a máquina y con el desgaste y la abrasión se trata generalmente en las pruebas de trabajo directo a máquina o de desgaste, y pocos intentos se han hecho para separar la dureza misma, como una cantidad expresada numéricamente, de los resultados de tales pruebas. La resistencia a la penetración localizada, o dureza de indentación o huella, se usa mucho industrialmente como una medida de la dureza, e indirectamente como un indicador de otras propiedades deseadas en un producto fabricado. Las prueba de huella o indentación descritas más adelante son esencialmente no destructivas, y en la mayoría de las aplicaciones puede considerar que no echan a perder las piezas, de manera que pueden aplicarse a cada una de las fabricadas, y por las relaciones empíricas entre la dureza con propiedades tales como la resistencia a la tracción, la resistencia a la fatiga y la resistencia al choque se pueden localizar y rechazar piezas que puedan ser deficientes en estas últimas propiedades. La dureza Brinell se determina forzando a una esfera templada a penetrar en la superficie de un material por medio de una carga conocida y midiendo el diámetro de la huella (o indentacíon) dejada después de la prueba. El número de dureza Brinell, o simplemente el número Brinell, se obtiene dividiendo carga aplicada, en kilogramos, por la superficie real de la huella, en milímetros cuadrados. Se pueden usar bolas de cojinetes de acero templado para durezas hasta de 450, pero para durezas superiores deben empicarse bolas de acero con tratamientos especiales o joyas para evitar el aplanamiento del indentador. La bola de tamaño modelo es de 10 mm y las cargas típicas de 3 000 kg para aceros y 500 kg para los metales no ferrosos más blandos; se emplea una carga de 100 kg ocasionalmente para materiales muy blandos. Si por razones especiales se emplea una bola de cualquier otro tamaño. Las lecturas o indicaciones obtenidas con bolas y cargas diferentes de las normales deben llevar datos relativos a la carga y al tamaño de la bola usada, ya que tales lecturas son sólo aproximadamente iguales a las obtenidas en las condiciones normalizadas. El tamaño de la probeta debe ser lo suficientemente grande para asegurar que en ninguna parte alcance la superficie libre de fluencia plástica del material que se encuentra en torno a la impresión o huella, y en ningún caso debe ser el espesor menor de 10 veces la profundidad de la impresión ni el ancho menor de 3 veces el diámetro de la misma. La carga deberá aplicarse en forma constante y continua y habrá de mantenerse por lo menos 10 segundos en el caso de materiales ferrosos y 30 segundos en el caso de la mayoría de los no ferrosos. Pueden ser necesarios periodos más largos en ciertos materiales blandos que muestren escurrimiento plástico a la temperatura ambiente. Al ensayar materiales delgados, no es permitido acumular varios espesores del mismo elemento bajo el indentador, porque las lecturas así obtenidas serán invariablemente más bajas que las reales. Con tales materiales se necesitan cargas e indentadores más pequeños, o bien métodos diferentes para las pruebas o ensayos de dureza. En la prueba Brinell normal, se mide el diámetro de la huella o impresión con un microscopio de mano de poco aumento, pero para trabajo de producción existen varias máquinas de ensayos que miden automáticamente la profundidad de la impresión y a partir de ella dan lecturas de dureza. Tales máquinas deben calibrarse con frecuencia sobre sólidos de prueba de durezas conocidas. En el método Rockwell de ensayo de dureza, se determina la profundidad de penetración de un indentador bajo ciertas condiciones arbitrarias de prueba. El indentador puede ser una esfera de acero de algún diámetro especificado o un diamante cónico de punta esférica, llamado Brale, con un ángulo de 120° y un radio en la punta de 0.2 mm. Se aplica primero una carga menor de 10 kg que produce una penetración inicial y mantiene al indentador en posición. Bajo esta situación, se ajusta la escala medidora de profundidad a su valor máximo arbitrario de 130 si se usa cualquiera de las esferas, o a 100 si se emplea la punta Brale. Después se aplica una carga mayor de 60, 100 o 150 kg regulada con un amortiguador (dashpot) y luego se retira, retornando a la carga menor de 10 kg. Entonces se lee el número de dureza en la escala medidora de la penetración, y esta escala está dispuesta de tal manera que los materiales blandos con penetraciones profundas dan números de dureza bajos. Es posible obtener una variedad de combinaciones de indentador y carga mayor; las más comúnmente usadas son RB usando como indentador una esfera de l/16 de pulgada y una carga mayor de 100 kg, y R, usando una punta Brale como indentador y una carga mayor de 150 kg (véase "Rockwell Hardness and Rockweil Superficial Hardness of Metallic Materials", ASTM El8-61). En comparación con una prueba de Brinell, el método Rockwell hace una impresión o huella más pequeña, puede usarse en material más delgado, y es mucho más rápido, ya que los números de dureza se leen directamente y no necesitan calcularse. Sin embargo, la prueba de Brinell se puede hacer sin aparatos especiales y se te tiene en mejor consideración para uso de laboratorio. Hay también una prueba Rockweil de dureza superficial semejante a la Rockwell regular, excepto en que la indentación es menos profunda. El método Vickers para probar la dureza es semejante en principio al Brinell en que expresa el resultado en función de la presión originada bajo el indentador y usa las mismas unidades, kilogramos por milímetro cuadrado. El indentador es un diamante en forma de pirámide de base cuadrada con un ángulo en el vértice de 136o, las cargas son mucho más ligeras, variando entre 1 y 120 kg, y la impresión de mide por medio de un microscopio compuesto de aumento mediano Entre otros métodos de ensayos de dureza deben mencionarse el escleroscopio, en el cual un martinete con punta de diamante se deja caer sobre la superficie y el rebote del martinete se toma con un índice de dureza. A este tipo de aparato le afecta seriamente la resiliencia tanto como la dureza del material y ha sido suplantado por otros métodos. En el método Monotron, se fuerza un penetrador dentro del material hasta una profundidad predeterminada y se toma la carga necesaria como la medida indirecta de la dureza. Este es el inverso del método Rockwell en principio, pero las cargas y las indentaciones son más pequeñas que las de este último. En el péndulo de Herbert una esfera de acero o de joya de 1 mm, en reposo sobre la superficie que se ensaya, actúa como apoyo o fiel de un péndulo compuesto de 4 kg con periodo de 10 segundos. La oscilación del péndulo causa una indentación o huella de rodamiento en el material, y por el comportamiento del péndulo se pueden determinar varios factores de la dureza, tales como la tendencia al endurecimiento por el trabajo, que no son revelados por otros métodos.

Escalas de dureza

Durometro

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