Ensayos de dureza. Características, normas, equipos. Ensayos Vickers, Brinell, Rockwell

Summary

En esta clase se explican los métodos de ensayo de dureza más comunes: Brinell, Vickers y Rockwell. Se detallan los principios de cada prueba, cómo se mide la dureza mediante la presión de contacto de un penetrador, y los estándares que rigen cada ensayo. También se discuten las ventajas, como la rapidez y el bajo costo, y las desventajas, como la dificultad para obtener propiedades mecánicas precisas. Además, se abordan aspectos prácticos, como las consideraciones para evitar errores en las mediciones y la aplicación de estos ensayos en laboratorios para evaluar materiales después de tratamientos térmicos.

Takeaways

• 😀 Los ensayos de dureza miden la presión de contacto promedio cuando un penetrador (esférico, cónico o piramidal) se presiona contra la superficie de un material.
• 😀 Después de retirar el penetrador, la dureza se calcula mediante la medición de la dimensión de la indentación o mediante una curva de penetración.
• 😀 La dureza se expresa como un número seguido de una letra (h de 'hardness') y un índice que indica el tipo de penetrador utilizado, como V para Vickers o B para Brinell.
• 😀 Las pruebas de dureza son más o menos no destructivas, permitiendo que el material sea reutilizado y no destruido después de la prueba.
• 😀 Las pruebas de dureza son rápidas, fáciles de implementar, y relativamente económicas si se cuenta con el equipo adecuado.
• 😀 Una desventaja importante de los ensayos de dureza es que no proporcionan información directa sobre otras propiedades mecánicas como el límite elástico o la resistencia a la tracción.
• 😀 El ensayo de dureza Vickers utiliza un indentador de pirámide cuadrada con ángulos laterales de 136 grados y mide la dureza según la relación de la fuerza aplicada sobre el área de contacto.
• 😀 En el ensayo Brinell, se utiliza una bola que se presiona contra la superficie del material, y la dureza se calcula a partir del área de impresión de la bola.
• 😀 El ensayo Rockwell se diferencia por su uso de una precarga antes de la carga de prueba, y la dureza se determina a partir de la abolladura residual hecha por el penetrador.
• 😀 Las pruebas de dureza deben seguir normas específicas para asegurar resultados precisos, como mantener una distancia adecuada entre indentaciones y una muestra suficientemente gruesa.

Q & A

¿Qué miden los ensayos de dureza?

Los ensayos de dureza miden la presión de contacto promedio de los materiales cuando se presiona un penetrador (puede ser cónico, piramidal o esférico) sobre una superficie plana del material.

¿Cómo se calcula la dureza en estos ensayos?

La dureza se calcula midiendo la dimensión de la indentación hecha por el penetrador o mediante una curva de penetración que relaciona la profundidad de penetración con la carga aplicada.

¿Qué normas se utilizan para los ensayos de dureza en materiales dúctiles?

En materiales dúctiles, la dureza se mide bajo las normas Brinell NFI 10109-1 y Vickers NF ISO 6507-1.

¿Qué significa el valor de dureza obtenido en estos ensayos?

El valor de la dureza es un número que indica la presión media de contacto, expresada en kilogramos fuerza por milímetro cuadrado, seguido de la letra 'H' (de 'hardness') y un índice que indica el tipo de penetrador utilizado, como 'V' para Vickers o 'B' para Brinell.

¿Cuáles son algunas ventajas de los ensayos de dureza?

Algunas ventajas son que son relativamente no destructivos, fáciles de implementar, rápidos de realizar, no requieren condiciones muy precisas y son poco costosos si se dispone del equipo adecuado.

¿Qué desventaja presentan los ensayos de dureza?

Una desventaja es que no se puede obtener directamente una interpretación mecánica precisa, como el límite elástico o la tenacidad a partir de los resultados de dureza. Solo se pueden aproximar mediante tablas.

¿En qué consiste el ensayo de dureza Vickers?

En el ensayo de dureza Vickers, se utiliza un indentador en forma de pirámide de base cuadrada con ángulos laterales de 136 grados. La dureza se calcula a partir de la relación entre la carga aplicada y la superficie de contacto estimada a partir de las dimensiones de la impresión dejada por el penetrador.

¿Qué se debe tener en cuenta al realizar un ensayo de dureza Vickers?

Es importante que el espesor de la muestra sea mayor a 1.5 veces la diagonal de las impresiones y que la distancia entre las impresiones sea mayor a seis veces la diagonal de la impresión para evitar interacciones entre ellas que distorsionen los resultados.

¿En qué consiste el ensayo de dureza Brinell?

El ensayo de dureza Brinell consiste en aplicar una carga sobre una bola que se mantiene sobre una superficie plana de material. La dureza se calcula como la carga aplicada dividida por el área de contacto de la bola con el material.

¿Qué debe cumplirse para que el ensayo de dureza Brinell sea válido?

El espesor de la muestra debe ser al menos ocho veces el valor de la penetración del indentador y la distancia entre el centro de las impresiones debe ser mayor a seis veces el diámetro de la impresión para asegurar la validez del ensayo.

¿Qué diferencia hay entre el ensayo de dureza Rockwell y los de Brinell y Vickers?

En el ensayo Rockwell, se aplica una precarga antes de aplicar la carga de prueba, y la dureza se calcula a partir de la diferencia entre la abolladura inicial y la residual después de retirar la carga. Además, el ensayo Rockwell permite usar diferentes tipos de penetradores, como bolas o conos de diamante o acero.

¿Cómo afecta la proximidad de las impresiones en los ensayos de dureza?

Si las impresiones están demasiado cerca, se afectan mutuamente debido a las tensiones residuales y la deformación plástica del material, lo que puede distorsionar los resultados. Es importante dejar suficiente espacio entre las impresiones para obtener mediciones fidedignas.