2 ensayos de dureza
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ENSAYOS DE DUREZA
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ENSAYOS DE DUREZA
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CONCEPTOS
Resistencia a la abrasión Frotamiento o rodadura.
Resistencia al rayado. Mas utilizado en mineralogía
Escala MOHS: MENOS DURO = TALCO ; MAS DURO = DIAMANTE.
Resistencia al REBOTE. Escleroscopio SHORE
Martinete con diamante en la punta.
Resistencia a la penetración. Material indentado o penetrado por otro.
Posibilita estimar la resistencia a la tracción.
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ENSAYOS DE DUREZA POR
PENETRACIÓN
Penetrador
Fuerza
Tiempo
Huella:
Diámetro
profundidad Índice de dureza
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Métodos de Ensayo
Método Brinell
Método Rockwell
Método Vickers
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Método Brinell
P: Fuerza aplicada en kg
S: área del casquete semi
esférico en mm2
HB: Número de dureza
Brinell
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D: diámetro de la billa
d: diámetro de la huella
P: carga aplicada
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Medición de la huella
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Respecto a las cargas, tienen que ser
proporcionales al cuadrado del diámetro,
para que las huellas obtenidas sean
semejantes, y los resultados,
comparables.
Es decir que P = K x D2
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Valores del coeficiente k
Hierro y aceros..........................................K = 30
Cobre, bronces y latones.......................... K = 10
Aleaciones ligeras......................................K = 5
Estaño y plomo.........................................K = 2,5
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Escala Roja
Escala Negra
Durómetro Universal
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En esta nueva tecnología para ensayo de dureza es importante destacar la facilidad en la realización de un análisis estadístico y para los casos de Brinell y Vickers la máquina ejecuta la fórmula haciendo rápida la toma de datos.
DUROMETRO UNIVERSAL
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MATERIAL TIEMPO
Hierro y acero 10 a 30 seg
Cobre, bronces y latones 30 seg
Aleaciones ligeras 60 a 120 seg
Estaño y plomo 120 seg
Materiales muy blandos 120 seg
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Dureza Brinell de algunos
materiales
Acero de herramientas templado..........500
Acero duro (0,8% de Carbono).............210
Acero dulce (0,1% de Carbono)...........110
Bronce..................................................100
Latón.......................................................50
Aluminio..........................................25 a 30
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CUADRO Nª2
Factores para el calculo de la resistencia a la
tracción partiendo de la dureza Brinell
Acero al Carbono 0,36
Acero aleado 0,34
Cobre y latón 0,40
Bronce 0,23
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Un ensayo no debe ser
realizado en superficies
cilíndricas con radio de
curvatura menor que 5
veces el radio de la esfera.
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Deformaciones en la impresión
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Designación:
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Método Rockwell
Se calcula la dureza en base a la
profundidad de penetración y la carga
total no se aplica en forma continua.
Hay una carga inicial y otra adicional
(varia según las condiciones de ensayo).
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Los penetradores pueden ser billas o
diamantes aplicadas con diferentes
cargas según el material y su espesor.
Se basa también en la resistencia que
oponen los materiales a ser penetrados,
en función de la profundidad de la
huella.
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CUADRO Nº 3
ESCALAS DE DUREZA ROCKWELL (Según Apraiz)
Escala
Desig.
Tipo de
prueba
Tipo y tamaño
delpenetrador
Carga
menor
Carga
mayor
Escala del
comparador
Kg. kg Color
Ubicación
Aplicaciones
A Normal Cono de
diamante
10 60 negro fuera Aceros nitrurados, flejes estirados en
frío, hojas de afeitar. Carburos
metálicos
B “ Bola de
1/16”
“ 100 rojo dentro Aceros al Carbono recocidos de bajo
contenido de Carbono.
C “ Cono de
diamante
“ 150 negro fuera Aceros duros. Dureza superior a 100
HRb o 20 HRc
D “ Cono de
diamante
“ 100 negro fuera Aceros cementados
E “ Bola de
1/8”
“ 100 rojo dentro Materiales blandos, como antifricción y
piezas fundidas.
F “ Bola de
1/16”
“ 60 “ dentro Bronce recocido, aluminio, algunas
aleaciones de Al
G “ Bola de
1/16”
“ 150 “ dentro Bronce fosforoso y otros metales.
H “ Bola de
1/8”
“ 60 “ dentro Metales blandos, con poca
homogeneidad, fundición de hierro.
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CUADRO Nº 3
ESCALAS DE DUREZA ROCKWELL (Según Apraiz)
Escala
Desig.
Tipo de
prueba
Tipo y tamaño
del
penetrador
Carga
menor
Carga
mayor
Escala del
comparador
Kg. kg Color Ubicación Aplicaciones
K “ Bola de
1/8”
“ 150 rojo dentro Metales duros, con poca
homogeneidad, fundición de
hierro.
L “ Bola de
1/4”
“ 60 “ dentro “
M “ Bola de
1/4”
“ 100 “ dentro “
P “ Bola de
1/4”
“ 150 “ dentro “
R “ Bola de
1/2”
“ 60 “ dentro Metales muy blandos, antimonio
S “ Bola de
1/2”
“ 100 “ dentro “
V “ Bola de
1/2”
“ 150 “ dentro “
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CUADRO Nº 3
ESCALAS DE DUREZA ROCKWELL (Según Apraiz)
Escala
Desig.
Tipo de
prueba
Tipo y tamaño
del
penetrador
Carga
menor
Carga
mayor
Escala del
comparador
Kg. kg Color Ubicació
n
Aplicaciones
15-N Superf. Cono de
diamante
3 15 negro fuera Aceros nitrurados, cementados
y de herramientas de gran
dureza.
30-N “ Cono de
diamante
“ 30 “ fuera “
45-N “ Cono de
diamante
“ 45 “ fuera “
15-T “ Bola de
1/16”
“ 15 rojo dentro Aluminio, aleaciones de Al
30-T “ Bola de
1/16”
“ 30 “ dentro Bronce, latón y acero blando.
“
45-T “ Bola de
1/16”
“ 45 “ dentro “
Nota: La tabla es solo referencial.
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Designación
45 HR C
Valor de dureza
Ensayo Rockwell
Escala C:
Cono de diamante
Carga: 150 kg
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Método Vickers
Se deriva directamente del método
Brinell, fue introducido en 1925 y se
emplea mucho sobre todo para piezas
delgadas y templadas, con espesores
mínimos hasta de 0,2 mm.
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Principio
S
P HV
P: Carga aplicada en kg
S: Área superficial de la huella
impresa, en mm2
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Penetrador: prisma de diamante:
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Carga aplicada: Variable de 1 a 120 kg.
Un mismo valor de carga puede usarse para materiales
de diferente dureza: templados, blandos, semiduros, …
Huella obtenida con una
pequeña carga, la cual
permite medir
microdurezas
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2d
P1,854 HV
P: Carga aplicada en kg
d: diagonal promedio de la
huella en mm
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Designación:
440 HV 30 / 20
Valor de dureza
Ensayo de
dureza Vickers
Tiempo de
aplicación de la
carga: 20 seg.
Carga aplicada
en kg
Nota: Cuando el tiempo de aplicación varía entre 10 y 15 s no se indica
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Ventajas de Brinell
Ventajas de Rockwell
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Dureza Shore (UNE 53130, ASTM D 2240, ISO 868)
Consiste en evaluar la dureza superficial
del material midiendo la profundidad que
alcanza una punta de acero normalizada
cuando se presiona contra el material. Se
puede medir con instrumentos simples .
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El sistema de indicación de
presión constante asegura la
presión uniforme de la prueba
que elimina las lecturas falsas
debido a las diferencias entre los
operadores.
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La superficie de apoyo y de la muestra
deberán ser lisas y de caras paralelas.
El durómetro se coloca sobre la muestra
con paralelismo de caras con ayuda de
un dispositivo apropiado. La presión
aplicada por estos aparatos es de 12,5 N
en la Shore A y de 50 N en la Shore D.
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El método Shore A se aplica a plásticos blandos, por
ejemplo PVC plastificado, dureza de caucho natural,
elastómeros y plásticos suaves, polietilenos.
El método Shore D se emplea para plásticos más
duros: elastómeros duros, plásticos, caucho duro,
ebonita y otros
La dureza Shore se expresa en unidades de Shore A
o D. Son posibles diferencias de 2-3 unidades Shore.
Es muy importante realizar la medida siempre al
mismo tiempo, 3 ó 15 s.
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