Ensayos de dureza




El ensayo de dureza mide la resistencia de la superficie de un material a la penetración de un objeto duro. Dureza puede representar resistencia al rayado o penetración y una medida cualitativa de la resistencia del material.
Se han inventado varios ensayos de dureza, pero las que más se usan con más frecuencia son el ensayo de Rockwell y el de Brinell. En esos ensayos se usan diversospenetradores.
La dureza se correlaciona bien con la resistencia al desgaste. Un material que se use para romper o moler minerales debe ser muy duro, para asegurar que no se desgaste o erosione con esos minerales. De igual modo, los dientes de los engranajes en el sistema de transmisión o motriz de un vehículo debe tener la dureza suficiente para que no se gasten los dientes. Comúnmente encontramosque los materiales poliméricos son excepcionalmente blandos, los metales y las aleaciones tienen durezas intermedias, y los cerámicos son excepcionalmente duros. Se usan materiales, como el compuesto de carburo de tungsteno y cobalto (WC-Co), llamado “carburo”, en aplicaciones para herramienta de corte. También se usan materiales como diamante microcristalino o carbono semejante al diamante en lasherramientas de corte y otras aplicaciones.
En general se puede utilizar la medición de dureza para:
ƒ evaluar la efectividad de un tratamiento térmico.
ƒ evaluar la resistencia al desgaste de un material
ƒ evaluar la maquinabilidad del material.
ƒ obtener una idea de la resistencia a la tracción de un material.
Los diferentes métodos desarrollados para medir la dureza en generalconsisten en producir una deformación local, en el material que se ensaya, a través de un identador. Los valores obtenidos son siempre dependientes del método y las condiciones en las que se ensaya por lo que para que un valor de dureza sea útil y permita su comparación debe estar acompañada de la indicación del método utilizado y las condiciones del ensayo.

Dureza Rockwell
El método consiste enintroducir un penetrador (cono de diamante o bola de acero endurecido), sobre la pieza de trabajo, mediante la aplicación sucesiva de dos cargas preestablecidas y medir la deformación o profundidad de la huella dejada por el penetrador.
Para los materiales duros se emplea como elemento de penetración un cono de diamante de ángulo120º, y para los semiduros y blandos una bolita de acero de 1/16”,deduciéndose la fuerza Rockwell de la profundidad conseguida en la penetración. El cuerpo empleado para la penetración se hace incidir sobre la superficie de la pieza a ensayar con carga previa de 10Kg. La profundidad de penetración alcanzada constituye el valor de partida para la medición de la profundidad de la huella. Después se aumenta en 140Kg la carga aplicada al cono (150Kg), y en 90Kg laaplicada a la bolita (100Kg), bajándose nuevamente el valor previo. Se mide la profundidad de penetración que queda y en la escala del aparato se lee directamente la correspondiente dureza Rockwell C (HRc) cono o la Rockwell B (HRb) bolita.

La siguiente es una tabla simplificada de los materiales más comunes que se miden con Rockwell.

Numero de dureza Rockwell: es un número obtenido por laprofundidad de la huella; el cual proviene cuando se aumenta la carga sobre un penetrador desde una carga fija menor hasta una mayor, retornando después a la carga menor. Los números de dureza Rockwell se expresan siempre con un símbolo de escala, que indica el penetrador y la carga utilizada. EJEMPLO: 60 HRC indica un valor de dureza Rockwell 60 medido en la escala C.
Equipo: La máquina de pruebaconsiste en un soporte rígido o yunque, sobre el que se coloca la probeta y un dispositivo que aplica las cargas prefijadas a un penetrador en contacto con la misma.
Penetradores:
Penetrador de diamante
Este tipo de penetrador debe emplearse en pruebas de dureza para las escalas A, C y D. Consiste en un cono de diamante cuyo ángulo es de 120º ± 0.5º y su eje debe coincidir con la dirección de...