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Ensayo de Dureza

Introducción

La dureza es la propiedad de un material de resistir los esfuerzos a los que son sometidos evitando ser rayados o cortados.

Para determinar la dureza de un material existen diversos tipos de ensayos, estos ensayos simplemente buscan conocer la resistencia del material.

La dureza se analiza basándose en el indentado dejado por la herramienta utilizada paramedir la dureza en los diferentes ensayos.

La indentacion es la marca que deja el indentador o penetrador utilizado en el ensayo de dureza, dependiendo las cualidades de la indentacion y el ensayo utilizado se procede de diferentes formas para calcular su dureza.

Ensayo de Dureza
Pontificia Universidad Católica Madre y Maestra
Recinto Santo Tomas de Aquino

Para determinar la dureza deun material se procede a aplicar uno de los tantos ensayos de dureza que existen dependiendo el tipo de material, existen diferentes escalas de durezas y ensayos como son:

Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero templado o carburo de W. Para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar. Poco precisa con chapas de menos de 6mm de espesor. Estima resistencia a tracción.Dureza Knoop: Mide la dureza en valores de escala absolutas, y se valoran con la profundidad de señales grabadas sobre un mineral mediante un utensilio con una punta de diamante al que se le ejerce una fuerza estándar.
Dureza Rockwell: Se utiliza como punta un cono de diamante (en algunos casos bola de acero). Es la más extendida, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es apto para todotipo de materiales. Se suele considerar un ensayo no destructivo por el pequeño tamaño de la huella.
Rockwell superficial: Existe una variante del ensayo, llamada Rockwell superficial, para la caracterización de piezas muy delgadas, como cuchillas de afeitar o capas de materiales que han recibido algún tratamiento de endurecimiento superficial.
Dureza Shore: Se deja caer un indentador en lasuperficie del material y se ve el rebote. Es adimensional, pero consta de varias escalas. A mayor rebote mayor dureza.
Dureza Vickers: Emplea como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular. Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la escala Brinell.
Dureza Webster: Emplea máquinas manuales en la medición, siendo apto para piezas de difícil manejo comoperfiles largos extruidos.

Ensayo Brinell.
Es un ensayo utilizado en materiales de baja dureza. Consiste en presionar una esfera de 10mm de diámetro de acero endurecido o carburo volframio, con una carga de 500kg para materiales no ferrosos y 1500kg o 3000kg para aceros y hierros fundidos. El valor medido es el diámetro dejado por el indentador en la superficie del material.
El peso de la bola sepuede obtener con la siguiente expresión:

[pic]

“Este ensayo sólo es válido para valores menores de 600 HB en el caso de utilizar la bola de acero, pues para valores superiores la bola se deforma y el ensayo no es válido. Se pasa entonces al ensayo de dureza Vickers”. –Wikipedia

Para determinar el valor de la dureza Brinell se emplea la siguiente ecuación:

[pic]

Donde:[pic]: carga a utilizar.
[pic]: Diámetro de la bola (indentador) medida en [mm].
[pic]: Diámetro de la huella en superficie en [mm].

Microdureza Knoop

Es utilizada para la medida de superficies delgadas (laminas), donde solo se pueden hacer hendiduras pequeñas para realizar la prueba.

Consiste en presionar un diamante piramidal, aplicando una fuerza perpendicular al área deprueba, la hendidura resultante es medida con un microscopio.

La geometría de esta marca es una pirámide ancha con una relación entre la anchura y la altura media de 7:1 y con los ángulos de las caras respectivas de 172 grados para el borde largo y 130 grados para el borde corto. La profundidad de la incisión puede ser aproximadamente de 1/30 de la longitud. La dureza de Knoop, HK o KHN, se...
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