Dureza de los materiales

Ensayo de dureza
En metalurgia la dureza se mide utilizando un durómetro para el ensayo de penetración. Dependiendo del tipo de punta empleada y del rango de cargas aplicadas, existen diferentes escalas, adecuadas para distintos rangos de dureza.
El interés de la determinación de la dureza en los aceros estriba en la correlación existente entre la dureza y la resistencia mecánica, siendo unmétodo de ensayo más económico y rápido que el ensayo de tracción, por lo que su uso está muy extendido.
Hasta la aparición de la primera máquina Brinell para la determinación de la dureza, ésta se medía de forma cualitativa empleando una lima de acero templado que era el material más duro que se empleaba en los talleres.
Los métodos existentes para la medición de la dureza se distinguen básicamentepor la forma de la herramienta empleada (penetrador), por las condiciones de aplicación de la carga y por la propia forma de calcular (definir) la dureza. La elección del método para determinar la dureza depende de factores tales como tipo, dimensiones de la muestra y espesor de la misma
Las escalas de uso industrial actuales son las siguientes:
* Dureza Brinell: emplea como punta una bolade 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 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 todo tipo de materiales. Se sueleconsiderar un ensayo no destructivo por el pequeño tamaño de la huella.
Dureza rockwell superficial
Es una variante del ensayo Rockwell cuyo fin es analizar únicamente la superficie de los materiales. Por ejemplo, para analizar la superficie de un acero que ha sido tratado por carburación y medir así su dureza. Su técnica es básicamente reducir el esfuerzo aplicado para sólo penetrar en lasuperficie. Para este ensayo se utiliza una precarga menor de 3kg, seguida de una carga mayor de 15, 30 o 45kg. Estas escalas se identifican mediante número (15, 30 o 45) y una letra (N, T, W o Y) en función del penetrador.
Hay dos tipos de penetradores:
a) bolas esféricas de acero endurecido (templado y pulido) de 1/16, 1/8, ¼ y ½ pulgadas.
b) penetrador cónico de diamante con un ángulo de 120º yvértice redondeado de radio 0,20mm, utilizado para materiales más duros.

El ensayo consiste en disponer el material con su superficie plana en la base de la máquina. Se le aplica una precarga menor de 10kg, básicamente para eliminar la deformación elástica y obtener un resultado mucho más preciso. Luego se le aplica durante unos 15 segundos un esfuerzo a compresión que varía desde 60 a 150kg. Seretira la carga y se obtiene directamente la dureza en la pantalla del durómetro Rockwell

Para no cometer errores muy grandes el espesor de la probeta del material en cuestión debe ser al menos diez veces la profundidad de la huella. También vale decir que normalmente los valores por debajo de 20 y por encima de 100 no son confiables y debería hacerse un cambio de escala.
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* Rockwellsuperficial: 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 Webster: emplea máquinas manuales en la medición, siendo apto para piezas de difícil manejo como perfiles largos extruidos. El valor obtenido se sueleconvertir a valores Rockwell.
* 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. Mejora del ensayo Brinell para efectuar ensayos de dureza con chapas de hasta 2mm de espesor.
* Dureza Shore: emplea un escleroscopio. Se deja caer un indentador en la superficie del...