Ensayo de dureza

Dureza
Es la resistencia de un material a ser marcado por otro. Se prefiere el uso de materiales duros cuando éstos deben resistir el roce con otros elementos. Es el caso de las herramientas de construcción (palas, carretillas, pisos, tolvas). El ensayo es realizado con indentadores en forma de esferas, pirámides o conos.
Estos elementos se cargan contra el material y se procede a medir eltamaño de la huella que dejan. Es un ensayo fácil y no destructivo; puede realizarse en cualquier sitio, ya que existen durómetros fácilmente transportables. Una de las ventajas del ensayo de dureza es que los valores entregados pueden usarse para hacer una estimación de la resistencia a la tracción.
A continuación se mencionan las metodologías existentes para evaluar la dureza:
Tipos de dureza
1.Dureza al rayado: Resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro.
• Dureza Mohs (mineralógica).
• Dureza Martens.
• Dureza Lima.
1. Dureza a la penetración: Resistencia que opone un material a dejarse penetrar por otro más duro.
• Herziana.
• Monotrón.
• HBS
• HR.
• HV.
1. Dureza al Rayado
Dureza MOHS: Se usa para determinar la dureza de losminerales. Se basa en que un cuerpo es rayado por otro más duro. Esta es la escala de Mohs:
1 - Talco 6 - Feldespato (Ortosa)
2 – Yeso 7 - Cuarzo
3 – Calcita 8 - Topacio
4 - Fluorita 9 - Corindón
5 - Apatita 10 - Diamante
La fundición gris esta entre 8 y 9; el hierro dulce en el 5; y los aceros entre 6,7 y 8.
Dureza MARTENS: Se basa en la medida de la anchura de laraya que produce en el material una punta de diamante de forma piramidal y de ángulo en el vértice de 90°, con una carga constante y determinada. Se aplica sobre superficies nitruradas. Se mide "a" en micras y la dureza Martens viene dada por:
[pic]
Figura 1
Dureza a la lima: Se usa en industria. En todo material templado la lima no "entra". Dependiendo de si la lima entra o no entrasabremos:
No entra, el material raya a la lima; Dureza mayor de 60 HRC
Entra, la lima raya al material; Dureza menor de 60 HRC
2. Dureza a la penetración
Dureza HERZIANA: Viene determinada por la menor carga que hay que aplicar a un material (con Bolas de 1,5 a 4 mm. De acero extraduro) para que deje la huella.
Dureza MONOTRON: Es una variante de la dureza Herziana. Viene expresada por lacarga que hay que aplicar para producir una penetración de 0,0018 pulgadas. El penetrador es una semiesfera de diamante de ø0,75 mm. Tiene dos dispositivos, uno que da la carga aplicada y un sensor que para el ensayo cuando la penetración es de 0,0018".
Dureza BRINELL (HBS): Este método consiste en comprimir una bola de acero templado, de un diámetro determinado, sobre un material a ensayar, pormedio de una carga y durante un tiempo también conocido.
[pic]
Figura 2
D = diámetro de la bola
d = diámetro de la huella
[pic]  [pic]
El valor de la carga P viene dado por: P = K D2, donde K=cte. de ensayo. El tiempo de ensayo es t=10 - 15 seg. Según normas UNE. Los valores de K para algunos materiales son:
Aceros y elementos siderúrgicos: K=30;
Cobres, Bronces, Latones: K=10;
Aluminio yaleaciones: K=5;
Materiales blandos (Sn, Pb): K=2,5;
[pic]
No se utilizan los ensayos Brinell para durezas superiores a 500 (aceros templados), porque se deforman las bolas.
Nomenclatura: XXX HBS (D/P/t) Ej. 156 HBS 10/3000/15
Dureza ROCKWELL (HRx): El método Rockwell se basa en la resistencia que oponen los materiales a se penetrados, se determina la dureza en función de la profundidad de lahuella. Permite medir durezas en aceros templados.
Los ensayos se pueden realizar con 2 tipos de penetradores:
• Bolas de 1/8" y 1/16"
• Conos de 120° ángulo en el vértice.
Las cargas vienen dadas por el tipo de dureza Rockwell a realizar (en Kg.). Los tipos de dureza Rockwell y sus respectivas cargas y penetradores son las siguientes:
[pic]
Tabla 1
Las cargas se aplican en dos...