Ingenieria

Dureza
La dureza es la oposición que ofrecen los materiales a la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, etc... También puede definirse como la cantidad de energía que absorbe un material ante un esfuerzo antes de romperse o deformarse. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio esmucho más difícil de rayar.

Escala de uso industrial
En metalurgia 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 yla resistencia mecánica, siendo un método 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.
Las escalas de uso industrial son lassiguientes:
Dureza brinell
Se denomina dureza Brinell a la medición de la dureza de un material mediante el método de indentación, midiendo la penetración de un objeto en el material a estudiar. Fue propuesto por el ingeniero sueco Johan August Brinell en 1900, siendo el método de dureza más antiguo.
Este ensayo se utiliza en materiales blandos (de baja dureza) y muestras delgadas. El indentadoro penetrador usado es una bola de acero templado de diferentes diámetros. Para los materiales más duros se usan bolas de carburo de tungsteno. En el ensayo típico se suele utilizar una bola de acero de 10 a 12 milímetros de diámetro, con una fuerza de 3.000 kilopondios. El valor medido es el diámetro del casquete en la superficie del material. Las medidas de dureza Brinell son muy sensibles alestado de preparación de la superficie, pero a cambio resulta en un proceso barato, y la desventaja del tamaño de su huella se convierte en una ventaja para la medición de materiales heterogéneos, como la fundición, siendo el método recomendado para hacer mediciones de dureza de las fundiciones.

La bola penetra dejando una marca.
El peso de la bola se puede obtener con la siguiente expresión:donde:
: carga a utilizar medida en [kilopondio (kp)].
: Constante para cada material, que puede valer 5 (aluminio, magnesio y sus aleaciones), 10 (cobre y sus aleaciones), y 30 (aceros).
: Diámetro de la bola (indentador) medida en [mm].
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 elensayo no es válido. Se pasa entonces al ensayo de dureza Vickers.

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

donde:
: carga a utilizar medida en kilopondio|kp.
: diámetro de la bola (indentador) medida en mm.
: diámetro de la huella en superficie en mm (se toma como la media de d1 y d2).
Valores típicos
El valor HB suele ser menor que600.
* Acero (blando): 120 HB
* Acero de herramientas: 500 HB
* Acero inoxidable: 250 HB
* Aluminio: 15 HB
* Cobre: 35 HB
* Madera: entre 1 HB y 7 HB
* Vidrio: 482 HB
Esquema de una medición de este tipo de dureza
Dureza; Tipo de ensayo; Diámetro de la bola; Fuerza aplicada; Tiempo del ensayo Ejemplo:
250 HB/ 10/ 500/ 30
Donde las unidades son:
kp/mm HB mm kp segNormativa
* Madera - ISO 3350
* Metales (de dureza blanda a media) - EN ISO 6506-1 a EN ISO 6501-4:
* EN ISO 6506-1:2005: Metales - Prueba Brinell - Parte 1: Método de la prueba
* EN ISO 6506-2:2005: Metales - Prueba Brinell - Parte 2: Verificación y calibración de la máquina de pruebas
* EN ISO 6506-3:2005: Metales - Prueba Brinell - Parte 3: calibración de los...