Cómo probar la dureza: las 8 preguntas más frecuentes

¿Qué es la prueba de dureza?

La prueba de dureza es el método para determinar la dureza de cualquier material.

La dureza de un material se define como su capacidad para resistir la deformación o la hendidura bajo una fuerza aplicada. La prueba de dureza es un paso importante en las industrias de la ingeniería, ya que ayuda a comprender la idoneidad de los materiales para aplicaciones específicas.

Ayuda a producir productos de la mejor calidad que cumplen con las normas y regulaciones de seguridad prescritas.

¿Cómo elegir una prueba de dureza?

La elección del método de prueba de dureza ideal es importante para obtener valores de prueba de dureza precisos y confiables. Algunos de los factores clave que deciden el tipo de método de prueba de dureza se analizan a continuación:

Rango de dureza de la muestra

El rango de dureza de la muestra para la que se mide la dureza decide el método de prueba de dureza. Si la dureza de la muestra es superior a 650 HB / 30, se debe utilizar un penetrador de diamante para la prueba de dureza.

El penetrador de diamante no se puede utilizar con el método Brinell; por tanto, el método no es adecuado para medir la dureza de tal muestra.

El método Rockwell, por otro lado, permite el uso de un cono penetrador con punta de diamante. El método de Vickers utiliza únicamente un penetrador de diamante y se puede utilizar para medir la dureza de cualquier tipo de muestra.

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Cargas de prueba

La carga de prueba también es un factor importante para decidir el método de prueba de dureza.

Si se van a aplicar cargas de prueba más altas, entonces se deben usar métodos de prueba de microdureza como las pruebas de Rockwell y Brinell. Si es necesario utilizar cargas de prueba más pequeñas, se deben utilizar métodos de prueba de microdureza como las pruebas de Vickers y Knoop.

Tamaño de la muestra

Cuanto menor sea el tamaño de la muestra, más ligera será la carga de prueba necesaria para medir la dureza.

Las pruebas de dureza para muestras de tamaño pequeño o muestras demasiado delgadas deben medirse utilizando métodos de prueba de microdureza como las pruebas de Vickers o Knoop.

Al probar la dureza de muestras más pequeñas, se vuelve aún más importante garantizar los criterios de espesor mínimo para obtener valores de dureza confiables.

 

La muestra también debe sujetarse con un yunque para obtener lecturas de dureza precisas.

Costo

El método de prueba de dureza también se puede seleccionar en función de su presupuesto.

Los métodos de prueba de dureza Brinell y Rockwell son una forma básica y rentable de probar la dureza de las muestras. El método de Vickers requiere más tiempo y costo, ya que la superficie de la muestra debe prepararse antes de la prueba.

También requiere sistemas ópticos avanzados y modernos para medir la profundidad de la muesca realizada en la superficie de la muestra para determinar los valores de dureza.

Esto hace que el método Vickers sea más costoso que otros métodos de prueba de dureza.

¿Cómo es más conveniente medir la dureza que una prueba de tracción?

Las pruebas de tracción se utilizan para estudiar el comportamiento del metal cuando se tira de él bajo una fuerza aplicada.

Ayuda a medir el límite elástico, la resistencia de prueba y la resistencia máxima a la tracción. La prueba de dureza se utiliza para medir los valores de dureza para diferentes tipos de materiales. Las diferencias clave entre la prueba de dureza y la prueba de tracción son las siguientes:

Conveniencia

Es mucho más fácil medir el valor de dureza de los materiales usando pruebas de dureza en comparación con medir la resistencia a la tracción.

El procedimiento para la prueba de dureza también es más rápido en comparación con la prueba de tracción.

La preparación de la muestra para realizar la resistencia a la tracción es más compleja y requiere más tiempo que la preparación de la muestra en las pruebas de dureza, ya que la muestra debe tener la forma y el tamaño adecuados.

Costo

No solo es más conveniente realizar pruebas de dureza, sino que también es mucho más económico en comparación con las pruebas de tracción. El costo de un probador de dureza calibrado es solo una fracción del costo de un probador de tracción.

Efecto sobre la muestra

La prueba de dureza es diferente de la prueba de tracción, ya que es un método de prueba no destructivo. Realiza penetraciones superficiales en la superficie de la muestra utilizando un penetrador y la muestra no se destruye.

La muestra se puede utilizar para otros fines después de completar la prueba de dureza.

La prueba de tracción es un método destructivo, ya que aplica fuerza sobre la muestra para separarla hasta que se rompe. La muestra se destruye después de realizar la prueba de tracción y no se puede utilizar para otros fines. Esta naturaleza no destructiva de la prueba de dureza también lo convierte en un método de prueba más rentable en comparación con la prueba de tracción.

¿Cómo cambia la dureza del acero después de la prueba de tracción?

La resistencia a la tracción representa la característica de un metal cuando se aplica fuerza para tirar de él. Siempre que la fuerza sea menor que el límite elástico, la muestra de acero sufrirá una deformación elástica, lo que significa que volverá a su forma original. Cuando la fuerza alcanza el límite elástico, se produce una deformación plástica que es irreversible.

Hay un cambio en las propiedades mecánicas y la dureza del acero después de realizar una prueba de tracción. Cuando se realiza una prueba de tracción, puede conducir a la fragmentación de los granos y la reconstrucción de la red cristalina.

La muestra de acero se alarga debido al resultado de la tensión de tracción o compresión.

La dureza del acero aumenta después de realizar una prueba de tracción en él. La fragmentación de los granos y la deformación de la austenita tienen prioridad sobre la transformación de la martensita durante una prueba de tracción del acero.

También hay cambios en la forma, las dimensiones, la orientación, la fragmentación y otros parámetros de los granos.

¿Qué prueba de dureza es para el acero inoxidable?

La dureza del acero inoxidable puede entenderse como su capacidad para resistir indentaciones o deformaciones en su superficie. Cuanto mayor sea la dureza, mayor será su resistencia a la deformación, hendiduras, rayones, etc. en su superficie. Existen diferentes métodos para probar la dureza del acero inoxidable.

Los métodos más comunes implican probar la dureza con un penetrador con punta de diamante. La dureza del acero se puede medir mediante la prueba de Rockwell, Brinell o Vickers.

En la industria de la ingeniería, es importante medir la dureza del acero, ya que la capacidad del acero para resistir la fricción, la abrasión, la tensión, etc. aumenta con la dureza del acero. Cuanto mayor sea la dureza del acero inoxidable, más resistente será su superficie.

La prueba Brinell fue el primer método utilizado comúnmente para medir la dureza del acero inoxidable. Este método utiliza una bola de acero endurecido o carburo con un diámetro de 10 mm y una carga de prueba de hasta 3000 kgf.

Debido a las cargas de prueba más altas, el método Brinell se utiliza para medir la dureza del acero templado. Requiere una muestra grande y deja una gran hendidura en la superficie de la muestra que limita su utilidad.

El método de prueba de dureza de Rockwell también se basa en medir la profundidad de la hendidura hecha en la superficie de la muestra.

 

En la escala Rockwell, las escalas más comúnmente utilizadas para medir la dureza del acero inoxidable son B y C. Los durómetros Rockwell son más ligeros y móviles que los durómetros Brinell.

El método de prueba Vickers también se utiliza para probar la dureza del acero inoxidable. Utiliza un penetrador piramidal derecho con punta de diamante. La prueba de Vickers se puede utilizar para medir la dureza de todo tipo de acero inoxidable.

Cada uno de los métodos de prueba de dureza proporciona un valor de dureza particular que debe convertirse utilizando una tabla de conversión para obtener la dureza del acero inoxidable.

Cómo probar la dureza de un mineral？

La dureza de los minerales se mide utilizando la escala de Mohs que fue desarrollada por el mineralogista alemán Frederick Mohs. Fue inventado en el 19^th siglo, no había forma de determinar la dureza de los minerales.

La escala de dureza de Mohs es una escala comparativa para minerales donde el mineral más blando es el talco que se coloca en un nivel de dureza de 1 y el diamante mineral más duro se coloca en el nivel de dureza más alto de 10. Dado que el diamante es el mineral más duro del mundo, puede rayar todos los demás minerales de la Tierra.

Debido a esta propiedad, es ampliamente utilizado en perforadoras de roca, equipos de corte, etc. Todos los demás minerales se colocan entre estos dos valores en relación con su dureza. La escala de dureza de Mohs se basa en el principio de que un mineral más duro rayará un mineral que le resulte más blando. El talco, que es el mineral más suave, puede ser rayado por todos los demás minerales.

De manera similar, el vidrio que tiene un valor de dureza de Mohs de 5.25, puede rayar los minerales ubicados más abajo en la escala de Mohs (talco, yeso, calcita, fluorita y apatita) pero no se puede rayar la ortoclasa, que se coloca más arriba que .

Para medir la dureza de los minerales, seleccione una superficie fresca de un mineral desconocido y ráspela con un mineral de dureza conocida.

Debe presionar firmemente el mineral de dureza conocida contra el mineral de dureza desconocida.

Si el objeto de prueba es más duro que el mineral con una dureza desconocida, debe dejar un rasguño claro en su superficie. Si no hay rasguños o líneas en la superficie de un mineral desconocido, entonces es más duro que el mineral probado para el que ya se conoce la dureza.

En la actualidad, la escala de dureza de Mohs es utilizada por mineralogistas y gemólogos. Tiene un uso relativamente limitado para los metalúrgicos.

Cómo probar la dureza del acero y el metal？

La dureza del acero y otros metales se puede medir utilizando diferentes métodos. La prueba de Rockwell es el método más básico para determinar la dureza del acero y otros metales.

Se utiliza una bola de acero o un penetrador de diamante para hacer una hendidura en la superficie de la muestra bajo una carga de prueba aplicada. Se aplica una carga menor al penetrador y se presiona sobre la superficie de la muestra, después de lo cual se aplica la carga mayor. Luego se quita la carga principal manteniendo la carga menor aplicada.

 

La muesca realizada se mide y se convierte en un valor de dureza. La prueba Brinell es el método más antiguo utilizado para la prueba de dureza de metales.

Se presiona un penetrador de bola de acero sobre la muestra bajo una gran carga de prueba que puede llegar hasta 3000 kgf. Hace una hendidura clara en la superficie de la muestra, que luego se mide y se convierte al valor de dureza utilizando tablas de conversión. El método Brinell se utiliza para metales que tienen una superficie gruesa para otros tipos de ensayos de dureza.

La prueba de Vickers es un método de prueba de microdureza que se utiliza para medir la dureza de muestras delgadas y pequeñas. Este método utiliza un penetrador piramidal con punta de diamante para hacer una hendidura en la superficie de la muestra.

La muesca se mide utilizando sistemas ópticos avanzados que garantizan una mayor precisión y fiabilidad de las pruebas de dureza.

El método de prueba de Vickers es más costoso en comparación con los métodos de Rockwell y Brinell. También requiere mucho tiempo, ya que se necesitan entre 30 y 60 segundos para medir la dureza de la muestra, excluyendo el tiempo necesario para la preparación de la superficie.

Como resultado, el método de prueba de dureza Vickers no es adecuado para pruebas a granel en la línea de producción, sino que es ideal para pruebas de laboratorio.

¿Qué es la prueba de dureza no destructiva?

Las pruebas de dureza no destructivas se refieren a evaluar la dureza de los materiales sin realizar ningún cambio en sus características.

El método no destructivo es importante ya que no destruye ni inutiliza la muestra de prueba después de que se completa la prueba de dureza. Esto asegura que la muestra se pueda utilizar para otros fines después de completar la prueba de dureza.

Las pruebas de dureza no destructivas también toman menos tiempo y son más baratas de realizar que las pruebas destructivas, ya que la muestra no se destruye y se puede reutilizar. La prueba de microdureza es un buen ejemplo de prueba de dureza no destructiva. La mayoría de los durómetros portátiles pueden realizar pruebas de dureza no destructivas de la muestra.

Los probadores de dureza portátiles pueden medir la dureza de la superficie de la muestra en una variedad de materiales en superficies planas, redondas, delgadas o grandes.

A diferencia de los probadores de dureza normales, estos medidores portátiles utilizan tecnología ultrasónica que le permite medir la dureza de muestras delgadas y pequeñas. Estos probadores de dureza ultrasónicos pueden realizar pruebas no destructivas de la muestra.

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Esta característica permite al operador realizar pruebas de dureza de piezas terminadas o muy sensibles.

La naturaleza no destructiva de este probador de dureza también permite al operador realizar pruebas de dureza sin causar ningún tipo de daño físico o estructural a la muestra que de otro modo hubiera llevado a su eliminación.

La prueba de rebote con el método Leeb es otro tipo de prueba de dureza no destructiva.

Según este método, el dispositivo de impacto hace uso de un resorte para impulsar un cuerpo de impacto hacia la superficie de la muestra. El cuerpo de impacto rebota después de impactar en la superficie de la muestra.

El instrumento de prueba determina la dureza usando la relación de voltajes y analiza sus fases para compensar cualquier cambio en la orientación.

Los probadores Leeb son portátiles y se pueden utilizar en diferentes ángulos siempre que sean perpendiculares a la superficie de prueba.