Probador de dureza: ¿Cuál debo usar?

El probador de dureza es un dispositivo que se utiliza para determinar la dureza de un material.

La dureza se determina midiendo el efecto de penetración en la superficie de la muestra mediante un penetrador estándar.

Hay diferentes probadores de dureza disponibles en el mercado como el probador de dureza Rockwell, el probador de dureza Brinell, el probador de dureza Vickers, etc.

Por qué la prueba de dureza es importante para el producto

Las pruebas de dureza juegan un papel muy importante en las pruebas de materiales, el control de calidad y la garantía de que el producto final cumpla con las normativas.

Permite determinar la idoneidad de los materiales para usos específicos y la cantidad de tratamiento al que pueden estar expuestos. Proporciona datos relacionados con la integridad estructural y la calidad de los componentes.

Las pruebas de dureza son muy populares en laboratorios de I + D y aplicaciones industriales. Ayuda a garantizar que los materiales que se utilizan para fabricar productos sean adecuados para hacerlo y cumplan con los estándares de calidad y seguridad para ese uso en particular.

Las pruebas de dureza aseguran que el producto final sea de la mejor calidad posible.

Industrias que utilizan pruebas de dureza

Las pruebas de dureza se utilizan ampliamente en muchas industrias. Algunas de las principales industrias que utilizan las pruebas de dureza son las siguientes:

Empresas de Ingeniería Mecánica

Las pruebas de dureza juegan un papel muy importante en la industria de la ingeniería mecánica.

Es ampliamente utilizado en diferentes empresas de ingeniería mecánica que van desde la producción de equipos agrícolas, máquinas de construcción o máquinas herramienta, grúas e instalaciones de lavado de autos, etc.

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Las muestras en las que se realizan pruebas de dureza pueden variar ampliamente desde aplicaciones pequeñas como pruebas de dureza de ruedas dentadas en motores de engranajes hasta aplicaciones grandes como pruebas de juntas soldadas en componentes de un lavado de autos o ruedas dentadas para turbinas eólicas que pueden tener varios metros de diámetro. .

En la industria de la ingeniería mecánica, normalmente es necesario probar la dureza de las mismas piezas, por lo tanto, el proceso generalmente está automatizado y puede no ser operado también en caso de automatización total del proceso.

Industria automotriz

Las pruebas de dureza encuentran una aplicación frecuente en la industria automotriz. De hecho, la industria automotriz tiene quizás la más amplia gama de aplicaciones para ensayos de dureza.

Hay muchas partes móviles en un automóvil que deben probarse en cuanto a dureza y confiabilidad para garantizar la completa seguridad de los pasajeros.

Las muestras de prueba en la industria automotriz pueden variar desde pequeños tornillos, paneles de puertas, componentes de motores, piezas de transmisión, juntas soldadas, etc.

Si es necesario probar una gran cantidad de piezas iguales a diario o si es necesario realizar algunas pruebas en proceso, como las mediciones de CHD, entonces el proceso de prueba de dureza debe automatizarse para ahorrar tiempo y recursos.

Industria de metales primarios

La industria del metal primario también tiene numerosas aplicaciones para las pruebas de dureza. La prueba de dureza es importante en la industria del metal primario, ya que ayuda a determinar la idoneidad del metal para aplicaciones específicas y el tipo de tratamiento al que puede ser sometido.

También ayuda a comprender el examen de la estructura del material del metal y si cumple con las regulaciones específicas.

 

Generalmente, se extrae o corta una muestra del centro del metal primario y se prueba su dureza. Las pruebas de dureza en la industria de los metales primarios se realizan en los rangos de carga baja, micro y macro, según la garantía de calidad requerida.

Fundiciones

Las fundiciones utilizan pruebas de dureza para controlar la calidad del proceso de fabricación durante la producción. También se usa comúnmente para determinar y medir las propiedades de los metales fundidos y conocer su idoneidad para diferentes aplicaciones.

La prueba de dureza es de naturaleza no destructiva, lo que significa que se puede realizar sobre el metal fundido directamente en lugar de la pieza de prueba. La resistencia a la tracción del metal se determina mediante pruebas de dureza.

Generalmente, las piezas fundidas que se van a probar son grandes y pesadas y las fuerzas de prueba involucradas están principalmente en el rango macro, que se encuentra principalmente dentro del alcance de las pruebas Brinell.

Probador de dureza Rockwell

Ventajas

El método de prueba de dureza Rockwell le permite leer directamente el valor de dureza de la muestra.

A diferencia del método de prueba de dureza Brinell o Vickers, no hay necesidad de lectura óptica para determinar la lectura de dureza.

Los instrumentos que funcionan de acuerdo con el método Rockwell son más populares ya que no se ven afectados por la influencia del operador.

Este método también es el que menos influye en la rugosidad de la superficie de la muestra. El ciclo de prueba es corto y rápido con este método y también es rentable.

La rentabilidad se debe principalmente al hecho de que los probadores de dureza Rockwell no necesitan estar conectados a sistemas ópticos sofisticados para realizar pruebas de dureza como en otros métodos.

Este método de prueba de dureza no es destructivo y la muestra se puede utilizar para otros fines después de la prueba.

Desventajas

El inconveniente de la prueba de dureza Rockwell es que no es el método de prueba más preciso. Una ligera discrepancia en la medición de la diferencia de profundidad puede provocar desviaciones considerables en el cálculo del valor de dureza.

La ubicación de la prueba y la muestra deben estar completamente libres de cualquier contaminación para obtener resultados precisos y significativos de este método de prueba de dureza.

También se sabe que este método es inexacto, ya que el indentador tiene efectos desconocidos sobre los resultados. Si el penetrador está desgastado y no es lo suficientemente agudo, puede afectar los resultados de la prueba.

El uso del método Rockwell tiene otra cara que, al aumentar la dureza, se vuelve difícil diferenciar entre metales.

Probador de dureza Brinell

Ventajas

El método Brinell para pruebas de dureza se puede utilizar para probar materiales no homogéneos, ya que la bola grande entra en contacto con muchos cristales, lo que forma un valor medio mecánico.

Puede obtener una buena precisión, repetibilidad y buena representación con este método.

La impresión o hendidura hecha por el probador de dureza Brinell es lo suficientemente grande para proporcionar una estimación justa y buena de la dureza de la muestra.

No se ve afectado por puntos blandos y pequeños puntos duros. Puede brindarle mediciones confiables de dureza incluso si la superficie de la muestra es rugosa.

Desventajas

El método Brinell requiere una preparación de la superficie a diferencia del método Rockwell y es un poco más complicado. La calidad de la superficie de la muestra debe ser buena ya que la muesca se mide ópticamente.

Cuando la muestra se prueba con una carga de prueba alta, hay buenas posibilidades de deformación de la superficie de la muestra cuando la prueba se realiza en el rango macro.

Esto puede provocar errores en la medición del valor de dureza debido a la formación de paredes. El método tiene limitaciones en su aplicación a muestras delgadas de materiales muy duros.

El método Brinell es lento en comparación con el método Rockwell, y se tarda entre 30 y 60 segundos en medir la dureza, excluyendo el tiempo necesario para preparar la muestra.

 

Probador de dureza Vickers

Ventajas

La mayor ventaja de usar el método Vickers es que se puede usar para medir la dureza de todo tipo de materiales, ya que el procedimiento cubre todo el rango de dureza.

Debido a esto, el método se usa más comúnmente en una configuración de laboratorio.

Según el método Vickers, solo hay un tipo de penetrador que se puede usar para medir la dureza de diferentes tipos de materiales y muestras.

El valor de dureza derivado del método Vickers tiene un significado adecuado, ya que corresponde a una carga específica en una muesca que tiene la misma forma.

El método Vickers no es destructivo; por lo tanto, la muestra se puede utilizar para otros fines después de la prueba.

Desventajas

La calidad de la superficie de la muestra a ensayar debe ser buena ya que la dureza se mide ópticamente. Esto significa que la superficie de prueba debe estar preparada, de lo contrario las lecturas no serán precisas. El área de prueba debe pulirse y prepararse y la perpendicularidad del eje del penetrador juega un papel importante en la medición de la dureza, ya que cualquier inclinación producirá una muesca irregular. El método Vickers también es lento en comparación con el método Rockwell. No se recomienda el uso del método Vickers en líneas de producción.

Probador de dureza Knoop

Ventajas

El probador de dureza Knoop se puede utilizar para medir la dureza de todos los materiales, desde blandos a duros, ya que el procedimiento cubre todo el rango.

Es más preciso que el método de Vickers, ya que la diagonal de medición de Knoop es más larga para cualquier profundidad de sangría. El daño a la superficie de la muestra durante la prueba es menor que el método Vickers, lo que lo convierte en un método de prueba no destructivo.

El método Knoop es ideal para probar muestras pequeñas y alargadas, capas muy delgadas y materiales quebradizos como vidrio y cerámica.

Desventajas

El método Knoop requiere una buena calidad de superficie debido a que la medición se realiza mediante métodos ópticos. El uso de sistemas ópticos hace que el método Knoop sea más lento y costoso en comparación con el método Rockwell de prueba de dureza.

Cosas a considerar al elegir un probador de dureza

Seleccionar el probador de dureza perfecto puede ser una tarea difícil incluso para los probadores más experimentados.

Hay diferentes tipos de muestras que se van a probar y diferentes procedimientos de prueba que dificultan la selección del mejor probador de dureza.

Las siguientes consideraciones pueden ayudarlo a elegir un medidor de dureza.

Carga de prueba total

La carga de prueba total que se probará es una consideración muy importante para elegir un medidor de dureza. Existe una regla general de que cuanto mayor sea la carga de prueba, mejores y más precisas serán las lecturas.

 

Esto se debe al hecho de que las mediciones de las pruebas de dureza son menos sensibles a la textura de la superficie con cargas de prueba más altas. Sin embargo, también es importante tener en cuenta que la sangría no debe ser más profunda que 1/10^th del espesor total de la probeta o de la superficie endurecida que debe ensayarse.

La homogeneidad de la muestra también es un criterio importante para seleccionar el medidor de dureza ideal.

Rango de dureza

Deberías considerar el dureza rango de la muestra que desea probar antes de elegir un probador de dureza.

Generalmente, si la dureza de la muestra es superior a 650 HB / 30, entonces debe utilizar un penetrador de diamante. La dureza por debajo de estos niveles se puede probar utilizando penetradores hechos de acero u otros metales duros similares.

El método Brinell de prueba de dureza no le permite usar penetradores de diamante, por lo tanto, no se puede usar para medir la dureza de la muestra por encima de 650 HB / 30.

El método Rockwell, por otro lado, es más aceptado universalmente ya que le permite usar penetradores de bolas de acero y cono de diamante. El método Vickers solo permite usar un penetrador piramidal de diamante y se puede usar para medir la dureza de cualquier rango.

Exactitud

La precisión es una consideración muy importante para elegir un probador de dureza. Si el probador no puede proporcionarle medidas precisas de dureza, no se puede confiar en él para tomar más decisiones. Siempre debe preferir probadores de dureza que sean más precisos y confiables.

 

La precisión de la medición durante la prueba de dureza depende principalmente de la precisión empleada por el operador. Esto también incluye superficies de pozo, períodos de medición suficientes y revisiones frecuentes del dispositivo de prueba. Siempre que sea posible, debe preferir los sistemas estáticos a los dinámicos.

Las cargas de prueba también pueden influir en la precisión de su dispositivo de prueba de dureza. El uso de cargas de prueba bajas puede dar lugar a mediciones inexactas y poco fiables.

La flexibilidad del dispositivo

Antes de seleccionar un probador de dureza, debe analizar a fondo su flexibilidad con respecto a las diferentes formas y dimensiones de la muestra a ensayar.

Para la prueba de dureza, la muestra se puede colocar en el dispositivo o el dispositivo se puede colocar en la muestra.

El primer caso se refiere a dispositivos estacionarios que tienen capacidad suficiente para contener la muestra para la prueba de dureza. Los dispositivos de prueba de dureza estacionarios son los mejores para probar muestras pequeñas y medianas.

En el caso de muestras grandes y pesadas, se pueden sujetar a las muestras dispositivos portátiles de prueba de dureza. Estos dispositivos portátiles de prueba de dureza solo pueden ser dinámicos cuando utilizan altas cargas de prueba. Cuando la carga de prueba es menor, también pueden ser estáticas.

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Costo

Los costos asociados con las pruebas de dureza también son una consideración importante para seleccionar el medidor de dureza ideal para su negocio.

Se deben considerar diferentes parámetros como el costo del dispositivo de prueba, la aplicabilidad de la prueba a diversas situaciones, el período de medición y la experiencia técnica necesaria para operar el probador de dureza antes de seleccionarlo.

 

Estas consideraciones se vuelven aún más importantes cuando es necesario probar muestras de diferentes formas y superficies de prueba. En la mayoría de las industrias técnicas, este es generalmente el caso.

En las industrias que realizan sus pruebas de dureza en serie, la rapidez de las pruebas y el alcance para desplegar personal no calificado también son consideraciones importantes para seleccionar el probador de dureza. En tales situaciones, se prefieren los probadores que no requieren un equipo de sujeción especial.