La dureza del material le confiere la capacidad de resistir la deformación permanente cuando se aplica la carga. Desde el punto de vista de la ingeniería, determinar la dureza del material es importante porque la resistencia al desgaste por erosión o fricción por diferentes elementos tiende a aumentar con la dureza en general. Cuanto mayor sea la capacidad del material para resistir la deformación cuanto mayor sea su dureza.

Fundamentos de la dureza del material

La dureza del material depende de su viscosidad, tenacidad, deformación, resistencia, ductilidad, viscoelasticidad, plasticidad y rigidez elástica. La dureza de los materiales se prueba mediante varios procedimientos de prueba de dureza que son no destructivos, rápidos y eficientes.

¿Qué es la prueba de dureza?

La evaluación de la resistencia del material a la deformación permanente, como el desgaste, el rayado, la indentación y la abrasión, se conoce como prueba de dureza. Es uno de los tipos comunes de fenómenos de verificación de control de calidad que se realizan para probar la dureza de los materiales. Se utiliza para probar el estado actual del material y es una de las pruebas más fáciles de estar disponibles y realizadas en laboratorios, etc.

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Metal de zinc

El zinc metálico tiene innumerables usos biológicos e industriales y se encuentra en abundancia en la corteza terrestre. El zinc generalmente tiene un color blanco azulado y es quebradizo a temperatura ambiente que se puede pulir para obtener un acabado más brillante. El zinc se utiliza principalmente para proteger el metal contra la corrosión no deseada que está destinada a galvanizar el acero. Sin embargo, otras aleaciones de zinc son esenciales para una amplia gama de aplicaciones, incluido el latón.

Importancia del zinc

Hay varios minerales de zinc diferentes de los que se recupera el zinc, además de reciclarse de la chatarra. Las aleaciones de zinc son bastante más fuertes y resistentes que el propio metal de zinc. Además, para ser beneficioso para una vida sana de humanos y animales, el zinc tiene enormes beneficios. Debido a su naturaleza no reactiva en agua o aire, el zinc se aplica en capas delgadas a los productos de acero y hierro para protegerlos de la oxidación. El zinc se usa ampliamente para propósitos amplios como en productos químicos, industria del caucho, luces fluorescentes, pantallas de TV, baterías de celda seca y aplicaciones agrícolas. Por lo tanto, probar la dureza del zinc es fundamental antes de que se pueda utilizar para una amplia gama de propósitos para evitar daños colosales en cualquier campo de la vida.

La dureza del zinc metal.

Analicemos las propiedades físicas generales del zinc metálico que determinarán la dureza del zinc metálico:

  • Dureza: el zinc puro es generalmente frágil y tiene baja tenacidad. Sin embargo, en comparación con otras aleaciones de fundición a presión, las aleaciones de zinc tienen una alta resistencia al impacto en general.
  • Conductividad: la conductividad del zinc es generalmente moderada para un metal. Sin embargo, las poderosas propiedades electroquímicas sirven bien en baterías alcalinas y procesos de galvanización.
  • Ductilidad: el zinc se vuelve maleable y dúctil entre 212-302oF, mientras que el aumento de temperatura lo revierte a un estado frágil. Las aleaciones de zinc son mucho mejores en esta propiedad que permite usar métodos de fabricación más complejos en comparación con el metal puro.
  • Resistencia: el zinc tiene una resistencia a la tracción que es aproximadamente la mitad del acero al carbono dulce y generalmente se considera un metal débil.

Prueba de dureza para zinc metálico

Hay varias pruebas de dureza que se han practicado para medir la dureza de varios metales. La prueba de dureza para el material específico se elige en función del tamaño, la condición, la pieza y el tipo de material que generalmente se refiere a la homogeneidad del material.

Las pruebas de dureza a menudo requieren una superficie plana, pulida y esmerilada para que las muescas de dureza estén ubicadas en la región correcta y se puedan identificar varias regiones de soldadura. Existen varios métodos de prueba de dureza que se utilizan para probar la dureza del zinc. Los tipos más comunes de pruebas que se utilizan para medir la dureza del zinc son la prueba de dureza Brinell, la prueba de dureza Rockwell, la prueba de dureza Mohs y la prueba de dureza Knoop.

Prueba de dureza Brinell

Inventado por el Dr. JA Brinell en 1900, las pruebas de dureza Brinell se han utilizado ampliamente para probar materiales de ingeniería en la actualidad. La prueba de Brinell utiliza una máquina de escritorio, y se le aplica una carga de un objeto de un diámetro específico a una esfera endurecida.

Probador de dureza Brinell

El número de dureza Brinell se obtiene dividiendo la carga utilizada (en kg) por el área de la superficie de indentación medida (en milímetros cuadrados), presente en la superficie de prueba. Las pruebas de Brinell se ven menos afectadas por las estructuras de grano grueso de los materiales al proporcionar la medición en un área grande en comparación con otras pruebas.

Prueba de dureza Rockwell

La prueba de dureza Rockwell es una de las famosas pruebas de dureza que se usa ampliamente y se reconoce por su precisión. La dureza se refiere a la resistencia a la penetración medida por el Rockwell escala. Esta prueba se utilizó por primera vez en 1919 y fue desarrollada originalmente por Stanley P. Rockwell. La dureza del zinc se puede medir de la manera más simple posible mediante la prueba de dureza Rockwell, ya que funciona presionando un indentador de una carga específica en la superficie del material y luego midiendo la distancia que el indentador pudo penetrar. Para obtener resultados precisos, se utilizan 30 escalas diferentes para las pruebas de dureza Rockwell. Cada escala se elige en función del material de prueba, la muestra de metal, las limitaciones de cada escala y la homogeneidad del material. El intender (o brale) tiene forma de diamante esférico o puede ser una bola de acero de algún diámetro específico. En este método se aplican cargas relativamente altas mediante carburo de tungsteno a las piezas.

La prueba de dureza de Knoop

La prueba de dureza Knoop es ideal para la prueba de capas delgadas y para superar el agrietamiento en materiales frágiles. Este método sirve para ser una alternativa a la prueba de Vickers (utilizada principalmente para materiales duros) para facilitar el rango de prueba de microdureza. La sangría se mide midiendo ópticamente la diagonal larga y generalmente es un diamante piramidal asimétrico.

Prueba de dureza de Mohs

La dureza del zinc se puede medir mediante uno de los métodos más antiguos conocido como prueba de dureza de Mohs que fue ideado en 1812 por el mineralogista alemán Friedrich Mohs. Este método implica la identificación de sustancias de dureza definida o conocida que podrían haber rayado la superficie del material. Los resultados de dureza se miden en escalas nano, micro y macro. Los minerales se clasifican a lo largo de la escala de Mohs para dar los valores numéricos a la propiedad física que se compone de diez minerales dados valores aleatorios de dureza. Se esperaba que la prueba de dureza de Mohs proporcionara una medición precisa de la dureza, especialmente para minerales y sustancias frágiles como el zinc en lugar de materiales industriales como la cerámica y el acero.

 

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