ENSAYO DE DUREZA

 “La dureza de un material es la resistencia que este ofrece a ser penetrado por otro cuerpo” Es una medida de la resistencia a la deformación plástica o permanente.

Dureza Brinell

La dureza Brinell es independiente de la carga de ensayo o el tamaño de penetrador, mientras se respete la constante de ensayo.

La deformación es dependiente de la velocidad de carga, por lo tanto se ha estandarizado su velocidad de aplicación. ➢ En aceros el tiempo total es de 30 seg., con los primeros 15 seg. para aplicación y otros 15 seg. para el mantenimiento. En metales mas dúctiles el tiempo de mantenimiento es de 30 seg.

ENSAYOS ESTÁTICOS – MÉTODO VICKERS

ENSAYOS ESTÁTICOS – MÉTODO ROCKWELL

La dureza surge de la medición de profundidad de la impronta con un reloj comparador incorporado a la máquina (mide h).

Indentadores:

 ➢ cono-esférico (0,2mm) de diamante

 ➢ bolillas de acero (1/16”; 1/8”; ¼” ½”).

Ventajas y desventajas.

Método Brinell

 V  ✓ Preciso ✓ Generalmente no destructivo ✓ De uso generalizado/masivo

D ✓ No permite muestras muy duras ✓ Se requiere buena terminación superficial ✓ En ciertos casos improntas grandes ✓ TIEMPO ( necesidad de medir y calcular)

Método Vickers

V ✓ Preciso ✓ Generalmente no destructivo ✓ Con un indentador se cubre todo el rango de durezas ✓ Amplio intervalo de cargas ✓ Improntas más chicas que Brinell

D ✓ Se requiere buena terminación superficial ✓ TIEMPO ( necesidad de medir y calcular)

Metodo Rockwell

✓ Operación sencilla ✓ Menos expuesto a errores de operador ✓ Rango amplio de aplicación ✓ Tamaño de impronta reducido ✓ Menores requerimientos de terminación superficial ✓ De uso generalizado/masivo (HRC,HRB y HRA)

✓ No es tan preciso como Brinell y Vickers ✓ Necesidad de usar diferentes escalas para barrer todo el rango de durezas  

FALCON 5000 - Micro/Macro Vickers & low force Brinell hardness tester

MICROINDENTACIÓN (VICKERS Y KNOOP)

Determinación de la dureza en una zona conformada de un perno de acero( deformada plásticamente) relativa a la dureza de la zona central.

Determinación del espesor de una capa endurecida luego de un TT ( Temple por inducción).

Determinación de la dureza de la capa superficial en pieza cromada.

Métodos estáticos: Carga aplicada relativamente lenta y progresiva 

MÉTODOS DINÁMICOS: Carga aplicada en forma de impacto

Dureza por REBOTE

El método Shore consiste en determinar el rebote que sufre un percutor al chocar contra la superficie que se ensaya, cuando se lo deja caer desde una altura determinada.

A diferencia del método de Shore, el de Leeb permite medir dureza en cualquier dirección

El percutor es lanzado por acción de un resorte 

Se mide la velocidad antes y después del rebote, lo que permite la corrección por software del valor del cociente de velocidades VR/VI en función del ángulo de medición.

VENTAJAS RELATIVAS 

• Normalmente son equipos portátiles y de fácil utilización 

• Permite medir dureza en piezas de grandes dimensiones 

• Permite medir dureza en cualquier dirección • Utilizados para medir dureza en tanto en Metales como en materiales poliméricos 

• En general no deja huella en el material (impronta)

DESVENTAJAS RELATIVAS

La determinación de la dureza depende la energía absorbida por la probeta y los resultados deben ser tomados cuidadosamente. 

La dureza resulta dependiente de la elasticidad del material y por lo tanto los resultados son comparables en materiales con las mismas propiedades elásticas

Durómetros portátiles modernos

Un cuerpo penetrador es presionado continuamente en el material a medir, con una fuerza determinada. Se mide la deformación en el punto de presión y de esta manera se obtiene el valor de la dureza del material. 

• Cuando se está haciendo la impronta en el material, la medida de la profundidad se transmite a un resorte interno de un reloj comparador, que puede ser análogo o digital, dando un valor determinado de dureza. 

• La dureza es inversamente proporcional a la penetración y depende de E y de las propiedades viscoelásticas del material. 

• La forma del penetrador, la fuerza aplicada sobre él y la duración de su aplicación influyen sobre los resultados obtenidos → existen diferentes escalas con diversas condiciones de carga y penetradores que se utilizarán dependiendo de la muestra a ensayar.

ESCALAS DISPONIBLES SHORE 

Shore A: gomas blandas, ceras y cueros 

Shore B: escala intermedia 

Shore C: gomas y plásticos de dureza media, yeso y escayola 

Shore D: gomas y plásticos duros 

Shore DO: bobinas textiles de alta densidad 

Shore O: bobinas densidad media 

Shore OO: goma-espuma, esponjas y bobinas textiles de baja densidad

Dureza por Ultrasonic ContactImpedance (UCI) Modelo de masa-resorte de la varilla oscilante.

Indentador Vickers sujeto a la varilla excitada armónicamente( 70kH)

 ➢ La impronta es evaluada a través de la medición electrónica del corrimiento de la frecuencia ultrasónica con la que se excita el indentador.

 ➢ Indentación profunda, propia de un material blando, producirá un mayor corrimiento en la frecuencia de oscilación del sistema, mientras que un material duro producirá un menor corrimiento.

 ➢ Hv en función del corrimiento de frecuencia

 ➢ ASTM A1038

En general, se dispone de varias sondas de medición a las que les corresponden cargas de 0.1, 0.3, 0.9, 1, 5 y 10 kg.