Mètodes de prova de duresa en materials metàl·lics

Escala Mohs

1. Talco
2. Yeso
3. Calcita
4. Fluorita
5. Apatito
6. Feldespato
7. Cuarzo
8. Topacio
9. Corindon
10. Diamante

Brinell (HBW)

Mètode basat en l'impresió generada en una superfície mitjançant una bola. El material que s'utilitza era acer extradur o carbur de wolfram. Avui en dia la bola és de metall dur. Si sobre una bola de diàmetre (D) s'aplica una càrrega (P) generem una petjada en forma de casquet esfèric de diàmetre (d) en la superfície a assajar.

• Superfície plana i uniforme, exenta de lubricants.
• Acabat superficial bo per permetre la determinació exacta del diàmetre de l'empremta.
• Mesurament de l'empremta en dues posicions per després calcular la mitjana.
• L'espessor de la peça ha de ser com a mínim 8 vegades el valor de la profunditat del casquet.
• La distància entre empremtes no serà inferior a 3 vegades el diàmetre mig de l'empremta.
• L'assaig es realitza a temperatura ambient, entre 10ºC i 35ºC.

Vickers (HV)

Bàsicament van substituir el material i la forma esfèrica del penetrador per una piràmide quadrangular de diamant amb angle entre cares de 136º. S'aconsegueix una major introducció del penetrador gràcies al material, la seva forma és ideal per obtenir impressions clares i poc profundes. Les empremtes generades sempre seran geomètricament semblants.

• Rugositat no excesiva per permetre la lectura precisa de l'empremta.
• Es mesuren dues diagonals de l'empremta, obtenint posteriorment la mesura aritmètica.
• L'espessor de la probeta ha de ser superior a 1,5 vegades el valor de la diagonal de l'empremta.
• En empremtes properes, la distància entre centres ha de ser de més de 3 vegades la mitjana de la diagonal de l'empremta.
• L'assaig es realitza a temperatura ambient, entre 10ºC i 35ºC.

Rockwell (HR)

Inconvenients Brinell i Vickers, temps emprat en la determinació de la duresa. Rockwell proporciona directament el valor de la duresa sense necessitat de realitzar cap mesura de l'empremta. Hi ha dos mètodes d'assaig: duresa Rockwell i duresa Rockwell superficial.

Fases de l'assaig

1. S'aproxima el penetrador fent-lo incidir en la peça i aplicant una càrrega preliminar coneguda com a precàrrega.
2. S'adiciona una càrrega que farà ascendir al penetrador introduint-se en la probeta.
3. Es retira la càrrega mantenint la precàrrega, observant la profunditat a la qual arriba el penetrador.

Assajos de duresa dinàmics

Xoc

Duresa Poldi: es basa en aplicar una força (F) sobre un yunque mitjançant un martell. Aquest transmet l'esforç a un patró que es troba recolzat sobre la bola, i en la part inferior d'ella estarà la peça a estudiar. Es generen dos empremtes, una en el patró que posseeix una duresa coneguda i un altre en el material a estudiar, seguidament es mesuren les impressions produïdes.

Mètode retroces

Duresa Shore: per la determinació elàstica que pot obtenir el material. Consisteix en deixar caure des d'una altura determinada un petit martell que posseeix una punta de diamant redondejada, quan impacti contra la probeta, part de l'energia es transforma en deformació del material generant una empremta. El restant de l'energia serà conservada pel martell, fent un rebot de altura menor que la inicial. Aquesta altura és el valor que determina la duresa de retroces, en els materials durs la deformació serà petita i l'altura de rebot elevada, en els tovs el contrari.

Assajos Knoop (Microduresa) (HK)

Utilitzat per mesurar dureses superficials, com ara esmalts i recobriments metàl·lics. La seva realització és similar al Vickers, la diferència estriba en que el penetrador és una piràmide de diamant que genera una empremta romboïdal amb angles de 172º30' i 130º, la qual relació entre diagonals és d'aproximadament 7 a 1. Les càrregues són molt petites, poden oscil·lar entre 1 i 1000 grams, rebent el nom de microduresa els assajos realitzats amb càrregues que no superin els 200 grams.