Métodos de ensayo de dureza: Brinell, Vickers y Rockwell

Método de Dureza Brinell (HBW)

Al definir la dureza Brinell como la relación existente entre el valor de la carga empleada y la superficie de la impresión generada (H = P / S), tendremos el siguiente número de dureza: HBW = P / S.

Como P es un valor conocido y establecemos la carga, solo debemos calcular la superficie generada por la huella.

Particularidades del Ensayo Brinell

• 3. Medir el diámetro de la huella en dos posiciones perpendiculares y calcular la media aritmética.
• 4. El espesor de la pieza debe ser al menos 8 veces la profundidad del casquete esférico.
• 5. La distancia entre los centros de las huellas debe ser de al menos 3 veces el diámetro de la huella.
• 6. Los valores de dureza menores de 450 kp/mm² y mayores de 650 kp/mm² no son válidos para este método.
• 7. La temperatura ambiente del ensayo debe estar controlada entre 10 °C y 35 °C.
• 8. Se debe utilizar la bola de penetración lo mayor posible.
• 9. El tiempo de aplicación de la carga progresiva debe ser de entre 2 y 8 segundos, manteniéndola entre 10 y 15 segundos.
• Ejemplo de designación: 400HBW 2.5/187.5/20.

Método de Dureza Vickers (HV)

El método Vickers permite medir todas las durezas gracias a las siguientes características:

• 1. Ofrece una mejor penetración gracias al tipo de material del penetrador (diamante).
• 2. Tiene forma de pirámide cuadrangular con un ángulo obtuso de 136º entre caras, ideal para obtener impresiones claras y poco profundas que no dañan las piezas.
• 3. Produce huellas geométricamente semejantes, aplicable para dureza Vickers estándar, dureza de baja fuerza y microdureza Vickers.

Es decir, la dureza es el cociente entre la carga aplicada y la superficie de la huella (H = P / S). El número de la dureza Vickers se expresa como: HV = P / S.

Particularidades del Ensayo Vickers

• 1. La superficie de ensayo debe ser lisa, libre de óxido y no estar lubricada.
• 2. La rugosidad de la superficie no debe ser excesiva.
• 3. Se deben medir las dos diagonales de la huella y calcular la media aritmética.
• 4. El espesor de la probeta será de al menos 1.5 veces el valor de la diagonal de la huella.
• 5. La proximidad al borde debe ser de al menos 2.5 veces la longitud de la diagonal de la huella.
• 6. La distancia entre huellas próximas debe ser de al menos 3 veces la medida de la diagonal.
• 7. En el estudio de superficies curvas, se deben aplicar los factores de corrección correspondientes.
• 8. Controlar las condiciones de temperatura ambiente, idealmente a 23 °C.
• 9. El penetrador debe aplicarse progresivamente entre 2 y 8 segundos. Para microdureza, el tiempo de aplicación no debe ser de más de 10 segundos, y para ensayos estándar, todos deben mantenerse entre 10 y 15 segundos.
• Ejemplo de designación: 400HV 30/20.

Método de Dureza Rockwell (HR)

El método Rockwell destaca por no dejar una huella apreciable, requerir menor tiempo de ejecución, aunque ofrece una menor precisión. Es ideal para piezas cementadas utilizando un cono de diamante de 120º o, si el material es blando, una esfera metálica.

Fases del Ensayo Rockwell

1. 1. Acercar el penetrador a la superficie.
2. 2. Aplicar la precarga inicial para establecer la profundidad de referencia h0.
3. 3. Aplicar la carga adicional y luego retirarla, manteniendo la precarga. El penetrador retrocede hasta una profundidad determinada h3.

La diferencia de profundidades entre la inicial con precarga y la última (también con precarga, pero después de someter la pieza a la carga intermedia de deformación) determina la dureza: h = h3 - h0, medida directamente en el durómetro.

Particularidades del Ensayo Rockwell

• 1. La superficie debe ser plana, uniforme y no estar lubricada.
• 2. Si se ensayan superficies esféricas o cilíndricas, se deben tener en cuenta ciertas correcciones.
• 3. Ajustar correctamente el penetrador con el durómetro.
• 4. La duración de la fuerza preliminar (en segundos) y el tiempo transcurrido en la aplicación de la carga oscilará entre 1 y 8 segundos. Mantener la carga durante 4 segundos con un margen de tolerancia de 2 segundos.
• 5. El espesor de la probeta debe ser de al menos 10 veces la profundidad de penetración para penetradores cónicos, y de 15 veces para penetradores esféricos.
• 6. La distancia entre los centros de huellas próximas debe ser de al menos 4 veces el diámetro de la huella, y siempre superior a +2 mm.
• 7. La distancia desde el borde al centro de la huella debe ser de al menos 2.5 veces el diámetro de la huella, nunca inferior a 1 mm.
• 8. La temperatura ambiente debe mantenerse entre 10 °C y 35 °C.
• Ejemplo de escalas: 60HRB o 60HRW.