Dureza Rockwell Parte 2

El penetrador unificado está compuesto por una bola de acero templado con una dureza mínima de 850 HV y un diámetro de 1/16 de pulgada (1,5857 mm). Ningún diámetro de la bola diferirá del diámetro nominal en más de ±0,0035 mm; las bolas que después del ensayo presenten deformaciones superiores a la citada tolerancia, u otros defectos, deben eliminarse, y el correspondiente ensayo será anulado.

Para ensayos sobre materiales muy blandos o débiles y para ensayos especiales, pueden emplearse también penetradores con bolas de diámetros distintos, a saber: 1/8" (3,175  ± 0,005 mm),  1/4" (6,35 ± 0,006 mm) y 1/2" (12,7 ± 0,008mm). 

El penetrador de como unificado está integrado por un cono circular recto de diamante con un ángulo al vértice de 120° ± 30´ con el eje coincidente con el del penetrador y una punta redondeada de 0,2 mm. El perfil del cono no debe superarse del teórico en más de 0,00 mm y su superficie estará exenta de defectos.

La carga previa o inicial de la prueba será de 10 kg, aplicando a continuación una sobrecarga, según los casos,  de 60, 100, 150 kilogramos. 

Para poder medir la vasta gama de durezas teniendo presentes las características de los medios y los procedimientos de medida Rockwell, se han adoptado distintas combinaciones de penetradores y cargas que permiten efectuar todas las medidas necesarias aproximadamente con el mismo error. La combinación penetrador-carga se ha denominado dureza.

Dureza Rockwell Parte 1

El ensayo para determinar la dureza Rockwell consiste en comprimir la superficie del material a examen por medio de un penetrador (compuesto de una bola o cono) sometido a la acción de una carga preestablecida y en medir la profundidad alcanzada por el propio penetrador.

El valor de la dureza se expresa en unidades convencionales referidas a la profundidad de penetración e:

a) para medidas con penetrador de bola, número de dureza = 130-e;

b) para medidas con penetrador de cono, número de dureza = 100-e, dibde e se expresa en una unidad igual a 0,002 mm para las medidas de dureza normales y 0,001 mm para las medidas de dureza superficiales.

La dureza se designa mediante el símbolo HR seguido de una letra minúscula, en el caso de las escalas B y C, o bien de la palabra "escala" y la sigla correspondiente, en los demás casos.

La punta de penetrador puede estar formada por un cono de diamante o por una bola de acero.

Dureza Vickers Parte IV

La pieza a ensayar se apoyará sobre un soporte rígido para evitar cualquier desplazamiento. Las superficies de contacto entre soporte y pieza deben estar pulidas y libres de sustancias extrañas. 

Se pondrá el penetrador en contacto con la superficie de la pieza a ensayar de manera que la dirección de incidencia de la carga coincida con el eje del penetrador y resulte perpendicular a la misma superficie. La carga debe aplicarse gradual y lentamente y evitando choques. Durante la ejecución del ensayo, la máquina no debe estar sujeta a choques o vibraciones. Generalmente, la carga permanece sobre el penetrador durante 15 segundos. Las diagonales de la huella deben ser medidas con una aproximación de:

±0,001 mm para las diagonales de longitud < 0,2

+0,002 mm para las diagonales de longitud ≥ 0,2 mm

A los efectos del ensayo, no son consideradas las huellas que por cualquier causa resulten irregulares.

Antes de efectuar el ensayo se debe comprobar con una probeta patrón la exactitud del durómetro y, en caso de diferencia, ajustarlo a su medida exacta. Se debe tener presente que antes de dar por bueno un ensayo se ha de hacer la media aritmética de al menos tres resultados.

Dureza Vickers Parte III

La punta del diamante del penetrador unificado es una pirámide recta de base cuadrada y con ángulo al vértice, siendo el ángulo entre dos caras opuestas el de 136° ± 30 minutos.

Las cuatro caras deben tener la misma inclinación, con una aproximación de 30´ respecto al eje penetrador, y encontrarse en un punto con una aproximación de 0,002 mm. Las caras deben ser levigadas exactamente y no contener defectos. Se controlará a menudo el estado del penetrador, preferiblemente por medio de un proyector de perfiles con una ampliación moderada, y se tendrá en cuenta que las irregularidades del perfil de las huellas pueden ser indicadores de un mal estado del penetrador.

La carga normal del ensayo es de 30 kg; sin embargo, se pueden emplear también otras cargas: 

 1 - 5 - 10 - 20 - 50 - 880 - 100 - 120kg

La tolerancia sobre la carga es de  ± 1 por ciento.

El ensayo de dureza Vickers puede ser realizado tanto sobre superficies planas como  sobre superficies curvas que tengan radios de curvatura < 5 mm. La superficie sobre la cual se produce la huella debe estar lisa y, a ser posible, rectificada. La Preparación de la superficie se hara evitando alteraciones del material, en particular las debidas a calentamiento y endurecimiento. Las condiciones de ensayo deben ser escogidas de manera que no aparezca ninguna deformación sobre la cara opuesta de la pieza ensayada. Con todo, el espesor de las piezas o las capas superficiales a ensayar debe ser ≥ 1,2 veces la diagonal de la huella.

Dureza Vickers Parte II

La dureza Vickers se calcula por la relación existente entre la carga de prueba y el área de la huella, según la fórmula siguiente:

Los valores de dureza Vickers se expresan en kg/m(2) y se representan por medio del símbolo HV seguido de las indicaciones relativas a las condiciones de ensayo (caga y duración de la aplicación de ésta, que es el período que transcurre entre el momento en que la carga alcanza el valor máximo y el momento en que es suprimida). Al indicar la dureza HV de un material se deben precisar la carga de ensayo P (si no se específica, se supone de 30Kg) y la duración de aplicación de la carga. Sin embargo, ésta será señalada solamente si se diferencia de la normal en más de 15 segundos.

Ejemplo

Dureza Vickers Parte I

La determinación de la dureza Vickers se utiliza sólo para piezas nitruradas para los procesos de endurecimiento superficial, con un espesor mínimo, y, en general, para piezas sumamente lígeras, para piezas cementadas con un ligero espesor de la capa endurecida, para las cuales el resultado del ensayo HRC (Rockwell, escala C) puede resultar falso debido al hundimiento de la capa situada debajo de la endurecida, y también para piezas en que es indispensable ocasionar una huella imperceptible, y sumamente ligeras, con un radio curvado < 5 mm, sobre las cuales no se pueden efectuar los ensayos Rockwell.

En ensayo se efectúa como sigue: se comprime la superficie del material a ensayar por medio de un penetrador con punta de diamante en forma de pirámide recta y con base cuadrada, y se mide la longitud media de las dos diagonales de la huella dejada por el penetrador.

Determinación de la dureza Shore (IV)

A la cifra obtenida en el ensayo se le agregarán las letras HS. así, para designar la dureza Shore de un material cuya superficie da lugar a que el martillo rebote 70 unidades, se escribe:

Dureza = 70 HS

El tubo, al operar con él, deberá estar perfectamente vertical, pues una desviación de 5° puede originar un error del 5% sobre la cifra hallada. 

Se coloca la probeta debajo del tubo de la máquina y en contacto con el mismo. A continuación se deja caer el martillo, sin rozamientos, desde una altura, como se ha dicho, de 254mm, leyéndose en la escala circular la altura de rebote alcanzada.

El número 100 de esta escala debe corresponder a la altura que originaría el rebote sobre la superficie de una pieza patrón de acero templado, no aleado y de alto contenido de carbono. Dicha altura se divide en 100 partes iguales y se prolonga encima de 100 para el ensayo de materiales más duros. Es muy importante evitar toda vibración durante el ensayo.

Para obtener una buena precisión, la cifra de dureza Shore será la media artimética que resulte de seis ensayos, teniendo cuidado en no repetir dos mediciones sobre la misma huella, ya que la deformación plástica originada por el primer choque podría motivar una cifra falsa en el segundo, y así, sería totalmente erronéo obtener la media de estas medidas.