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Ensayo de dureza

Alrededor de 1900, Martens propuso la siguiente definición para describir el ensayo de dureza: «La dureza es la resistencia que opone un cuerpo al ser penetrado por otro cuerpo (más duro)». Esta definición, tan sencilla y clara, se ha consolidado en el ámbito de la técnica y sigue siendo válida actualmente. La dureza técnica es un parámetro mecánico que se emplea para describir un material o el estado de un material.

La dureza no se puede medir directamente, sino que se deriva de unos parámetros de medición primarios (por ejemplo, la fuerza de ensayo, profundidad de penetración, área de indentación). Según el método de ensayo de dureza empleado, el valor de dureza se determina:

  • a partir de la fuerza de ensayo y de una variable geométrica que caracteriza la huella de dureza (por ejemplo, la profundidad de indentación)
  • simplemente, a través de una longitud que caracteriza la huella
  • a través de otra respuesta del material (p. ej. resistencia al rayado)

Los valores de dureza se pueden comparar, si se han determinado utilizando el mismo método de ensayo y con parámetros idénticos

Un valor de dureza inequívoco solo puede caracterizarse por los siguientes criterios: definición del valor de dureza, geometría y material del indentador, tamaño y duración de la fuerza de ensayo, así como el tipo de aplicación, la características y la calidad de la superficie de la probeta.

Para la selección de un método de ensayo, dominan especialmente los siguientes factores:

  • Rentabilidad
  • Coste y esfuerzo en preparación de probetas
  • Disponibilidad de máquinas y equipos
  • Requerimientos de los estándares

Otros factores:

  • Material y dureza de la probeta
  • Forma, dimensiones y peso
  • Accesibilidad de la probeta
  • Definición de tareas (p. ej. ensayo de dureza en serie o secuencial)
  • Incertidumbre de medida admisible

Métodos de ensayo de dureza

En metales, se emplean principalmente métodos con aplicación de fuerza estática. Un indentador (bola, cono, pirámide) de metal duro o diamante es presionado verticalmente en la superficie de la probeta, que descansa sobre una base firme. La fuerza de ensayo se aplica suavemente con un intervalo de aplicación y de permanencia definidos. En muchos métodos de ensayo, la impresión se mide después de retirar la carga. Los valores de medición de longitud (profundidad de indentación, diagonal, diámetro) y la fuerza de ensayo se emplean para calcular el valor de dureza.

En la práctica, se utilizan los métodos de dureza Rockwell, Brinell, Vickers y Knoop. El método moderno de ensayo de penetración instrumentado (dureza Martens) está ganando cada vez más importancia. Este método se utiliza cada vez más en investigación y desarrollo, así como en aplicaciones industriales, porque proporciona otros parámetros para determinar las propiedades del material además del valor de dureza. Además, este método se puede utilizar independientemente del material.

Métodos con aplicación de fuerza dinámica se utilizan particularmente para ensayos de dureza en componentes grandes dimensiones mediante dispositivos móviles.

Métodos de ensayo de dureza

Ensayo de dureza Vickers ISO 6507

Ensayo de dureza Vickers, ISO 6507, ASTM E92, ASTM E384
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Ensayo de dureza Rockwell ISO 6508

Ensayo de dureza metal: Medición de la profundidad, ISO 6508, ASTM E18
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Ensayo de dureza Brinell ISO 6506

Ensayo de dureza según el método Brinell, ISO 6506, ASTM E10
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Ensayo de penetración instrumentado ISO 14577

El ensayo de penetración instrumentado según la norma ISO 14577 permite realizar una descripción de las propiedades mecánicas del material.
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Nanoindentación

La nanoindentación (nanoindentation) es la caracterización mecánica de capas finas o pequeñas zonas superficiales con la resolución de carga y recorrido necesarias.
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