Ensayo de dureza ASTM D785 e ISO 2039- 1/ -2
Las normas ASTM D785 e ISO 2039-1/-2 definen métodos de ensayo para determinar la dureza de plásticos, caucho duro y aislantes eléctricos relacionados a base de plástico mediante un indentador de bola sometido a carga. En la norma ISO 2039-1, el valor de dureza se determina mediante un ensayo de penetración de bola. La superficie de indentación y, a continuación, la dureza se calculan a partir de la profundidad de indentación medida. Las normas ASTM D785 e ISO 2039-2 describen métodos para determinar la dureza de penetración en plásticos con un durómetro Rockwell.
Este método permite medir la dureza en el rango macroscópico con una fuerza de ensayo de 49–980,7 N. Se trata de un método basado en la diferencia de la profundidad. Es decir, para determinar el valor de dureza de una probeta, se mide la profundidad residual de penetración generada por el penetrador. El indentador es una bola de acero cuyo diámetro varía según el método Rockwell aplicado.
ISO 2039-1 penetración de bola ASTM D785/ISO 2039-2 Rockwell Equipos de ensayos Descargas Solicite asesoramiento
ISO 2039-1: Ensayo de dureza mediante el método de penetración de bola
En el ensayo de dureza de penetración de bola según ISO 2039-1, la carga total del ensayo se aplica en dos fases. De esta forma, se eliminan los efectos de la rugosidad de la superficie de la probeta (p. ej. estrías en la probeta), así como el error de medición producido por el juego al realizar la medición de la profundidad de indentación.
En primer lugar, se presiona el indentador N en la probeta con la pecarga de ensayo de 9,8 N (también denominada carga inicial) hasta alcanzar la profundidad de indentación h0. El valor h0 define el plano de referencia (base) para la posterior medición de la profundidad de indentación (h).
A continuación, se aplica la carga de ensayo durante un tiempo de aplicación definido según la norma, mientras se mide la profundidad de penetración. Debe seleccionarse la fuerza de ensayo entre los valores 49 N, 132 N, 358 N y 961 N, de modo que, al cabo de 30 s de aplicación la profundidad de indentación se encuentre entre 0,15 y 0,35 mm. Si tras ese tiempo la profundidad es inferior a 0,15 mm o superior a 0,35 mm, se debe aumentar o reducir la carga de ensayo, respectivamente.
Con la profundidad de penetración h determinada, se puede calcular la superficie de la huella. A partir de esta, se calcula la dureza de penetración de bola (HB) utilizando la fórmula especificada en la norma. Las indentaciones deben realizarse de manera que quede suficiente distancia hasta el borde de la probeta (canto), así como entre ellas (en cada caso, como mín. 10 mm).
Las elevadas cargas de ensayo y el tamaño de la huella permiten realizar la medición a lo largo de toda la superficie de ensayo y, con ello, obtener un promedio representativo del valor de medición. De modo que, este método es ideal para la medición de plásticos con y sin rellenos.
ISO 2039-1: Representación del valor de dureza
El valor de dureza del ensayo de plásticos según ISO 2039-1 se compone de dos elementos:
- un valor numérico de dureza
- las dos letras HB, que indican la «dureza de indentación o penetración de bola (H = Hardness; B = Ball indentation»
Ejemplo de la representación y lectura de un valor de dureza:
- 45 HB: 45 …valor de dureza; HB …dureza de penetración de bola en newtons por milímetro cuadrado (N/mm²)
ASTM D785 & ISO 2039-2: Dureza Rockwell
- En las normas ISO 2039-2 y ASTM D785 se determinan diferentes escalas de dureza Rockwell para el ensayo de dureza en plásticos.
- En el método Rockwell, la fuerza total del ensayo se aplica en dos etapas. De esta forma, se eliminan los efectos de la rugosidad de la superficie de la probeta (p. ej. estrías en la probeta), así como el error de medición producido por el juego al realizar la medición de la profundidad de indentación.
- A diferencia del ensayo de dureza mediante indentación por bola conforme a ISO 2039-1, a través del cual se mide la profundidad de penetración bajo carga, en los métodos Rockwell la medición de la profundidad se realiza bajo una precarga definida. Según la escala Rockwell correspondiente, se dispone de diferentes indentadores.
ASTM D1415e ISO 2039-2: Ejecución del ensayo
Para determinar la dureza de plásticos conforme a las normas ISO 2039-2 y ASTM D785, se presiona primero el penetrador en la probeta con la precarga de ensayo correspondiente (también denominada carga inicial) hasta alcanzar la profundidad de indentación h0. El valor h0 define el plano de referencia (base) para la posterior medición de la profundidad de indentación remanente (h).
A continuación, se aplica la carga de ensayo durante un tiempo de aplicación definido en la norma (varios segundos) y el indentador penetra en la probeta hasta la profundidad de indentación máxima h1.
Tras finalizar el tiempo de aplicación, se retira la carga, el indentador retrocede por la recuperación elástica de la profundidad de penetración y se estabiliza en la profundidad de indentación residual h. Esta diferencia de la profundidad anterior y posterior a la aplicación de la carga de ensayo se denomina también diferencia de profundidad de penetración. A partir de la profundidad de indentación residual h, se puede calcular la dureza Rockwell (HR) a partir de la fórmula definida en la norma, teniendo en cuenta la escala Rockwell aplicada.
ASTM D785 & ISO 2039-2: Diferencias entre los métodos de ensayo
La dureza en plásticos según ASTM D785 e ISO 2039-2 se diferencian en el diámetro de la bola del penetrador y en el valor de la fuerza de ensayo aplicada (o carga de ensayo).
Escala de dureza Rockwell ASTM D785:
| Escala de dureza Rockwell ASTM D785 | Precarga (kg) | Carga de ensayo (kg) | Diámetro del indentador |
|---|---|---|---|
| R | 10 | 60 | 0.5000 ± 0.0001 in / 12.700 ± 0.0025 mm |
| L | 10 | 60 | 0.2500 ± 0.0001 in / 6.350 ± 0.0025 mm |
| M | 10 | 100 | 0.2500 ± 0.0001 in / 6.350 ± 0.0025 mm |
| E | 10 | 100 | 0.1250 ± 0.0001 in / 3.175 ± 0.0025 mm |
| K | 10 | 150 | 0.1250 ± 0.0001 in / 3.175 ± 0.0025 mm |
Escala de dureza Rockwell según ISO 2039-2:
| Escala de dureza Rockwell según ISO 2039-2 | Precarga (N) | Carga de ensayo (N) | Diámetro del indentador (mm) |
|---|---|---|---|
| R | 98,07 | 588,4 | 12,7 |
| L | 98,07 | 588,4 | 6,35 |
| M | 98,07 | 980,7 | 6,35 |
| E | 98,07 | 980,7 | 3,175 |
ASTM D785 & ISO 2039-2: Representación del valor de dureza
El valor de dureza según ISO 2039-2 y ASTM D785 se compone de dos elementos:
- un valor numérico de dureza
- las dos letras mayúsculas HR, que significan dureza Rockwell
Ejemplo de la representación y lectura de un valor de dureza:
- 65 HR
- 65 ...Valor de dureza
- HR …Rockwell
Los durómetros Rockwell de ZwickRoell destacan por la sujeción del indentador para el ensayo en puntos de difícil acceso. Además de ASTM D785 e ISO 2039-2, también cubren los ensayos de dureza clásicos y Super Rockwell según ISO 6508 | ASTM E18.
