Dureza Vickers

SECRETARIA DE COMERCIO

Y

FOMENTO INDUSTRIAL

NORMA MEXICANA

NMX-B-118-1974

“DETERMINACIÓN DE LA DUREZA VICKERS EN

MATERIALES METALICOS”

“DETERMINATION FOR VICKERS HARDNESS ON METALIC

MATERIALS”

DIRECCIÓN GENERAL DE NORMAS

"DETERMINACIÓN DE LA DUREZA VICKERS EN MATERIALES METÁLICOS"

"DETERMINATION FOR VICKERS HARDNESS ON METALIC

MATERIALS"

1 ALCANCE

Esta norma establece el método para la determinación de la dureza Vickers en materiales metálicos. En el apéndice, como información, se incluye la verificación de las máquinas de dureza Vickers y la calibración de los bloques patrón de dureza.

Existen dos clases de pruebas reconocidas, que son:

a) Las verificación, investigación o de arbitraje, en las cuales se requiere un alto grado de exactitud.

b) Las de rutina, en las cuales se permite un grado menor de exactitud.

2 DEFINICIONES

2.1 PRUEBA DE DUREZA VICKERS

Es una prueba de dureza por penetración, en la cual se usa una máquina calibrada para aplicar una carga compresiva predeterminada, sobre la superficie del material bajo prueba, a un penetrador piramidal de diamante de base cuadrada cuyos ángulos se hayan normalizados. Se miden las diagonales de la huella resultante después de retirar la carga.

2.2 NÚMERO DE DUREZA VICKERS

Es un número dependiente de las cargas aplicadas y al área de la huella permanente dejada por el penetrador, que tiene ángulos incluidos de 136° entre caras opuestas (ver figura 1 y Tabla 1), y calculado de acuerdo con la siguiente ecuación:

Donde:

P = Carga aplicada, en kgf.

d = Diagonal media de la huella, en mm.

a = Angulo entre las caras opuestas del diamante = 136°

El número de dureza Vickers, es seguido por el símbolo DV con un número sufijo que indica la carga y un segundo número sufijo que indica la duración de la aplicación de la carga, cuando esta última difiere del tiempo normal, el cual es de 10 a 15 segundos.

Ejemplo:

440 DV 30 = Número de dureza Vickers de 440, bajo una carga de 30 kgf aplicada durante 10 a 15 s.

440 DV 30/20 =Número de dureza Vickers de 440, bajo una carga de 30 kgf, aplicada durante 20 s.

TABLA 1

SÍMBOLOS Y DESIGNACIONES RELATIVAS A LAS FIGURAS 1 Y 2

NUMERO SIMBOLO DESIGANCION

1 Angulo entre las c aras de la pirámide en el vértice del penetrador ( 136º )

2

P Carga de prueba, en kgf

3 d Media aritmética de las dos diagonales d1 y d2

4

DV Número de dureza Vickers

Las pruebas de dureza Vickers e efectúan con cargas desde 1 gf hasta 120 kgf.

En la práctica, el número de dureza Vickers se mantiene constante para un ángulo de 136° entre caras del penetrador y caras usadas, de 5 kgf o mayores.

Para cargas menores, el número de dureza varía dependiendo de la carga aplicada. En la tabla 11se indican los números de dureza Vickers para cargas de prueba de 1 kgf. Para obtener el número de dureza cuando se usan otras cargas, debe multiplicarse el número de dureza Vickers obtenido de la Tabla n, por la carga de prueba usada, en kgf (ver

Tabla 1lI).

2.3 VERIFICACIÓN

Es un procedimiento de prueba, para asegurar que las mediciones se efectúen deacuerdo con lo especificado.

2.4 CALIBRACIÓN

Es la determinación de los valores de los parámetros significativos, por comparación con valores indicados por un instrumento de referencia o por un juego de patrones de referencias.

3 APARATOS Y EQUIPOS

3.1 MÁQUINA DE PRUEBA

El equipo para la prueba de dureza Vickers consiste generalmente de una máquina que soporta el espécimen y permite un contacto suave y gradual entre éste y el penetrador, bajo una carga predeterminada que se aplica durante un período de tiempo dado. El diseño de la máquina debe ser tal, que evite balanceos o movimientos laterales del espécimen o del penetrador, mientras se aplica o se retira la carga. Se usa un microscopio de medición que generalmente va montado en la máquina, de tal manera que la huella puede localizarse fácilmente en el campo óptico para su medición.

Figura 1 DETALLE DEL PENETRADOR

OC = 90° + 12' para penetradores de calibración de patrones de dureza.

OC = 90° + 30' para penetradores de prueba

a Maxi = 0.0005 para penetradores de calibración de patrones de dureza

a Maxi = 0.001 para penetradores de prueba.

TABLA II

NUMEROS DE DUREZA VICKERS (Penetrador de diamante, ángulo entre caras de 136º, carga de 1kgf)

TABLA II (Continuación)

TABLA III

SITUACIÓN DEL PUNTO DECIMAL PARA USARSE CON LA TABLA II

(Para ejemplos de determinación de números de dureza, ver los ejemplos que se indican a continuación de la Tabla)

Ejemplo Nº 1: La longitud de la diagonal media, usando una carga de prueba kgf, fue de 0.644 rnm, en la Tabla n se lee DV = 447.1 para una diagonal de 0.0644 mm, usando

la Tabla III se determina:

DV =4.47 para una diagonal de longitud de 0.644 mm con una carga de 1 kgf

50 x 4.47 = 224 DV para una carga de 50 kgf.

Ejemplo Nº 2: La longitud de la diagonal media medida usando una carga de 200 gf (0.2 kgf) fue de 0.0311 rnm, en la Tabla II se lee: DV = 1917 para 0.0311 mm de longitud de la diagonal con una carga de 1kgf

0.200 x 1917=383 DV para una carga de 200 gf (0.2 kgt).

3.1 MÁQUINA DE PRUEBA

El equipo para la prueba de dureza Vickers consiste generalmente de una máquina que soporta el espécimen y permite un contacto suave y gradual entre éste y el penetrador, bajo una carga predeterminada que se aplica durante un período de tiempo dado. El diseño de la máquina debe ser tal, que evite balanceos o movimientos laterales del espécimen o del penetrador, mientras se aplica o se retira la carga. Se usa un microscopio de medición que generalmente va montado en la máquina, de tal manera que la huella pueda localizarse fácilmente en el campo óptico para su medición.La máquina de prueba debe estar debidamente verificada antes de la prueba (ver apéndice).

3.2 Penetrador de diamante

El penetrador debe estar finamente pulido, con aristas bien definidas. La base de la pirámide debe ser cuadrada y sus caras opuestas deben subtender un ángulo de 1360 + 30'.

Las cuatro caras del penetrador deben estar inclinadas igualmente con respecto al eje del mismo (dentro de +30') Y terminar en vértice afilado, o sea que la línea de unión entre las caras opuestas no deben ser mayor de 0.001 mm de longitud, tal como se muestra en la figura 2.

El diamante debe examinarse periódicamente, y en caso de que quede flojo en su asiento, o de que esté averiado por su uso, debe reacondicionarse o descartarse.

El buen estado de la punta del penetrador es de considerable importancia cuando la carga de prueba es ligera y la huella es pequeña. Por esta razón se recomienda verificar periódicamente la punta, examinando la huella dejada en una superficie pulida de acero.

Cualquier desperfecto de la punta puede detectarse bajo una amplificación de 600 X, o más, usando un iluminador vertical, la magnitud del defecto puede medirse con la ayuda de una retícula de medición. Se recomienda evitar el uso del penetrador de diamante, cuando la longitud máxima del defecto exceda el 5 % de la diagonal de la huella.

3.3 MICROSCOPIO DE MEDICIÓN

La escala micrométrica del microscopio, o de cualquier otro dispositivo de medición, debe estar constituida de tal manera que pueda medirse la longitud de las diagonales de una huella, efectuada en un espécimen, con la superficie pulida adecuadamente (ver 4.2), con una aproximación de + 0.0005 mm + 0.5 %, lo que sea mayor.

4 PREPARACIÓN DEL ESPECIMEN

La prueba de Vickers es aplicable a una gran variedad de especimenes, desde barras grandes y secciones laminadas hasta piezas diminutas en montajes métalográficos. En general, la parte posterior de los especimenes debe estar maquinada de tal manera que no haya posibilidad de oscilación o desplazamiento de los mismos, bajo la carga de prueba, o en su defecto, lose especimenes deben sujetarse de tal forma que se evite la posibilidad anterior.

4.1 ESPESOR

El espesor del espécimen debe ser tal que no aparezca ninguna marca o abultamiento en la cara del espécimen opuesta a la cara de prueba, como consecuencia de la aplicación de la carga. En cualquier caso el espesor del espécimen debe ser de cuando menos una vez y media la longitud de la diagonal de la huella.

Cuando se prueba material compuesto de varias

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