Dureza y micro dureza

INTRODUCCION:

“Con respecto a los materiales metálicos, la dureza ha sido y sigue siendo un tema de mucha discusión entre metalúrgicos, ingenieros y científicos en materiales. No es nada extraordinario por tanto que exista una amplia gama de definiciones para el término de dureza. Muchos atributos como: la resistencia al desgaste, propiedades de deformación, resistencia a la tensión así como el módulo de elasticidad son siempre relacionados con la dureza.”1 De acuerdo a lo anterior, la dureza tiene muchos significados gracias a sus amplias aplicaciones, y es fundamental para un ingeniero conocer del tema y tener contacto con equipos que midan dureza y poder cumplir con normas técnicas requeridas puesto que son estas normas las que dan algún tipo de sello de calidad a un material en este caso sabemos que la dureza varía en sus escalas desde materiales poco duros como el talco hasta durezas mayores a la del diamante, que hasta hace relativamente poco no se podían conseguir y es este tipo de ensayos y avances en la ciencia de materiales, las que nos da la posibilidad de obtener materiales como el grafeno. Para las pruebas que se hicieron se consideró la dureza como la resistencia de un material a ser penetrado puesto que en las pruebas realizadas lo que hacíamos era medir como se penetraba con un identador una probeta o pedazo de material para así medir su dureza en diferentes escalas.

La diferencia entre dureza y micro dureza es que aunque sus principios físicos son los mismos las máquinas para medirse son distintas, la micro dureza genera una huella muy pequeña y suelen usarse microscopios para medirse además de que esta segunda depende de la carga.

MARCO TEÓRICO 2

Para medir dureza y micro dureza hay que tener en cuenta los tipos de escala que se vayan a usar, en el caso de los laboratorios de la Universidad Nacional de Colombia se cuentan los instrumentos necesarios para medir en la gran mayoría de escalas de dureza pero, específicamente para la práctica realizada se utilizaron las escalas de medición Rockwell C, Brinell, Vickers, y Nod. Para las cuales cada medición tiene su conversión a otra.

Tabla de conversión. LECO Hardness conversion chart

Técnicas utilizadas:

Rockwell C:

La escala Rockwell mide como ya se había mencionado dureza, “El estándar ASTM E18-03 define el número de dureza Rockwell como un número derivado del incremento neto en la profundidad del indentador cuando la fuerza en el indentador es incrementada desde una fuerza previa (preliminar específica) hasta una fuerza total (específica) y luego retornada al valor de fuerza previa”2. Entre el número de Rockwell y la profundidad de la impronta h existe la siguiente dependencia:

Para bolas de acero: HR=100-h/0.002

Para conos de diamante HR=130-h/0.002

De estas fórmulas se deduce que cada unidad de dureza Rockwell corresponde a una penetración de 0,002 mm y que el valor de dichas unidades debe ser restado de cierto “tope” para que haya coherencia: a menor profundidad de penetración mayor será el número de Rockwell y viceversa.

El esquema de determinación de la dureza según Rockwell se expone en la figura 1.

Brinell:

“El estándar ASTM E 10-78 define la dureza Brinell como un método de ensayo por indentación por el cual, con el uso de una máquina calibrada, se fuerza una bola endurecida, bajo condiciones específicas, contra la superficie del material a ensayar y se mide el diámetro de la impresión resultante luego de remover la carga”3

El esquema de determinación de la dureza Brinell se expone en la siguiente figura

Su fórmula de determinación:

Vickers:

“El estándar ASTM E 92-82 define la dureza Vickers como un método de ensayo por indentación por el cual, con el uso de una máquina calibrada, se fuerza un indentador piramidal de base cuadrada que tiene un ángulo entre caras específico, bajo una carga predeterminada, contra la superficie del material a ser ensayado y se mide la diagonal resultante de la impresión luego de remover la carga.”4

El

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