Tipos De Dureza

a) Conceptos de Dureza, dureza Brinell, dureza Vickers y dureza Rockwell

Dureza: es la resistencia que opone una superficie lisa de un mineral a ser rayado. La dureza se puede medir de dos maneras: en forma absoluta, utilizando un aparato llamado durómetro o esclerómetro,en forma relativa, comparando la dureza del mineral estudiado con otros de dureza conocida. Es el método más rápido. Se efectúa empleando la Escala de dureza de Mohs que está compuesta por diez minerales, ordenados correlativamente desde el más blando (talco) al más duro (diamante):

1. Talco

2. Yeso

3. Calcita

4. Fluorita

5. Apatita

6. Ortosa

7. Cuarzo

8. Topacio

9. Corindón

10. Diamante

Para determinar la dureza se va probando progresivamente con los distintos minerales de la escala. Por ejemplo, si el mineral problema es rayado por la fluorita -dureza: 4- y a su vez ese mineral raya a la calcita -dureza: 3- significa que dicho mineral tiene una dureza relativa entre 3 y 4.Estos diez minerales se pueden también agrupar en:

• Muy blandos: se rayan con la uña. Son los que tienen dureza 1 y 2.

• Blandos: se los puede rayar fácilmente con un cortaplumas o con un vidrio. Son los de dureza 3 y 4.

• Semi-duros: se rayan con dificultad con un clavo o con un cortaplumas. Son los de dureza 5 y 6.

• Duros y muy duros: rayan al vidrio y al acero. Son los de dureza 7, 8, 9 y 10.

Otras propiedades que dependen de la estructura cristalina son:

Clivaje: propiedad que presentan algunos minerales de separarse, según ciertos planos -planos de clivaje- cuando son golpeados.

Fractura: es la forma irregular en que se presenta la superficie de un mineral al romperse.

Tenacidad: es la resistencia que ofrece un mineral a la ruptura, trituración, curvatura o seccionado.

El ensayo de dureza Brinell utiliza una esfera de acero endurecido (por lo general de 10 mm de diámetro, aunque hay otros diámetros) colocada en un indentador (penetrador), la bola se oprime, aplicándole una fuerza previamente establecida, contra la superficie del material al cual se le quiere conocer la dureza.

Se retira el penetrador y se mide con una lupa especial el diámetro de la impresión (huella) dejada por la bola, ésta generalmente mide entre 2 y 6 mm, y con esta medida se calcula el número de dureza Brinell (ó índice de dureza) simbolizado por HB ó BHN, por medio de la siguiente ecuación:

Donde F es la carga aplicada en kilogramos, D es el diámetro de la bola y D1 es el diámetro de la huella, ambas en mm.

El ensayo de dureza Rockwell utiliza una pequeña bola de acero para materiales blandos y un cono de diamante para materiales duros. En este ensayo no se mide el diámetro de la huella, sino su profundidad, el aparato lo hace automáticamente y por medio de un instrumento de carátula se lee directamente la dureza Rockwell (HR). Existe una diversidad de cargas que se pueden aplicar y varios indentadores de bola (diferente diámetro), además del indentador de diamante. Cada combinación de carga e indentador genera una escala de durezas diferentes, tal como se muestra en la tabla. Cada escala tiene sus aplicaciones, por ejemplo la escala C (Dureza HRC) se utiliza para aceros endurecidos. Si se quiere medir la dureza del aluminio, se utilizará la escala F (HRF). Con otras escalas es posible tomar la dureza de materiales tan duros como las cerámicas o tan blandos como los polímeros (plásticos).

El objetivo del ensayo Vickers es obtener al dureza a una penetración estática (dureza estática). Trata de aplicar una fuerza con el penetrador durante un tiempo determinado, de tal manera que se genere una huella permanente. El método Brinell, ya estudiado, posee una serie de insuficiencias. Con dicho

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