ensayo de dureza

1. ENSAYO DE DUREZA
•Que es un plástico:
Un plástico es un material dúctil, blando y
fácil de moldear.
Una materia plástica se compone de una
sustancia macromolecular (derivado
celulósico) y un plastificante (el alcanfor).
Durante la historia se han perfeccionado
muchas técnicas para la elaboración de
plásticos; prensa inyectora (1872), extrusor
de tornillo (1879), polimerización de un
metacrilato (1880), resinas… y con el
desarrollo de la química macroscópica
aparecen nuevas técnicas de base;
poli(cloruro de vinilo)(1931), resinas
poliésteres insaturadas (1933), poliamidas…
-Debido a su plasticidad, las materias
plásticas se oponen a los elastómetros, que,
tras cesar el esfuerzo a que están sometidos,
recobran mas o menos exactamente su
forma y dimensiones iniciales. Muchos
objetos plásticos recuperan su forma en
cuanto se deja de ejercer presión sobre el, o,
más simplemente, rechazan cualquier
deformación apreciable y se rompen al ser
sometidos a un esfuerzo excesivo.
El comportamiento mecánico de una
sustancia plástica se determina
esencialmente por la naturaleza del material
macromolecular que contiene.
Se pueden representar los materiales
plásticos por su gráfica de tracción a distintas
temperaturas.
-Así pues, los plásticos y gomas
expansionadas o en forma de espuma tienen
una gran aplicación en envasado como
aislantes de calor y sonido y acolchado de
materiales. Otra variable de los plásticos son
los denominados termoplásticos. El gran
aumento en el consumo de los plásticos es
debido a sus múltiples aplicaciones prácticas,
que, unidas a su costo comparativamente
más bajo, contrarrestan sus posibles
desventajas. Algunas propiedades
interesantes de los plásticos son sus bajas
densidades, alta resistencia al ataque
químico, sus propiedades de aislante térmico
y eléctrico, y su facilidad de fabricación en
una gran variedad de formas lo mismo
sencillas que complicadas.
Las principales desventajas de los plásticos
son su reducida resistencia mecánica y su
bajo módulo de elasticidad, así como su poca
resistencia al calor. Algunos de los materiales
termoplásticos más importantes son:
polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo
(PVC), politetrafluoretinelo (PTFE),
poliestireno, materiales acrílicos, poliamidas
y poliésteres, elastómetros, cauchos
sintéticos y siliconas.
•Que es la deformación plástica:
-Cuando un material está en tensión, sus
dimensiones varían. Por ejemplo, la tracción
causará un aumento de longitud. El cambio
dimensional provocado por las tensiones se
denomina deformación.
-En el comportamiento elástico, la
deformación producida en un material al
someterle a tensión cesa totalmente,
recuperándose el estado inicial al cesar la
tensión actuante.
-Muchos materiales poseen un límite elástico
determinado y cuando se someten a tensión
se deforman elásticamente hasta ese límite.
Más allá de este punto la deformación
originada no es directamente proporcional a
la tensión aplicada, y también ocurre que
esta deformación no es totalmente
recuperable. Si cesa la tensión, el material
quedará en estado de deformación
permanente o plástica.
Una teoría para explicar la deformación
plástica en los metales fue la teoría de
deslizamiento en bloque; cuando aumenta la
tensión del material, tiene lugar la
deformación plástica por el movimiento de
grandes bloques de átomos con
deslizamiento relativo de unos en relación a
otros a lo largo de determinados planos
dentro del cristal. La teoría cuenta con un
gran número de justificaciones en su favor,
pero cuenta con ciertos inconvenientes.
-Actualmente, las teorías sobre las
deformaciones plásticas de metales se basan
en la existencia de pequeñas imperfecciones
o defectos en los cristales. Se denominan
dislocaciones, y la deformación plástica es
debida al movimiento de dislocaciones a
través de los planos de deslizamiento de un
cristal bajo la acción de una tensión aplicada.
-Otro modo de conseguir deformaciones
plásticas es por maclado, que se origina por
tensiones mecánicas, tensiones que
aparecen durante el enfriamiento en el
moldeo o por las que aparecen durante los
tratamientos térmicos.

2. •Que es un ensayo:
Los ensayos tienen como finalidad
determinar las características de los
materiales.
Clasificación de los ensayos:
1.1 Ensayos de características Químico:
Determinar la composición de los materiales.
Cristales: Determinar la cristalización, se
realiza mediante un microscopio electrónico.
Microscópicos: Determinar el grano.
Macroscópicos: Determinar la fibra
Térmicos: Puntos de fusión. Puntos críticos.
Constituyentes: (Ej. (Carburo de...)
1.2 Ensayos destructivos: (E.D.)
Ensayos de propiedades mecánicas:
Estáticos:
Durezas, Tracción, Compresión, Cizalladura,
Flexión, Pandeo, Fluencia
Dinámicos:
Resistencia al choque, Desgaste, Fatiga
1.3 Ensayos tecnológicos: Determinan el
comportamiento de los materiales ante
operaciones industriales: Doblado, Plegado,
Forja, Embutición, Soldadura, Laminación,...
1.4 Ensayos No destructivos: (Por orden
de importancia)Rayos X, Rayos Gamma (Se
usa un isótopo reactivo, uso de radiografías),
Ultrasonidos, Partículas magnéticas, Líquidos
penetrantes, Corrientes Inducidas,
Magnéticos, Sónicos (Es el más utilizado, un
mat. sin grietas tiene un sonido agudo; si el
mat. Tiene grietas el sonido es más grave.)
•Que es un ensayo de dureza:
las propiedades mecánicas de los materiales
son:
COHESION: Resistencia de los átomos a
separarse unos de otros.
ELASTICIDAD: Capacidad de un material de
recobrar su forma primitiva cuando cesa la
causa que los deformara.
PLASTICIDAD: Capacidad de un material a
deformarse. Se clasifica en:
MALEABILIDAD: Facilidad a deformarse en
láminas.
DUCTILIDAD: Facilidad a deformarse en
hilos.
Para determinar la cohesión se realizan
ensayos de DUREZA y tamaño del grano.
Para determinar la elasticidad y la plasticidad
se realizan ensayos de TRACCION y
COMPRESION.
2 - Definiciones de Dureza.
a) Dureza al rayado: Resistencia que opone
un material a dejarse rayar por otro.
Dureza Mohs (mineralúgica), Dureza Lima,
Dureza Martens, Dureza Turner.
b) Dureza a la penetración: Resistencia que
opone un material a dejarse penetrar por otro
más duro.
HBS y HBW, HR, HV, HK, POLDI (Brinell
dinámico), Herziana, Monotrón.
c) Dureza elástica:
Reacción elástica del material cuando se
deja caer sobre él un cuerpo más duro.
SHORE y Método Dinámico.
d) Dureza Pendular:
Resistencia que opone un material a que
oscile un péndulo sobre él.
a) Dureza al Rayado.
* Dureza MOHS: Se usa para determinar la
dureza de los minerales. Se basa en que un
cuerpo es rayado por otro más duro. Esta es
la escala de Mohs:
1 - Talco 6 - Feldespato (Ortosa)
2 - Yeso 7 - Cuarzo
3 - Calcita 8 - Topacio
4 - Fluorita 9 - Corindón
5 - Apatita 10 - Diamante
La fundición gris esta entre 8 y 9; el hierro
dulce en el 5; y los aceros entre 6,7 y 8.
* Dureza MARTENS:
Se basa en la medida de la anchura de la
raya que produce en el material una punta de
diamante de forma piramidal y de ángulo en
el vértice de 90º, con una carga constante y
determinada. Se aplica sobre superficies

3. nitruradas. Se mide “a” en micras y la dureza
Martens viene dada por:
DUREZA MARTENS= peso en gr que
produce en el material una huella de 10
micras
* Dureza TURNER: Es una variante de la
dureza Martens. La dureza viene dada en
función de los gramos necesarios (carga
necesaria, P) para conseguir una
deformación tal que a = 10 micras. El valor
de las carga será el valor de la dureza
Turner.
* Dureza a la lima: Se usa en industria. En
todo material templado la lima no "entra".
Dependiendo de sí la lima entra o no entra
sabremos:
No entra, el material raya a la lima; Dureza
mayor de 60 HRC
Entra, la lima raya al material; Dureza menor
de 60 HRC
b) Dureza a la penetración:
* Dureza HERZIANA: Viene determinada por
la menor carga que hay que aplicar a un
material (con bolas de 1,5 a 4 mm. de acero
extraduro) para que deje huella.
* Dureza MONOTRON: Es una variante de la
dureza Herziana. Viene expresada por la
carga que hay que aplicar para producir una
penetración de 0,0018 pulgadas. El
penetrador es una semiesfera de diamante
de 0,75 mm. Tiene dos dispositivos, uno que
da la carga aplicada y un sensor que para el
ensayo cuando la penetración es de
0,0018Ó.
* Dureza BRINELL ( HBS y HBW): UNE 7-
422-85
Este método consiste en comprimir una bola
de acero templado, de un diámetro
determinado, sobre un material a ensayar,
por medio de una carga y durante un tiempo
también conocido.
HB viene dado por:
DUREZA=(fuerza aplicada (kgf))/(superficie
esférica de la huella)
El valor de la carga P viene dado por: P = K
D2, donde K=cte. de ensayo. El tiempo de
ensayo es t=10 - 15 seg. según normas UNE.
Los valores de K para algunos materiales
son:
Aceros y elementos siderúrgicos:K=30 ;
Cobres, Bronces, Latones: K=10 ;
Aluminio y aleaciones:
K=5 ;
Materiales blandos (Sn, Pb):
K=2,5;
No se utilizan los ensayos Brinell para
durezas superiores a 500 (aceros
templados), porque se deforman las bolas.
Nomenclatura: XXX HBS (D/P/t) Ej. 156
HBS 10/3000/15
Generalmente se usan bolas de 10 mm;
cuando t = 15 seg. no hace falta indicarlo.
Condiciones de ensayo:
1 - La superficie de la probeta debe ser
plana, estar limpia, homogénea y
perpendicular a la bola, libre de óxido y
lubricantes.
2 - El espesor de la probeta (s), debe ser al
menos ocho veces la flecha de la impronta. (
s = 8f)
3 - La distancia entre 2 huellas = (4:6) d; la
distancia del centro de la huella al borde =
(2,5:3) d.
4 - Temperatura de ensayo = 23¡ C ±5
Uso de HBS:
-Cálculo de la resistencia a la tracción.
r= mH n
* Dureza Meyer ( HBW ):
Es igual que la Brinell excepto que S es la
superficie proyectada de la huella:
HV=1,8544 P/l [kg/mm]
* Dureza ROCKWELL ( HRx ): UNE 7-
424/89/1 (Normal) UNE 7-424/89/2
(Superficial)
El método Rockwell se basa en la resistencia
que oponen los materiales a ser penetrados,
se determina la dureza en función de la
profundidad de la huella. Permite medir
durezas en aceros templados.
Da directamente la dureza en el durómetro:
- escala de bolas de 130 divisiones (rojo)
- escala de conos de 100 divisiones (negro)
Los ensayos se pueden realizar con 2 tipos
de penetradores:

4. Bolas de 1/8” y 1/16” y Conos de 120º ángulo
en el vértice.
Las cargas se aplican en dos tiempos;
primero se aplica la carga previa (10 — 3
Kp); y posteriormente se mete el resto de la
carga. A partir de introducir la carga adicional
se mide la dureza.
La carga previa en HR normal es de 10 Kp y
en HR superficial es de 3 Kp.
Nomenclatura: XXX HRx t XXX HRS
P/t
Condiciones de ensayo:
1 - La superficie de la probeta debe ser
plana, estar limpia, homogénea y
perpendicular a la bola, libre de óxido y
lubricantes.
2. El espesor de la probeta debe ser 10
veces la penetración del cono. s = 10 f
3-La distancia entre 2 huellas = 3d; la
distancia del centro de la huella al borde =
2,5d
4 - Temperatura de ensayo = 23º C ±5ºC
5. Si las piezas son cilíndricas y d<30 mm.
debemos introducir un factor de corrección
que se da en gráficas.
Ventajas del método Rockwell:
- Método rápido y preciso, no necesita de
operarios especializados.
- Huellas más pequeñas que el método
Brinell.
- Inconveniente tiene que si el material no
asienta perfectamente, las medidas resultan
falseadas.
* Dureza VICKERS ( HV ):
UNE 7-423/84/1 (HV 5 a HV 100)
El método Vickers se deriva directamente del
método Brinell. Se emplea mucho en
laboratorio y en particular para piezas
delgadas y templadas, con espesores
mínimos hasta de 0,2 mm.
Se utiliza como penetrador una punta
piramidal de base cuadrangular y ángulo en
el vértice entre caras de 136º. Este ángulo se
eligió para que la bola Brinell quedase
circunscrita al cono en el borde de la huella.
La dureza Vickers viene dada por: HV = P/S
[Kg/mm]
donde S es la superficie de la impronta y P la
carga aplicada.
Nomenclatura: XXX HV P/t
Condiciones de ensayo:
1 - La superficie de la probeta debe ser
pulida, plana; estar limpia, homogénea y
perpendicular a la bola, libre de óxido y
lubricantes.
2 - s = 1,5 d (s= espesor de la probeta).
3 - Distancia entre centros de 2 huellas =
(3:6) d; Distancia del centro de la huella al
borde = (2,5:3) d.
4 - Temperatura de ensayo = 23º C ±5ºC
5 - En probetas cilíndricas, P debe ser tan
pequeña que f < 0,01 mm.
d ± 0,001 mm. ; d>0,5 mm. =>
d±0,01 mm.
HV<25 ==> se redondea a la décima.
HV>25 ++> se redondea a la unidad.
Ventajas del método Vickers:
1. Las huellas Vickers son comparables entre
sí; independientes de las cargas.
2. Pueden medirse una amplia gama de
materiales, desde muy blandos hasta muy
duros, llegándose hasta 1.150 HV.
3. Se pueden medir piezas muy delgadas con
cargas peque-as, hasta espesores de orden
de 0,05 mm.
4. Puede medirse dureza superficial. (para
determinar recubrimientos de los materiales)
5. La escala Vickers es más detallada que la
Rockwell; 32 unidades Vickers = 1 unidad
Rockwell
6. Como es preciso examinar la huella puede
comprobarse el estado del penetrador.
* Dureza KNOOP ( HK ):
Se usa para durezas normales (P=1-5 Kp),
superficiales (P=1/2-1 Kp) y microdurezas
(P=10 gr-500 gr).
El penetrador esta hecho con una pirámide
rómbica con relación entre diagonales de 1:7.
Sus ángulos entre aristas son a = 130¡ y b =
170º30”.
El método Knoop se emplea sólo en
laboratorio, para medir la dureza de láminas
muy delgadas, incluso de depósitos
electrolíticos.
Nomenclatura: XXX HK P/t

5. Condiciones de Ensayo:
1. D £ 3e (e= espesor de la probeta)
* Dureza POLDI :
Es una variable de la dureza Brinell. Es
portátil. Es independiente del tiempo de
carga.
Se basa en ejercer una carga P sobre el
durómetro que nos producirá 2 huellas en
dos probetas, una de dureza conocida y otra
de dureza desconocida. La dureza esta en
razón inversa del tipo del material (duro,
blando).
Nomenclatura: XXX HBS D POLDI
c) Dureza elástica:
* Dureza SHORE ( HS ):
Se basa en la reacción elástica del material
cuando dejamos caer sobre él un material
más duro.
Si el material es blando absorbe la energía
del choque, si el material es duro produce un
rebote cuya altura se mide.
La práctica se realiza en un
ESCLEROMETRO o escleroscopio, aparato
formado por un tubo de cristal de 300 mm. de
altura, por cuyo interior cae un martillo con
punta de diamante redondeada de 2,36 gr.
La altura de la caída es de 254 mm. y la
escala esta dividida en 140 divisiones
Nomenclatura: XXX HS
Condiciones de ensayo:
1. Superficie plana, limpia, pulida y
perpendicular al esclerímetro.
2. Hacer 3 ensayos y cada vez en sitios
diferentes (endurecimiento de la superficie
por el choque).
Ventajas del método Shore:
1. No produce prácticamente ninguna huella
en el material ensayado.
2. Permite medir dureza superficial de piezas
terminadas.
3. Es el único ensayo NO destructivo para
medir durezas.
* Método Dinámico para ensayo de la dureza
al rebote ( L ):
Este método se basa en las medidas de las
velocidades de impulsión y rebote de un
cuerpo móvil impulsado por un resorte contra
la superficie del material metálico a ensayar.
Existen curvas de relación de L con HB y
HRC.
El tiempo de ensayo es de 2 seg. y el
durómetro puede estar en cualquier posición
(horizontal, vertical, inclinado...), vasta con
luego restar al resultado 10 si estaba
horizontal, y diferentes valores(18...26) si
estaba invertido.
Uso industrial:
Piezas de gran tamaño, Mapas de dureza de
una misma pieza.
Ventajas:
Operario No cualificado, Resultados
independientes del operario
* Dureza por rebote — DUROSCOPIO:
d) Dureza pendular:
Se basa en la resistencia que opone un
material a que oscile un péndulo sobre él.
Sirve para materiales con reacción elástica
muy alta.
Consiste en 2 péndulos, uno se apoya sobre
un eje de cuarzo y el otro sobre el material a
ensayar. Se dejan caer y empiezan a oscilar,
como son diferentes materiales tienen
diferentes durezas, luego hay una
descompensación de oscilaciones, cuando
las oscilaciones coinciden de nuevo se mide
el tiempo que han tardado en coincidir y
luego con ese tiempo se traduce a la dureza
correspondiente.
* Método UCI:
Es un aparato portátil, con un penetrador
piramidal de 136º entre caras de diamante.
Se coloca el penetrador que vibra con una
frecuencia y una carga de 5 Kp. Según la
huella que produce se genera una frecuencia
de resonancia, que es traducida por el
aparato al dato numérico de la dureza que se
halla seleccionado, puesto que nos puede
dar cualquiera (HBS, HRx, HV,...). Existe una
relación directa entre la frecuencia de
resonancia y la dureza del material.

6. * Relación de HBS con HRb y HRc.
Fórmulas empíricas de tolerancia ±10%:
Con esto quedan explicados los ensayos de
dureza para cualquier tipo de material, al no
haber podido encontrar nada acerca de los
ensayos de dureza en los materiales
plásticos.
3. PRUEBAS DE DUREZA
3.1 Generalidades
La dureza se define ingenierilmente como la
resistencia a la penetración. Esta resistencia
es la función de las propiedades mecánicas
del material, sobre todo de su límite elástico
y, en menor grado, de su tendencia al
endurecimiento de trabajo, y del módulo de
elasticidad. Si se tiene un material de
composición dada, y se conoce su historial,
se puede relacionar el límite elástico (para
fines prácticos, el esfuerzo de cedencia) con
la resistencia a la tensión, la ductilidad y la
tenacidad. Por tanto, las pruebas de dureza
pueden proporcionar datos de los que se
pueden derivar muchas propiedades
mecánicas importantes. Y, puesto que las
pruebas de dureza se pueden llevar a cabo
fácil y rápidamente, se usan ampliamente y
se emplean para controlar procesos, así
como para inspeccionar y determinar la
acep-tación de materiales y componentes.
Las pruebas de dureza comunes se basan en
la aplicación lenta de una carga fija a un
muescador que se abre paso sobre la
superficie lisa de la muestra. Una vez que se
quita la carga, se mide el área o bien la
profundidad de la penetración, lo cual indica
la resistencia a la carga. A continuación se
analizan tres cla-ses de pruebas.
3.2 Prueba de Brinell
La prueba de Brinell se basa en cargas
mecánicas o hidráulicas hasta de 3,000 kg,
que actúan a través de una bola de 10 mm
de acero endurecido o de carburo. A fin de
compensar las variaciones en la respuesta
de los materiales a la aplicación de la carga,
se debe especificar el tiempo que ésta se
aplica. Para materiales duros, tales como el
acero, un período de carga de quince
segundos es el apropiado. Los metales y las
aleaciones más blandos, por ejemplo el
bronce, requieren alrededor de treinta
segundos; y el magnesio, aproximadamente
dos minutos. Después de quitar la carga, el
diámetro de la impresión hecha por la bola se
mide en milímetros. El número de dureza de
Brinell, cuya abreviatura es BHN, es el
cociente de la carga P, dividido por el área A
de la impresión:
en donde D es el diámetro de la bola y d el
de la impresión.
En la práctica, el BHN se lee directamente en
una tabla en la que se enumeran valores
diferentes de d para varios valores de P.
La prueba de Brinell produce una impresión
grande en la superficie de la pieza probada.
Cuando no se pue-da tolerar una impresión
tan grande ( y a menudo éste es el caso), la
prueba es destructiva. No obstante la
impresión grande tiene la ventaja de que
proporciona resultados más representativos
que los de una impresión pequeña, la cual
sería más sensible a heterogeneidades
locales de suavidad y dureza. La magnitud
de la impresión hace también que la prueba
sea menos sensible a la presencia de
escamas y acabado áspero, que cuando se
efectúan pruebas a base de muescas
pequeñas.
3.3 Pruebas de Rockwell
Las pruebas de Rockwell dependen de la
medición de la profundidad diferencial de una
deformación permanente, producida por la
aplicación y la eliminación de cargas
diferenciales. Se usan varias combinaciones
de penetrador y carga, para adaptar las
distintas pruebas de Rockwell a materiales
de diversa dureza y espesor. Entre los
penetradores se incluyen diamantes de forma
cónica, conocidos como Brale, y bolas de
acero duro, cuyos diámetros varían 1/16 a
1/2 pulgada. El diamante cónico tiene un
ángulo de abertura de 120° y un radio de 0.2
mm, en la punta.
Las pruebas Rockwell estándar requieren
que se emplee una carga ligera de 10 kg,
para asentar firmemente el penetrador en la
superficie de la muestra; esto se conoce
como carga menor. Después de la aplicación

7. de la carga menor, se pone a cero el
calibrador de profundidad y se aplica y se
retira una carga mayor, lla-mada carga
principal. Mientras está; actuando todavía la
carga menor, se mide la profundidad de
penetración permanente. El indicador de
profundidad, que sirve para medir la
penetración, se calibra en forma tal que su
lectura se haga directamente en índices de
dureza, en vez de pulgadas. Las cargas más
usuales para las pruebas Rockwell están dar
son de 60, 100 y 150 Kg.
Las pruebas Rockwell superficiales se
utilizan para medir la dureza de muestras
delgadas y de otras que sólo tienen una capa
delgada de endurecimiento superficial ( que
se conoce como cápsula) sobre una base
blanda (llamada núcleo). Los penetradores
existentes para las pruebas superficiales son
los mismos que los que se emplean para las
pruebas estándar. Las cargas para las
pruebas superficiales son mucho más ligeras
que para pruebas estándar; la carga menor
es de 3 kg y la mayor de 15, 30 ó 45 kg.
La amplia gama de combinaciones de
penetradores y cargas permite la adaptación
de la prueba Rockwell a una variedad
igualmente amplia de materiales de diversas
durezas. El penetrador de diamante permite
probar fácilmente los aceros más duros, y las
bolas grandes permiten probar materiales
blandos e, incluso, plás-ticos. En general, se
considera que las pruebas de Rockwell no
son destructivas, ya que las cargas ligeras y
los pequeños penetradores producen
impresiones diminutas; sin embargo, a causa
de la pequeñez de las im-presiones, deben
tomarse varias lecturas para obtener un
resultado representativo. Además, cuanto
menores sean las impresiones tanto mayor
debe ser el cuidado que se tenga al preparar
la superficie.
No obstante los esfuerzos especiales
necesarios para preparar la superficie, la
prueba Rockwell es más sencilla y se realiza
con mayor rapidez que la de Brinell. Aunque
la superficie de la muestra debe ser plana, si
se quieren obtener los resultados óptimos, en
las superficies no planas, la prueba de
Rockwell da mejores re-sultados que la de
Brinell.
3.4 Pruebas con penetrador piramidal
Es difícil la medición del diámetro de la
impresión hecha con la bola de Brinell. La
ventaja de un penetrador piramidal sobre el
de bola, reside en la facili-dad relativa con
que se mide la diagonal de la impresión. En
la prueba de dureza de Vickers se utiliza
como penetrador un diamante tallado en
forma de pirámide de base cuadrada
invertida. Se aplican cargas ligeras por
medio de un sistema de pesas y palancas. La
impresión de la prueba de Vickers se mide
utilizando un microscopio y es tan pequeña
que se la puede considerar como una
medición semimicroscópica de dureza. En la
prueba de dureza de Tukon se utiliza una
pirámide que produce impresiones largas,
estrechas y en forma de diamante. Este
penetrador se llama penetrador o indentador
de Knoop. La impresión larga puede medirse
con mayor precisión que las diagonales
iguales y más cortas de las impresiones
cuadradas de Vickers( Fig 3.36). El
penetrador de Knoop (Fig 3.37) se emplea
para pruebas reales de microdureza. Puede
usarse para comparar la dureza de diferentes
fases en aleaciones de fases múltiples, para
medir la dureza de granos individuales y de
varias porciones de un mismo grano. La
dureza de Vickers se calcula dividiendo la
carga por el área proyectada de la impresión.
En la práctica, el índice de dureza se
determina a partir de tablas de carga y
mediciones diagonales.
3.5 Precauciones que deben tomarse en
las pruebas de dureza
3.5.1 Preparación de la superficie
La superficie de las muestras se debe
preparar con cierto esmero. Esta preparación
depende del tamaño de la impresión que se
produzca, de modo que para la prueba de
Brinell es apropiada una superficie
desbastada o, incluso, con costras de óxido.
Las pruebas de Rockwell requieren una
superficie esmerilada o finamente labrada a
máquina y para las pruebas de Vickers y

8. Tukon, es preferible que las muestras sean
pulidas y atacadas químicamente. El ataque
químico elimina las capas superficiales que
sufrieron endureci-miento de trabajo durante
el labrado a máquina, el esmerilado y el
pulido. Debido a estas capas superficia-les
se obtienen índices de dureza erróneamente
elevados, en las impresiones de tamaño
microscópico.
3.5.2 Espesor de la muestra
La muestra debe tener tal espesor que la
impresión no la atraviese. Si la im-presión
aparece por el otro lado, esto indica que el
yunque del probador soportó la carga, en
parte. En este caso, las lecturas serán
erróneamente elevadas ( excepto en el caso
raro de que la muestra de prueba sea más
dura que el yunque que la soporta). Es
evidente que para la prueba de Brinell se
necesitan las muestras más gruesas,
mientras que las más delgadas son
aceptables debido a sus cargas ligeras para
las pruebas superficiales y de microdureza.
3.5.3Proximidad de impresiones entre sí y al
borde de la muestra
Puesto que el penetrador produce un
en-durecimiento de trabajo del metal en las
cercanías de la impresión, las lecturas
sucesivas que se tomen dema-siado cerca
unas de otras pueden ser elevadas (sin
embargo, es concebible que una penetración
que coincida casi o parcialmente con una
penetración anterior, pueda ser baja, debido
a la falta de soporte en la orilla). El área de
endurecimiento de trabajo se extiende cerca
de un diámetro y medio (una diagonal y
media) del centro de la impresión. Por
consiguiente, los centros de las impresiones
sucesivas deben estar aproximadamente a 3
diámetros ( o diagonales) de distancia.
Las impresiones demasiado próximas al
borde, darán lecturas bajas, debido a la falta
de soporte del borde. Los abombamientos en
el borde de la muestra indican que la
impresión se hizo demasiado cerca de dicho
borde. En general, si la distancia entre el
centro de la impresión y el borde de la
muestra es, por lo menos, de tres diámetros (
o diagonales), se evitan los errores de este
tipo.
3.5.4Lisura de las muestras
Al medir superficies no planas se producen
errores; pero se reducen al mínimo si se
usan cargas ligeras y pequeñas
indentaciones de poca profundidad. Las
superficies cóncavas suelen produ-cir errores
en el lado de arriba y las convexas en el de
abajo.
Si la forma de la muestra ocasiona una
acción de resorte, las lecturas tienden a ser
bajas. Las láminas y los flejes doblados
deben colocarse en el yunque con el lado
convexo hacia abajo, para eliminar la acción
de resorte.
Las superficies del fondo de las muestras
deben ser planas, lisas y libres de rebabas o
salientes que puedan romperse al aplicar la
carga. El aplastamiento de los salientes
locales bajo la carga, da como resultado
lec-turas bajas. Puesto que tienden a
formarse salientes en torno a cada impresión,
las lecturas deben tomarse s6lo en el
costado de cada muestra.
3.5.5. Perpendicularidad de la dirección de
aplicación de la carga a la superficie de la
muestra
El movimiento del penetrador bajo la carga
debe estar en ángulo recto con la superficie
de la muestra. Cuando esta última no está en
ángulo recto con la dirección de aplicación de
la carga, resultan lecturas bajas.
3.5.6 Rapidez de aplicación y duración de la
carga
Las cargas se aplican lentamente por medio
de cáma-ras de aire o dispositivos mecánicos
que evitan los efectos de la inercia. La
rapidez de aplicación y la duración de la
carga deben ser tales que el material pueda
responder a la carga, como mencionamos
con res-pecto a la prueba de Brinell.
a) Escoja la combinación correcta de pesas
(que se encuentran en la parte posterior de la
máquina) y penetradores (Brale de diamante,
bola de 1/16”, etc. ), de acuerdo con la
dureza que desee usar. Una placa de datos
montada en la máquina da esta información,
junto con instrucciones relativas al uso de los
números negros y rojos de la carátula.

9. b) Asegúrese de que la palanca ( 4) esté en
posición de avance (la más próxima a usted).
c) Coloque la muestra en el yunque, en
posición para la prueba.
d) Haga girar lentamente los radios de la
rueda ( 1 ) en el sentido de las manecillas del
reloj. Después de hacer contacto
suavemente, siga elevando la muestra hasta
que la aguja pequeña ( 5) esté casi en línea
con el pequeño punto negro y la aguja
grande (6) esté dentro del sector coloreado
(7) . Entonces, la carga menor se habrá
aplicado a la muestra.
e) Después del paso d), la aguja grande ( 6)
del cuadrante estará casi vertical. Ahora,
haga girar el collar moleteado (2) hasta que
la línea "SET" de la escala del cuadrante esté
en línea y debajo de la aguja grande (6).
f) Suelte la palanca de disparo (3). Esto
dispara el mecanismo que aplica la carga
principal. La palanca se alejará
automáticamente de usted.
g) Luego que la palanca ( 4) esté en reposo (
contra un "tope" y alejada de usted), vuelva a
tirar suavemente de ella, hacia usted, hasta
donde llegue. Si se hace esto bruscamente,
se obtendrá una lectura falsa, debido a la
percusión.
h) Ahora, registre la lectura en la escala de la
aguja grande (6). Cuando se usa el
penetrador de diamante se lee la escala
negra ( ejemplo: Rockwell C), y la roja,
cuando los penetradores sean de bola (
ejem-plo: Rockwell B).
i) Retire la carga menor que queda en la
muestra, haciendo descender el yunque
(haga girar la rueda (1) en sentido contrario
al de las manecillas del reloj) . Coloque la
muestra en posición para la prueba si-guiente
y repita la operación anterior.
3.5.7 Manejo de durimetros
Las instrucciones para el manejo del
Durímetro Rockwell estándar se dan bajo el
bosquejo del equipo que se muestra en la
figura
3.38. Este probablemente, es el probador de
dureza más utilizado.
Las instrucciones para el manejo de los
demás probadores de dureza existentes se
darán en el laboratorio.
3.6 Aplicación de pruebas de dureza
Rectángulo redondeado: VolverLas pruebas
de dureza son útiles en relación con el
con-trol de procesos y en investigaciones. El
progreso de la operación de recocido y los
resultados del trabajo en frío pueden
apreciarse con rapidez y facilidad mediante
las mediciones de la dureza. Así, pueden
establecerse relaciones de tiempo y
temperatura de recocido para materiales
trabajados en frío y los límites del
endureci-miento por deformación para las
piezas recocidas que se someten al trabajo
en frío. El éxito o el fracaso de los ciclos de
tratamiento térmico (incluyendo el
endurecimiento de superficie) para el acero,
se pueden eva-luar midiendo la dureza
después del enfriamiento por inmersión y, de
nuevo, después del templado. Las
me-diciones de dureza para varias
combinaciones de tiempo y temperatura
ayudarán a seleccionar la combina-ción
óptima para el templado, asimismo permitirán
descubrir la mejor combinación de tiempos y
temperaturas para el endurecimiento de
aleaciones por precipitación. Esto es
particularmente importante para los
materia-les de composición no ferrosa. A
veces, las mediciones simples de dureza
ayudan a separar coladas de com-ponentes
mezcladas, permitiendo la detección de
materiales extraños, partes que recibieron
tratamiento térmico insuficiente o que lo han
recibido en absoluto.

10. Laboratorio en clase
1. Marcar la pieza en 8 partes
2. Marcar las probetas con una distancia
de 1.5 cm
3. Ensayo de dureza en la pieza
Tabla de medidas.
Tapa centro 89.5
Tapa 1 92.6
Tapa 2 92.4
Tapa 3 92.4
Tapa 4 91.5
Tapa 5 92.4
Tapa 6 92.2
Tapa 7 93.0
Tapa 8 93.1
Linea 1 Linea 1 97.8
Linea 2 97.3
Linea 3 Linea 1 97.6
Linea 2 97.0
Linea 5 Linea 1 87.3
Linea 2 97.5
Linea 7 Linea 1 96.4
Linea 2 97.4