Este documento describe diferentes métodos para medir la dureza de los materiales, incluyendo ensayos de dureza por penetración como los métodos Brinell, Rockwell y Vickers. Explica los conceptos básicos como la resistencia a la abrasión, rayado y penetración, y cómo cada método mide la dureza en función de la profundidad y área de la huella dejada por un penetrador bajo una carga dada. También cubre conceptos como las escalas de dureza y la designación de los valores obtenidos.

1. ENSAYOS DE DUREZA

2. CONCEPTOS
 Resistencia a la abrasión
 Frotamiento o rodadura.
 Resistencia al rayado.
 Mas utilizado en mineralogía
 Escala MOHS: MENOS DURO = TALCO ; MAS DURO
= DIAMANTE.
 Resistencia al REBOTE.
 Escleroscopio SHORE
 Martinete con diamante en la punta.
 Resistencia a la penetración.
 Material indentado o penetrado por otro.
 Posibilita estimar la resistencia a la tracción.
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3. ENSAYOS DE DUREZA POR
PENETRACIÓN
Penetrador
Huella:
Fuerza
Diámetro Índice de dureza
profundidad
Tiempo
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4. Métodos de Ensayo
 Método Brinell
 Método Rockwell
 Método Vickers
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5. Método Brinell
P: Fuerza aplicada en kg
S: área del casquete semi
esférico en mm2
HB: Número de dureza
Brinell
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6. D: diámetro de la billa
d: diámetro de la huella
P: carga aplicada
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7. 7

8. Medición de la huella
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9.  Respecto a las cargas, tienen que ser
proporcionales al cuadrado del diámetro,
para que las huellas obtenidas sean
semejantes, y los resultados,
comparables.
 Es decir que P = K x D2
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10. Valores del coeficiente k
 Hierro y aceros..........................................K = 30
 Cobre, bronces y latones.......................... K = 10
 Aleaciones ligeras......................................K = 5
 Estaño y plomo.........................................K = 2,5
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11. 11

12. 12

13. Escala Negra
Durómetro Universal
Escala Roja
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14. DUROMETRO UNIVERSAL
En esta nueva
tecnología para ensayo
de dureza es importante
destacar la facilidad en
la realización de un
análisis estadístico y
para los casos de Brinell
y Vickers la máquina
ejecuta la fórmula
haciendo rápida la toma
de datos.
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15. 15

16. MATERIAL TIEMPO
Hierro y acero 10 a 30 seg
Cobre, bronces y latones 30 seg
Aleaciones ligeras 60 a 120 seg
Estaño y plomo 120 seg
Materiales muy blandos 120 seg
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17. Dureza Brinell de algunos
materiales
 Acero de herramientas templado..........500
 Acero duro (0,8% de Carbono).............210
 Acero dulce (0,1% de Carbono)...........110
 Bronce..................................................100
 Latón.......................................................50
 Aluminio..........................................25 a 30
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18. CUADRO Nª2
Factores para el calculo de la resistencia a la
tracción partiendo de la dureza Brinell
Acero al Carbono 0,36
Acero aleado 0,34
Cobre y latón 0,40
Bronce 0,23
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19. Un ensayo no debe ser
realizado en superficies
cilíndricas con radio de
curvatura menor que 5
veces el radio de la esfera.
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20. Deformaciones en la impresión
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21. Designación:
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22. Método Rockwell
 Se calcula la dureza en base a la
profundidad de penetración y la carga
total no se aplica en forma continua.
 Hay una carga inicial y otra adicional
(varia según las condiciones de ensayo).
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23.  Los penetradores pueden ser billas o
diamantes aplicadas con diferentes
cargas según el material y su espesor.
 Se basa también en la resistencia que
oponen los materiales a ser penetrados,
en función de la profundidad de la
huella.
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24. 24

25. CUADRO Nº 3
ESCALAS DE DUREZA ROCKWELL (Según Apraiz)
Escala Tipo de Tipo y tamaño Carga Carga Escala del
Desig. prueba delpenetrador menor mayor comparador
Kg. kg Color Aplicaciones
Ubicación
A Normal Cono de 10 60 negro fuera Aceros nitrurados, flejes estirados en
diamante frío, hojas de afeitar. Carburos
metálicos
B “ Bola de “ 100 rojo dentro Aceros al Carbono recocidos de bajo
1/16” contenido de Carbono.
C “ Cono de “ 150 negro fuera Aceros duros. Dureza superior a 100
diamante HRb o 20 HRc
D “ Cono de “ 100 negro fuera Aceros cementados
diamante
E “ Bola de “ 100 rojo dentro Materiales blandos, como antifricción y
1/8” piezas fundidas.
F “ Bola de “ 60 “ dentro Bronce recocido, aluminio, algunas
1/16” aleaciones de Al
G “ Bola de “ 150 “ dentro Bronce fosforoso y otros metales.
1/16”
H “ Bola de “ 60 “ dentro Metales blandos, con poca
1/8” homogeneidad, fundición de hierro.
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26. CUADRO Nº 3
ESCALAS DE DUREZA ROCKWELL (Según Apraiz)
Escala Tipo de Tipo y tamaño Carga Carga Escala del
Desig. prueba del menor mayor comparador
penetrador
Kg. kg Color Ubicación Aplicaciones
K “ Bola de “ 150 rojo dentro Metales duros, con poca
1/8” homogeneidad, fundición de
hierro.
L “ Bola de “ 60 “ dentro “
1/4”
M “ Bola de “ 100 “ dentro “
1/4”
P “ Bola de “ 150 “ dentro “
1/4”
R “ Bola de “ 60 “ dentro Metales muy blandos, antimonio
1/2”
S “ Bola de “ 100 “ dentro “
1/2”
V “ Bola de “ 150 “ dentro “
1/2”
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27. CUADRO Nº 3
ESCALAS DE DUREZA ROCKWELL (Según Apraiz)
Escala Tipo de Tipo y tamaño Carga Carga Escala del
Desig. prueba del menor mayor comparador
penetrador
Kg. kg Color Ubicació Aplicaciones
n
15-N Superf. Cono de 3 15 negro fuera Aceros nitrurados, cementados
diamante y de herramientas de gran
dureza.
30-N “ Cono de “ 30 “ fuera “
diamante
45-N “ Cono de “ 45 “ fuera “
diamante
15-T “ Bola de “ 15 rojo dentro Aluminio, aleaciones de Al
1/16”
30-T “ Bola de “ 30 “ dentro Bronce, latón y acero blando.
1/16” “
45-T “ Bola de “ 45 “ dentro “
1/16”
Nota: La tabla es solo referencial.
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28. 28

29. 29

30. 30

31. 31

32. Designación
45 HR C
Escala C:
Valor de dureza Cono de diamante
Carga: 150 kg
Ensayo Rockwell
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33. Método Vickers
 Se deriva directamente del método
Brinell, fue introducido en 1925 y se
emplea mucho sobre todo para piezas
delgadas y templadas, con espesores
mínimos hasta de 0,2 mm.
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34. Principio
P
HV 
P: Carga aplicada en kg
S: Área superficial de la huella
S impresa, en mm2
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35.  Penetrador: prisma de diamante:
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36. Carga aplicada: Variable de 1 a 120 kg.
Un mismo valor de carga puede usarse para materiales
de diferente dureza: templados, blandos, semiduros, …
Huella obtenida con una
pequeña carga, la cual
permite medir
microdurezas
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37. P: Carga aplicada en kg
d: diagonal promedio de la
P
HV  1,854 2
huella en mm
d
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38. Designación:
440 HV 30 / 20
Tiempo de
aplicación de la
Valor de dureza
carga: 20 seg.
Ensayo de
dureza Vickers Carga aplicada
en kg
Nota: Cuando el tiempo de aplicación varía entre 10 y 15 s no se indica
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39.  Ventajas de Brinell  Ventajas de Rockwell
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40. Dureza Shore (UNE 53130, ASTM D 2240, ISO 868)
 Consiste en evaluar la dureza superficial
del material midiendo la profundidad que
alcanza una punta de acero normalizada
cuando se presiona contra el material. Se
puede medir con instrumentos simples .
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41. El sistema de indicación de
presión constante asegura la
presión uniforme de la prueba
que elimina las lecturas falsas
debido a las diferencias entre los
operadores.
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42.  La superficie de apoyo y de la muestra
deberán ser lisas y de caras paralelas.
El durómetro se coloca sobre la muestra
con paralelismo de caras con ayuda de
un dispositivo apropiado. La presión
aplicada por estos aparatos es de 12,5 N
en la Shore A y de 50 N en la Shore D.
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43.  El método Shore A se aplica a plásticos blandos, por
ejemplo PVC plastificado, dureza de caucho natural,
elastómeros y plásticos suaves, polietilenos.
 El método Shore D se emplea para plásticos más
duros: elastómeros duros, plásticos, caucho duro,
ebonita y otros
 La dureza Shore se expresa en unidades de Shore A
o D. Son posibles diferencias de 2-3 unidades Shore.
 Es muy importante realizar la medida siempre al
mismo tiempo, 3 ó 15 s.
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