La dureza es una medida de la capacidad de un material metálico para resistir ser presionado o grabado por una fuerza externa, y es uno de los indicadores más importantes de las propiedades mecánicas de los materiales metálicos. La prueba de dureza es uno de los métodos de prueba más rápidos, económicos y simples para evaluar las propiedades mecánicas de los metales. La prueba de dureza puede reflejar las diferencias en las propiedades de los materiales metálicos en diferentes composiciones químicas, estructuras organizativas y condiciones del proceso de tratamiento térmico, por lo que se usa ampliamente en la inspección de las propiedades del metal, la supervisión de la calidad del proceso de tratamiento térmico y el desarrollo de nuevos materiales.
Dureza Brinell
Se consigue presionando una bola de acero de temple o una bola de carburo de diámetro D en la superficie del material metálico que se va a medir con una carga P de un tamaño determinado, manteniéndola durante un período de tiempo determinado y luego retirando la carga. La relación entre la carga P y el área de la superficie de la indentación F es el valor de dureza Brinell, denotado como HB. Los valores de dureza Brinell se expresan generalmente en kilogramos de fuerza/mm² (N/mm²), pero en la práctica también se utilizan comúnmente como HBW o HBS.
1 método de medición
Condiciones de prueba: la carga de prueba y el diámetro de la bola de acero de prueba deben determinarse de acuerdo con el rendimiento real del material. La carga de prueba común y el diámetro de la bola de acero tienen estándares fijos para adaptarse a la prueba de dureza de diferentes materiales.
Proceso de medición: El material a ensayar se coloca primero en el durómetro y luego se realiza la prueba de penetración con la carga seleccionada y la bola de acero. Después de sostenerla durante un tiempo determinado, se retira la carga y se mide el diámetro de la penetración.
Cálculo de dureza: A partir del diámetro de la huella se puede calcular el valor de dureza Brinell mediante una fórmula o consultando una tabla.
2 Aplicación
El probador de dureza Brinell se utiliza principalmente para determinar la dureza de hierro fundido, acero, metales no ferrosos, aleaciones blandas y otros materiales.
Es ampliamente utilizado en metalurgia, forja, energía eléctrica, maquinaria petrolera, vehículos ferroviarios, automóviles, equipos militares, laboratorios, colegios y universidades e investigación científica.
3 el método de expresión
Símbolo de dureza Brinell con HBS o HBW. HBS indica que el penetrador es una bola de acero endurecido, que se utiliza para determinar un valor de dureza Brinell de 450 por debajo del material; HBW indica que el penetrador es carburo cementado, que se utiliza para determinar un valor de dureza Brinell de 650 por debajo del material.
Expresión: el número que precede a HBS o HBW es el valor de dureza, seguido de números para indicar las condiciones de prueba, incluido el diámetro de la bola del penetrador, la carga de prueba y el tiempo de retención de la carga de prueba (10~15 s no marcados). Por ejemplo, 170HBS10/1000/30 indica que el valor de dureza Brinell de 170 se mide con una bola de acero de 10 mm de diámetro, sostenida durante 30 s bajo una carga de prueba de 9807 N (1000 kg).
Dureza Vickers
La dureza Vickers, expresada por el símbolo HV, fue propuesta por los británicos Smith (Robert L. Smith) y Sedland (George E. Sandland) en 1921 en la empresa Vickers (Vickers Ltd). Utiliza un ángulo de superficie relativo de 136 grados entre el cono prismático positivo de diamante penetrador, en las disposiciones de la carga F bajo la acción de presión en la superficie de la muestra de prueba, mantener un cierto período de tiempo después de la descarga, medir la longitud diagonal de la sangría d, y luego calcular el área de superficie de la sangría, y finalmente fuera de la sangría de la presión media sobre el área de superficie de la dureza del metal valor Vickers.
1 Método de medición
En la medición real, no es necesario realizar cálculos complejos, sino que, de acuerdo con la longitud diagonal medida del valor de sangría d, verifique directamente la tabla para obtener el valor de dureza medido.
Probador de dureza Vickers de uso común con rango de carga de 49,03 ~ 980,7 N, adecuado para piezas de trabajo más grandes y determinación de dureza de capas superficiales más profundas.
Para determinar la dureza de la pieza más delgada, la superficie de la herramienta o la capa de recubrimiento, puede utilizar una pequeña carga de dureza Vickers, carga de prueba de 1,961 ~ 49,03 N.
La microdureza Vickers es adecuada para el análisis microscópico.
2 Representación
Valor de dureza Vickers del formato estándar para informar xHVy, donde x representa el valor de dureza Vickers, y representa la medida del valor de carga utilizado (unidad: kg de fuerza). Por ejemplo, 185HV5 valor de dureza de 185, la medida del valor de carga utilizado para una fuerza de 5 kg.
3 Rango de aplicación
El durómetro Vickers tiene una amplia gama de aplicaciones, puede medir casi todos los materiales metálicos utilizados en la industria, desde materiales muy blandos hasta materiales muy duros. Además, también se puede utilizar para probar la dureza de materiales cerámicos, plásticos y caucho, materiales de cartón, etc.
4 Requisitos de muestra
La superficie de la muestra debe ser lisa y plana, sin óxido, residuos ni aceite.
En general, el parámetro de rugosidad de la superficie de la muestra de dureza Vickers Ra no es mayor que {{0}}.40 μm, la muestra de dureza Vickers de carga pequeña no es mayor que 0.20 μm, la muestra de dureza micro Vickers no es mayor que 0.10 μm.
dureza Rockwell
La dureza Rockwell es un índice que determina el valor de dureza a partir de la profundidad de la deformación plástica de la indentación. Utiliza las condiciones especificadas del penetrador (cono de diamante, bola de acero o bola de carburo de tungsteno) presionado en la superficie de la muestra en dos pasos y mide la profundidad residual de la indentación h para representar la dureza.
1 método de medición de penetración y fuerza de prueba
Prueba de dureza Rockwell que utiliza tres tipos de penetradores (cono de diamante y dos diámetros de bola de acero) y tres tipos de fuerza de prueba (60 kg, 100 kg, 150 kg). Estas combinaciones corresponden a la dureza Rockwell de nueve escalas, a saber, HRA, HRB, HRC, HRD, HRE, HRF, HRG, HRH, HRK. La prueba de dureza Rockwell de superficie utiliza dos penetradores y tres fuerzas de prueba más pequeñas (15 kg, 30 kg, 45 kg), correspondientes a seis escalas.
2 Cálculo del valor de dureza
El valor de dureza Rockwell se calcula mediante la siguiente fórmula: N-constante (para diferentes escalas, N toma 100 o 130); h-profundidad de indentación residual, mm; S-constante (para dureza Rockwell, S=0.002mm; para dureza Rockwell superficial, S=0.001mm).
3 Características
Ventajas: La prueba de dureza Rockwell es simple y rápida, la sangría es pequeña, la determinación de un amplio rango, aplicable a la mayoría de los materiales metálicos.
Desventajas: poca representatividad, la repetibilidad de los datos no es buena, no es aplicable a la organización de material irregular o material delgado y capa de endurecimiento superficial.
4 Aplicación
La prueba de dureza Rockwell se utiliza comúnmente para materiales con alta dureza, como acero de temple, hierro fundido, etc.
Las tres escalas comúnmente utilizadas son HRA, HRB y HRC, que son adecuadas para materiales de diferentes durezas.
Selección de escalas de dureza
HRA: Se utiliza para materiales con mayor dureza, como chapa de acero, carburo cementado, con carga de 60 kg y penetrador de cono de diamante.
HRB: Se utiliza para materiales con menor dureza, como acero blando, metales no ferrosos, acero recocido, etc., con carga de 100 kg y bola de acero endurecido de 1,5875 mm de diámetro.
HRC: Para materiales con mayor dureza, como acero de temple, fundición, etc., utilizando carga de 150 kg y penetrador de cono de diamante.
Al seleccionar la combinación adecuada de penetrador y fuerza de prueba, la prueba de dureza Rockwell puede proporcionar valores de dureza precisos, lo que proporciona una base importante para la selección de materiales y el control de calidad.
