Los ensayos de dureza son uno de los métodos más empleados en la industria para determinar la calidad de materiales como los metales. En este post te explicamos en qué consisten estas pruebas, cuáles son los tipos más habituales y cómo se llevan a cabo en los laboratorios químicos.
¿Qué son los ensayos de dureza?
Las pruebas o ensayos de dureza son exámenes que se realizan sobre distintos materiales con el fin de evaluar su resistencia a ser rayados o penetrados por otras sustancias. En general, cuanto mayor sea la dureza de la superficie de las piezas, mejor será su comportamiento frente al desgaste, la abrasión o la deformación en su interacción con el entorno.
¿Cómo se mide la dureza de los materiales?
Los ensayos de dureza se pueden distinguir en función de si miden la fortaleza frente al rayado o la penetración. En ambos casos, se aplican determinados materiales sobre la superficie de la muestra para estimar su dureza. La diferencia entre las diferentes modalidades radica en la naturaleza de los procedimientos empleados.
Ensayos de dureza al rayado
Escala de Mohs
Es el primer método utilizado para medir la dureza de los materiales. Funciona con una escala numérica formada por 10 minerales, representando cada uno de ellos un grado de dureza. Las distintas sustancias se clasifican en la escala según el número de minerales que pueden rayar su superficie. No obstante, es un método algo impreciso que no funciona con los metales.
Ensayo de dureza Martens
En este tipo de prueba, las superficies son rayadas con un cono de diamante impulsado por una fuerza fija, por lo que resulta apta para sustancias más resistentes. La dureza de los materiales se calcula midiendo la anchura de la raya producida por la punta del diamante.
Ensayos de dureza por penetración
Ensayo de dureza Brinell
El ensayo de dureza Brinell se puede emplear con materiales extremadamente blandos y con metales férricos, siempre que su superficie no sea esférica o cilíndrica. El objeto indectador es una pequeña bola de acero (1-10 mm) que se aplica con una carga de una fuerza determinada para cada tipo de material. La dureza se obtiene midiendo el diámetro de la huella con una lupa microscópica.
Ensayo de dureza Vickers
En esta ocasión, el penetrador es una pirámide de diamante cuadrangular con un ángulo de 136° entre las caras opuestas. Esto hace que se pueda emplear sobre superficies esféricas y materiales de mayor dureza que los ensayos Brinell. El resultado final se consigue dividiendo la fuerza empleada entre el área de la marca producida por la indectación.
Ensayo de dureza Rockwell
Es el estudio más común para definir la dureza de los metales por su sencillez y facilidad de uso. Los ensayos de dureza Rockwell se realizan con una máquina que mide la profundidad de la penetración sobre la superficie de la muestra, dejando una huella más pequeña que el resto de los procedimientos. Para los materiales blandos se emplea como indectador una bola templada de acero, mientras que para los duros se utiliza un cono de diamante de 120°.
¿Cuándo se realizan los ensayos de dureza?
Si bien se pueden realizar sobre todo tipo de sustancias y en sectores productivos de diversa índole, actualmente la aplicación más habitual de estos ensayos es caracterizar el grado de resistencia y dureza de los metales en la industria metalúrgica, lo que repercute en una mayor fiabilidad para las construcciones finales.
Las pruebas de dureza de los metales y del resto de los materiales aportan información fundamental sobre propiedades como la fuerza, la ductilidad o la resistencia frente a las deformaciones plásticas y elásticas. De este modo, funcionan como un mecanismo de control de la calidad en los procesos productivos, ayudando a los fabricantes a seleccionar los compuestos más indicados para cada uso.
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