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Mayo de 2020 Página 1 de 3

Controlar la dureza para predecir el desempeño

Hacer una prueba de dureza puede ser una manera fácil y rápida de controlar la calidad de un producto. Tinius Olsen describe todo el espectro de estas pruebas y cuándo debe seleccionarse cada una.

La prueba de dureza, como se aplica a la mayoría de los materiales, ha sido una prueba mecánica valiosa y comúnmente empleada durante más de 250 años. 

Se utilizan varias pruebas mecánicas y ópticas para determinar las características de un material y su idoneidad para una aplicación determinada, pero la prueba de dureza es sin duda una de las más críticas. 

Muchos productos nuevos que ingresan al mercado actual se basan generalmente en nuevos materiales y procesos. Estos nuevos materiales apoyan la innovación, así como aumentan la competitividad dentro de las industrias impulsadas por la tecnología y, como resultado, desempeñan papeles cada vez más importantes.

 La dureza es propiedad de un material que le permite resistir la deformación plástica, generalmente por penetración. Sin embargo, el término dureza también puede referirse a la resistencia a la flexión, arañazos, abrasión o corte.

 "La prueba de dureza es un proceso para analizar las propiedades de los componentes y se puede lograr a través de una variedad de métodos y técnicas", dice Sean Malloy, especialista en pruebas de dureza y técnico de Tinius Olsen.

 “Determinar la dureza del material puede proporcionar una visión valiosa de su rendimiento, incluida la durabilidad, resistencia y flexibilidad. También puede determinar las capacidades de una variedad de tipos de componentes, desde materias primas hasta muestras cuidadosamente preparadas y productos terminados ".

La dureza como control de calidad

Las industrias actuales tienen grandes expectativas en cuanto a precisión y calidad, y los errores en la producción tienen consecuencias potencialmente graves. Más que nunca, la investigación, la fabricación y el control de calidad dependen en gran medida de técnicas de prueba nuevas y en evolución para mantenerse a la vanguardia del juego.

Las cargas externas, como las presiones y las temperaturas extremas en la fabricación, pueden afectar el rendimiento de un material, especialmente metales y aleaciones de metales.

La compleja geometría del espécimen y la correlación lineal entre la dureza y la resistencia a la tracción significa que las pruebas de dureza son a menudo la mejor manera de garantizar que los componentes sobrevivan y funcionen según lo previsto. Por lo tanto, las pruebas de dureza se han convertido en una parte vital del proceso de control de calidad.

 “Determinar con precisión la dureza de un material para cualquier aplicación implica varios factores. Estos incluyen el tipo de material, las condiciones de la superficie, la geometría de la muestra, la exposición a los procesos de tratamiento térmico y los requisitos de producción”, continuó Sean.

 “Se puede aplicar un rango de diferentes pruebas de dureza para determinar diferentes valores de dureza para la misma muestra de prueba. El tipo de prueba de dureza a menudo se guía por los requisitos del cliente, ya que las mediciones de dureza son valores comúnmente reportados en las hojas de especificaciones de los productos manufacturados”.

Tipos de pruebas de dureza 

Las pruebas más comunes utilizadas para determinar la dureza del material son las pruebas de dureza Rockwell, Brinell, Vickers y Knoop.

Las cuatro pruebas miden la dureza determinando la resistencia a la penetración de una bola indeformable, cono o penetrador de diamante piramidal de cuatro lados. Cada prueba determina la profundidad a la que el penetrador se hundirá en el material, a una carga definida, dentro de un período de tiempo específico.

Si bien las pruebas Rockwell y Brinell se aplican principalmente a metales y cerámicos, existe un estándar ISO para las pruebas de dureza Rockwell de plásticos (ISO 2039-2). La prueba de Vickers puede usarse para medir la dureza de metales, algunos cerámicos, polímeros e incluso algunos biomateriales. La prueba Knoop está diseñada para medir la dureza del material más delgado y los materiales más blandos como la pintura y las joyas chapadas.

La prueba de dureza Rockwell es el método de prueba de dureza más utilizado. Es una medida basada en el aumento neto de la profundidad de la huella de indentación a medida que se aplica una carga. En pocas palabras, cuando se usa una fuerza fija (carga) y un penetrador conocido, cuanto menor es la huella, más duro es el material".

Este método de prueba se usa en todos los metales, excepto en condiciones donde la estructura del metal de prueba o las condiciones de la superficie introducirían demasiadas variaciones; donde las hendiduras serían demasiado grandes para la aplicación; o donde el tamaño o la forma de la muestra impide su uso.


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