Durez
Durez | |
---|---|
propiedad mecánica de la fibra(es)y propiedá mecánica de los materiales | |
contents of individual glycerides(en)y propiedá física intesiva | |
Ladurezye la oposición qu'ufierten los materiales a alteraciones físiques como la penetración, la abrasión y el rayáu. Por casu: la madera puede rayase con facilidá, esto significa que nun tien muncha durez, ente que'l metal ye muncho más malo de rayar. Na actualidá la definición más estendida amás de los minerales y cerámiques sería la resistencia a la deformación plástica alcontrada.
Escales d'usu industrial
[editar|editar la fonte]Enmetalurxala durez mídese utilizando undurómetropal ensayu de penetración d'un indentador. Dependiendo del tipu de punta emplegada y del rangu de cargues aplicaes, esisten distintes escales, afeches pa distintos rangos de durez.
L'interés de la determinación de la durez nosacerosfinca na correlación esistente ente la durez y la resistencia mecánica, siendo un métodu d'ensayu más económicu y rápido que l'ensayu de tracción,polo que'l so usu ta bien estendíu.
Hasta l'apaición de la primer máquina Brinell pa la determinación de la durez, ésta midíase de forma cualitativa emplegando una llima d'aceru templáuque yera'l material más duro que s'emplegaba nos talleres.
Les escales d'usu industrial actuales son les siguientes:
- Durez Brinell:Emplega como punta una bola d'aceru templáu o carburu de wolframiu. Pa materiales duros, ye pocu exacta pero fácil d'aplicar. Poco precisa con chapes de menos de 6 mm d'espesura. Envalora resistencia a tracción.
- Durez Knoop:Mide la durez en valores d'escala absolutes, y valórense cola fondura de señales grabaes sobre un mineral por aciu un instrumentu con una punta de diamante al que se-y exerz una fuercia estándar.
- Durez Rockwell:Utilízase como punta un conu dediamante(en dellos casos bola d'aceru). Ye la más estendida, una y bones la durez llograr por midida direuta y ye aptu pa tou tipu de materiales. Suelse considerar unensayu non destructivupol pequeñu tamañu de la buelga.
- Rockwell superficial:Esiste una variante del ensayu, llamada Rockwell superficial, pa la carauterización de pieces bien delgaes, como cuchielles d'afaitar o capes de materiales que recibieron dalgún tratamientu d'endurecimientu superficial.
- Durez Rosiwal:Mide n'escales absoluta de dureces, esprésase como la resistencia a la abrasión medies en pruebes de llaboratoriu y tomando como base'lcorindóncon un valor de 1000.
- Durez Shore:Emplega un escleroscopio. Déxase cayer un indentador na superficie del material y vese el rebote. Ye adimensional, pero consta de delles escales. A mayor rebote -> mayor durez. Aplicable pa control calidable superficial. Ye un métodu elásticu, non de penetración como los otros.
- Durez Vickers:Emplega como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular. Pa materiales blandos, los valores Vickers coinciden colos de la escala Brinell. Meyora del ensayu Brinell pa efectuar ensayos de durez con chapes d'hasta 2 mm d'espesura.
- Durez Webster:Emplega máquines manuales na midida, siendo aptu pa pieces de mal manexu como perfiles llargosestruyíos.El valor llográu suelse convertir a valores Rockwell.
Nanoindentación
[editar|editar la fonte]La nanoindentación ye un ensayu de durez lleváu a cabu a la escala de llargores nanométricas. Utilízase una punta pequeña pa indentar el material oxetu d'estudiu. La carga impuesta y el desplazamientu midir de manera continua con una resolución de micronewtons y subnanómetros, respeutivamente. La carga y el desplazamientu mídense al traviés del procesu de indentación. Les téuniques de nanoindentación son importantes pa la midida de les propiedaes mecániques n'aplicaciones microelectrónicas y pa la deformación d'estructures a micro ynanoescala.Los nanoindentadores incorporen microscopios ópticos. La durez y el módulu d'elasticidá mídense utilizando la nanoindentación.
Les puntes de los nanopenetradores vienen nuna variedá de formes. A una forma común conózse-y como penetrador de Berkovich, que ye una pirámide con 3 llaos.
La primer etapa d'una prueba de nanoindentación arreya'l desenvolvimientu de indentaciones sobre un patrón de calibración. El xil fundida ye un patrón de calibración común, por cuenta de que tien propiedaes mecániques homoxénees y bien caracterizaes. El propósitu d'efectuar indentaciones sobre l'estándar de calibración ye determinar l'área de contautu proyeutada de la punta del penetradorAccomo una función de la fondura de la indentación. Pa una punta de Berkovich perfecta,
Esta función rellaciona l'áreaAcde la seición tresversal del penetrador cola distancia de la puntahcque ta en contautu col material que se ta indentando. La punta nun ta perfectamente afilada y fóliase y camuda de forma con cada usu. Por tanto, tien de llevase a cabu una calibración cada vez que la punta utilízase.
La fondura total de la indentaciónhye la suma de la fondura de contautuhcy la fondurahsna periferia de la indentación onde'l indentador nun fai contautu cola superficie del material, esto ye,
onde,
Ɛ
ondePmaxye la carga máxima yƐye una constante xeométrica igual a 0.75 pa un penetrador de Berkovich.Sye la rixidez al descargar.
La durez d'un material determinada pola nanoindentación calcúlase como
La durez (determinada pola nanoindentación) polo regular repórtase con unidaes de GPa y los resultaos de indentaciones múltiples polo xeneral se promedian p'amontar la precisión. Esti analís calcula'l módulu elásticu y la durez a la carga máxima; sicasí, anguaño emplégase de manera normal una téunica esperimental conocida como nanoindentación dinámica. Mientres ésta, se superpone una carga trémbole pequeña sobre la carga total na muestra. D'esta manera, la muestra descargar de manera elástica de cutio a midida que amóntase la carga total. Esto dexa midíes continues del módulu elásticu y de la rixidez como una función de la fondura de la indentación.
Escala usaes en mineraloxía
[editar|editar la fonte]Enmineraloxíautilízase laescala de Mohs,creada pol alemánFriedrich Mohsen 1820, que mide la resistencia al rayáu de los materiales.
Durez | Material | ----- | 1 | Talcu,(puede rayase fácilmente cola uña) | Mg3Si4O10(OH)2 |
---|---|---|---|---|---|
2 | Yelsu,(puede rayase cola uña con más dificultá) | ----- | 3 | Calcita,(puede rayase con una moneda decobre) | CACU3 |
4 | Fluorita,(puede rayase con un cuchiellu) | CaF2 | |||
5 | Apatita,(puede rayase difícilmente con un cuchiellu) | Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-) | |||
6 | Feldespatu,(puede rayase con una cuchiella d'aceru) | KAlSi3O8 | |||
7 | Cuarzu,(raya l'aceru) | SiO2 | |||
8 | Topaciu, | A el2SiO4(OH-,F-)2 | |||
9 | Corindón,(solo ráyase por aciudiamante) | A el2O3 | |||
10 | Diamante,(el mineral natural más duru) | C |
A un nivel profesional, utilizar en mineraloxía, lesescala de Rosiwaly deKnoop,una y bones estes dexen realizar la valoración de medies con una cuantificación absoluta.
== Equivalencia ente escales de durez Llista d'equivalencies averaes pa escales de durez d'aceros non austeníticos (nel rangu de la escalaRockwellC):[1]
Equivalencia!Factor | |
---|---|
(para pequeñes cargues) | |
Aceru (Matriz-Fe Cúbica centrada nel cuerpu) | 3,5 |
5,5 | |
4,0 | |
Al y les sos aleaciones | 3,7 |
Durez RockwellC 150 kgf (HRC) | Durez Vickers(HV) | Durez Brinell,bola estándar de 10 mm, 3000 kgf (HBS) | Durez Brinell, bola de carburu de 10 mm, 3000 kgf (HBW) | Durez Knoop,500 gf y mayor (HK) | Durez Rockwell, escala A, 60 kgf (HRA) | Durez Rockwell, escala D, 100 kgf (HRD) | Durez superficial Rockwell, escala 15N, 15 kgf (HR 15-N) | Durez superficial Rockwell, escala 30N, 30 kgf (HR 30-N) | Durez superficial Rockwell, escala 45N, 45 kgf (HR 45-N) | Durezescleroscopio | Durez Rockwell C 150 kgf (HRC) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
68 | 940 | ... | ... | 920 | 85,6 | 76,9 | 93,2 | 84,4 | 75,4 | 97,3 | 68 |
67 | 900 | ... | ... | 895 | 85,0 | 76,1 | 92,9 | 83,6 | 74,2 | 95,0 | 67 |
66 | 865 | ... | ... | 870 | 84,5 | 75,4 | 92,5 | 82,8 | 73,3 | 92,7 | 66 |
65 | 832 | ... | -739 | 846 | 83,9 | 74,5 | 92,2 | 81,9 | 72,0 | 90,6 | 65 |
64 | 800 | ... | -722 | 822 | 83,4 | 73,8 | 91,8 | 81,1 | 71,0 | 88,5 | 64 |
63 | 772 | ... | -705 | 799 | 82,8 | 73,0 | 91,4 | 80,1 | 69,9 | 86,5 | 63 |
62 | 746 | ... | -688 | 776 | 82,3 | 72,2 | 91,1 | 79,3 | 68,8 | 84,5 | 62 |
61 | 720 | ... | -670 | 754 | 81,8 | 71,5 | 90,7 | 78,4 | 67,7 | 82,6 | 61 |
60 | 697 | ... | -654 | 732 | 81,2 | 70,7 | 90,2 | 77,5 | 66,6 | 80,8 | 60 |
59 | 674 | ... | 634 | 710 | 80,7 | 69,9 | 89,8 | 76,6 | 65,5 | 79,0 | 59 |
58 | 653 | ... | 615 | 690 | 80,1 | 69,2 | 89,3 | 75,7 | 64,3 | 77,3 | 58 |
57 | 633 | ... | 595 | 670 | 79,6 | 68,5 | 88,9 | 74,8 | 63,2 | 75,6 | 57 |
56 | 613 | ... | 577 | 650 | 79,0 | 67,7 | 88,3 | 73,9 | 62,0 | 74,0 | 56 |
55 | 595 | ... | 560 | 630 | 78,5 | 66,9 | 87,9 | 73,0 | 60,9 | 72,4 | 55 |
54 | 577 | ... | 543 | 612 | 78,0 | 66,1 | 87,4 | 72,0 | 59,8 | 70,9 | 54 |
53 | 560 | ... | 525 | 594 | 77,4 | 65,4 | 86,9 | 71,2 | 58,6 | 69,4 | 53 |
52 | 544 | -500 | 512 | 576 | 76,8 | 64,6 | 86,4 | 70,2 | 57,4 | 67,9 | 52 |
51 | 528 | -487 | 496 | 558 | 76,3 | 63,8 | 85,9 | 69,4 | 56,1 | 66,5 | 51 |
50 | 513 | -475 | 481 | 542 | 75,9 | 63,1 | 85,5 | 68,5 | 55,0 | 65,1 | 50 |
49 | 498 | -464 | 469 | 526 | 75,2 | 62,1 | 85,0 | 67,6 | 53,8 | 63,7 | 49 |
48 | 484 | 451 | 455 | 510 | 74,7 | 61,4 | 84,5 | 66,7 | 52,5 | 62,4 | 48 |
47 | 471 | 442 | 443 | 495 | 74,1 | 60,8 | 83,9 | 65,8 | 51,4 | 61,1 | 47 |
46 | 458 | 432 | 432 | 480 | 73,6 | 60,0 | 83,5 | 64,8 | 50,3 | 59,8 | 46 |
45 | 446 | 421 | 421 | 466 | 73,1 | 59,2 | 83,0 | 64,0 | 49,0 | 58,5 | 45 |
44 | 434 | 409 | 409 | 452 | 72,5 | 58,5 | 82,5 | 63,1 | 47,8 | 57,3 | 44 |
43 | 423 | 400 | 400 | 438 | 72,0 | 57,7 | 82,0 | 62,2 | 46,7 | 56,1 | 43 |
42 | 412 | 390 | 390 | 426 | 71,5 | 56,9 | 81,5 | 61,3 | 45,5 | 54,9 | 42 |
41 | 402 | 381 | 381 | 414 | 70,9 | 56,2 | 80,9 | 60,4 | 44,3 | 53,7 | 41 |
40 | 392 | 371 | 371 | 402 | 70,4 | 55,4 | 80,4 | 59,5 | 43,1 | 52,6 | 40 |
39 | 382 | 362 | 362 | 391 | 69,9 | 54,6 | 79,9 | 58,6 | 41,9 | 51,5 | 39 |
38 | 372 | 353 | 353 | 380 | 69,4 | 53,8 | 79,4 | 57,7 | 40,8 | 50,4 | 38 |
37 | 363 | 344 | 344 | 370 | 68,9 | 53,1 | 78,8 | 56,8 | 39,6 | 49,3 | 37 |
36 | 354 | 336 | 336 | 360 | 68,4 | 52,3 | 78,3 | 55,9 | 38,4 | 48,2 | 36 |
35 | 345 | 327 | 327 | 351 | 67,9 | 51,5 | 77,7 | 55,0 | 37,2 | 47,1 | 35 |
34 | 336 | 319 | 319 | 342 | 67,4 | 50,8 | 77,2 | 54,2 | 36,1 | 46,1 | 34 |
33 | 327 | 311 | 311 | 334 | 66,8 | 50,0 | 76,6 | 53,3 | 34,9 | 45,1 | 33 |
32 | 318 | 301 | 301 | 326 | 66,3 | 49,2 | 76,1 | 52,1 | 33,7 | 44,1 | 32 |
31 | 310 | 294 | 294 | 318 | 65,8 | 48,4 | 75,6 | 51,3 | 32,5 | 43,1 | 31 |
30 | 302 | 286 | 286 | 311 | 65,3 | 47,7 | 75,0 | 50,4 | 31,3 | 42,2 | 30 |
29 | 294 | 279 | 279 | 304 | 64,8 | 47,0 | 74,5 | 49,5 | 30,1 | 41,3 | 29 |
28 | 286 | 271 | 271 | 297 | 64,3 | 46,1 | 73,9 | 48,6 | 28,9 | 40,4 | 28 |
27 | 279 | 264 | 264 | 290 | 63,8 | 45,2 | 73,3 | 47,7 | 27,8 | 39,5 | 27 |
26 | 272 | 258 | 258 | 284 | 63,3 | 44,6 | 72,8 | 46,8 | 26,7 | 38,7 | 26 |
25 | 266 | 253 | 253 | 278 | 62,8 | 43,8 | 72,2 | 45,9 | 25,5 | 37,8 | 25 |
24 | 260 | 247 | 247 | 272 | 62,4 | 43,1 | 71,6 | 45,0 | 24,3 | 37,0 | 24 |
23 | 254 | 243 | 243 | 266 | 62,0 | 42,1 | 71,0 | 44,0 | 23,1 | 36,3 | 23 |
22 | 248 | 237 | 237 | 261 | 61,5 | 41,6 | 70,5 | 43,2 | 22,0 | 35,5 | 22 |
21 | 243 | 231 | 231 | 256 | 61,0 | 40,9 | 69,9 | 42,3 | 20,7 | 34,8 | 21 |
20 | 238 | 226 | 226 | 251 | 60,5 | 40,1 | 69,4 | 41,5 | 19,6 | 34,2 | 20 |
Equivalencies de durez y resistencia
[editar|editar la fonte]P'aceros non aleados y fundiciones, esiste una rellación averao y direuto ente la durez Vickers y elllende elástica,siendo la llende elástica aproximao 3,3 vegaes la durez Vickers.
Rp0,2==3,3*HV
Llende elástica (averáu)[nota 1] | Durez Brinell | Durez Rockwell | Durez Vickers | ||
---|---|---|---|---|---|
MPa | HB | HRC | HRA | HRB | HV |
— | — | 68 | 86 | — | 940 |
— | — | 67 | 85 | — | 920 |
— | — | 66 | 85 | — | 880 |
— | — | 65 | 84 | — | 840 |
— | — | 64 | 83 | — | 800 |
— | — | 63 | 83 | — | 760 |
— | — | 62 | 83 | — | 740 |
— | — | 61 | 82 | — | 720 |
— | — | 60 | 81 | — | 690 |
— | — | 59 | 81 | — | 670 |
2180 | 618 | 58 | 80 | — | 650 |
2105 | 599 | 57 | 80 | — | 630 |
2030 | 580 | 56 | 79 | — | 610 |
1955 | 561 | 55 | 78 | — | 590 |
1880 | 542 | 54 | 78 | — | 570 |
1850 | 517 | 53 | 77 | — | 560 |
1810 | 523 | 52 | 77 | — | 550 |
1740 | 504 | 51 | 76 | — | 530 |
1665 | 485 | 50 | 76 | — | 510 |
1635 | 473 | 49 | 76 | — | 500 |
1595 | 466 | 48 | 75 | — | 490 |
1540 | 451 | 47 | 75 | — | 485 |
1485 | 437 | 46 | 74 | — | 460 |
1420 | 418 | 45 | 73 | — | 440 |
1350 | 399 | 43 | 72 | — | 420 |
1290 | 380 | 41 | 71 | — | 400 |
1250 | 370 | 40 | 71 | — | 390 |
1220 | 376 | 39 | 70 | — | 380 |
1155 | 342 | 37 | 69 | — | 360 |
1095 | 323 | 34 | 68 | — | 340 |
1030 | 304 | 32 | 66 | — | 320 |
965 | 276 | 30 | 65 | — | 300 |
930 | 276 | 29 | 65 | 105 | 290 |
900 | 266 | 27 | 64 | 104 | 280 |
865 | 257 | 26 | 63 | 102 | 270 |
835 | 247 | 24 | 62 | 101 | 260 |
800 | 238 | 22 | 62 | 100 | 250 |
770 | 228 | 20 | 61 | 98 | 240 |
740 | 219 | — | — | 97 | 230 |
705 | 209 | — | — | 95 | 220 |
675 | 199 | — | — | 94 | 210 |
640 | 190 | — | — | 92 | 200 |
610 | 181 | — | — | 90 | 190 |
575 | 171 | — | — | 87 | 180 |
545 | 162 | — | — | 85 | 170 |
510 | 152 | — | — | 82 | 160 |
480 | 143 | — | — | 79 | 150 |
450 | 133 | — | — | 75 | 140 |
415 | 124 | — | — | 71 | 130 |
385 | 114 | — | — | 67 | 120 |
350 | 105 | — | — | 62 | 110 |
320 | 95 | — | — | 56 | 100 |
285 | 86 | — | — | 48 | 90 |
255 | 76 | — | — | — | 80 |
Ver tamién
[editar|editar la fonte]Notes
[editar|editar la fonte]- ↑P'aceru non aleado o de baxa aleación y fundición
Referencies
[editar|editar la fonte]Askeland, Ronald R. (2011). «6»,Ciencia ya inxeniería de materiales,6°, Méxicu, D. F.: Cengage Learning, páx. 223-226.
- ↑Norma ASTM Y140-02
- ↑Gültig für unlegierte und niedriglegierte Stähle. Für Vergütungs-, Kaltarbeits-, Schnellarbeitsstähle sowie für verschiedenen Hartmetallsorten die anderen Tabellen der Norm EN ISO 18265 verwenden. Gerade bei hochlegierten oder kaltverfestigten Stählen sind hohe Abweichungen zu erwarten.
- ↑Die Durchmesserangabe bei der Brinellhärte bezieht sich auf eine 10 mm Prüfkugel.
Enllaces esternos
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