¿Qué es la prueba de dureza y por qué debería importarle?

Cuando piensa en un metal, probablemente piense en cosas como la fuerza, la resistencia a la corrosión y el peso. Sin embargo, hay una propiedad importante que también debe tener en cuenta: la dureza. La dureza de un material mide su resistencia a los arañazos. En otras palabras, la facilidad con la que el material puede ser penetrado con una hendidura o marca. Cuanto más duro sea el material, más resistente será a los arañazos, y viceversa. En este artículo se explica qué es la dureza, por qué es importante y cómo comprobarla en las muestras de metal.

 

¿Qué es la dureza?

Antes de profundizar en cómo probar la dureza, es importante entender qué es la dureza. La dureza es la capacidad de un material para resistir la penetración de una hendidura o un arañazo. Por ejemplo, si quisieras medir la dureza del vidrio, tendrías que presionar tu uña en él con la mayor presión posible. Si el vidrio es duro, las uñas no deberían dejar ningún rastro en la superficie. En cambio, si el vidrio es blando, las uñas deben dejar una marca en su superficie. La dureza de un material siempre varía en función de su composición. Por ejemplo, el acero puro tiene un mayor nivel de dureza que el bronce o el aluminio porque el acero puro contiene más carbono y hierro que el bronce o el aluminio. La siguiente tabla muestra algunos materiales comunes y sus respectivos niveles de dureza: Material Nivel de dureza: Acero: Alto Aluminio: Bajo Cobre: Bajo Bronce: Muy bajo 

¿Por qué es importante la dureza?

La dureza de un material es importante porque puede afectar al rendimiento y la durabilidad del metal. La dureza también puede ser un factor limitante para el procesamiento, ya que los metales más blandos son más fáciles de trabajar que los más duros. Un ejemplo en el que la dureza es fundamental es la industria del automóvil. Los fabricantes de automóviles suelen utilizar acero endurecido para los chasis y ejes de sus coches, lo que los hace más resistentes y duraderos que el acero normal. Sin embargo, esto también hace que estas piezas sean más pesadas, lo que reduce la eficiencia del combustible. Este equilibrio entre peso y durabilidad depende de lo que el fabricante quiera conseguir con el coche. Ahora ya sabes por qué es importante la dureza. Recuerda que los materiales duros son difíciles de rayar, mientras que los materiales blandos se rayan fácilmente con hendiduras o marcas. 

Pruebas de dureza: Una visión general

La prueba de dureza es un proceso sencillo. Se comprueba la dureza de un metal rayándolo con un objeto y midiendo el tamaño del arañazo que queda. Cuanto mayor sea el arañazo, más blando será el metal. Hay muchas formas de comprobar la dureza, pero este artículo se centrará en tres métodos: 1) La escala de Mohs 2) Prueba de dureza Vickers 3) Prueba de dureza Brinell La escala de Mohs es un método popular para medir la dureza porque tiene un amplio rango y es fácil de usar. Este método utiliza diez minerales como estándares y los compara con el material de la muestra. Estos minerales van desde el talco (1), pasando por el yeso (2), la calcita (3), la fluorita (4), la apatita (5), la ortoclasa (6), el cuarzo (7), el topacio (8), el corindón (9) y el diamante, con un valor de 10 en la escala de Mohs. Si su material obtiene una puntuación inferior a 3 en esta escala, es probable que se raye con facilidad. La prueba de dureza Vickers consiste en colocar una bola de acero sobre la muestra y aplicar presión hasta que aparezca una pequeña hendidura o un arañazo. Con este método, se mide cuánta fuerza debe aplicarse antes de que se produzca algún tipo de penetración en el material de la muestra mediante la lectura de su reloj comparador entre 1000-100.000 libras por pulgada cuadrada o psi. Es importante no confundir esto con la cantidad de peso que debe aplicarse. 

Tipos de pruebas de dureza

Existen tres tipos de pruebas de dureza: - Brinell: es el ensayo más común y utilizado. Es un ensayo destructivo en el que se presiona una bola de acero en la superficie de una muestra de metal y se mide la profundidad de la penetración. - Rockwell: un ensayo de dureza por indentación que mide la profundidad de una indentación realizada por una bola de acero (la Roca) en la superficie de la muestra (la escala Rc). - Vickers: método de ensayo no destructivo para superficies muy pulidas, mide la profundidad a la que puede penetrar una pirámide de diamante sin romperse. 

Cómo realizar una prueba de dureza sencilla

La dureza se suele medir con un vernier o una galga. Esto permite la medición simultánea de dos materiales, así como la identificación de su dureza relativa. La galga de espesores puede utilizarse de diversas maneras para comprobar la dureza. Las galgas de espesores están disponibles en juegos que ofrecen mediciones predefinidas que van de 0,001 mm a 0,2 mm. También puede adquirir calibres personalizados que le permiten medir cualquier grosor que desee, entre 0,0005 y 50 mm (0,2 pulgadas). Sin embargo, si no dispone de un juego de galgas, hay otra opción: utilizarlas individualmente para comparar las marcas de arañazos que dejan en la superficie de su material (ver imagen). Cuantos más arañazos queden en la superficie, más blando será el material, y viceversa. 

Conclusión

La prueba de dureza es una medida de la resistencia de un material a la presión de indentación. La prueba de dureza es una propiedad importante a tener en cuenta para el desarrollo de un producto. Un material demasiado blando puede no ser capaz de soportar el peso o la presión de un objeto y puede dejar el objeto vulnerable a las grietas o a la rotura. Un material demasiado duro puede ser demasiado frágil e incapaz de deformarse para absorber el impacto. La prueba de dureza puede realizarse de diferentes maneras, incluyendo la compresión, la penetración y la indentación. Para medir la penetración se utiliza un penetrador de diamante, o penetrómetro, mientras que para medir la indentación se utiliza un durómetro. Para realizar una prueba de dureza sencilla, puede utilizar un durómetro en una pequeña muestra de su material. La dureza de la muestra se determinará en función de la deformación del material bajo la presión del durómetro. Su durómetro tendrá una escala en el lateral que se corresponde con varios niveles de dureza. Hay 10 niveles de dureza: Del 1 (más blando) al 10 (más duro). 2 (el más blando) a 10 (el más duro). 3 (más blando) a 10 (más duro). 4 (más blando) a 10 (más duro)