¿Qué es un Durómetro Vicker?
El durómetro Vickers es un instrumento utilizado para medir la dureza de un material. En este durómetro, se aplica una carga definida sobre la superficie de una muestra mediante un penetrador de diamante. La dureza del material se determina midiendo la longitud de las diagonales de la huella dejada en la muestra después de retirar la carga.
De manera similar al durómetro Vickers, el durómetro Brinell también se utiliza para medir la dureza de un material. En este caso, la dureza se determina mediante el tamaño de la indentación dejada en la superficie de la muestra.
El durómetro Brinell utiliza una bola de hierro de 10 mm como penetrador, mientras que el durómetro Vickers utiliza un cuadrado de diamante con un ángulo de orientación de 136° como penetrador.
En el ensayo de dureza Vickers, se miden las longitudes de las dos diagonales de las indentaciones en forma de cuadrado para evaluar el tamaño de la indentación en la superficie de la muestra.
El penetrador utilizado en el durómetro Brinell es una esfera dura. Se mide el diámetro cuando la indentación tiene forma circular.
Usos de los Durómetros Vickers
Los durómetros Vickers se utilizan principalmente para evaluar la dureza de materiales metálicos. Aunque existen varios métodos de ensayo para evaluar la dureza de los metales, el ensayo de dureza Vickers es particularmente adecuado para evaluar la dureza en un rango muy pequeño. Se utiliza específicamente para evaluar la dureza de capas endurecidas mediante tratamientos térmicos, la profundidad de las capas endurecidas y materiales relativamente delgados.
En los ensayos de dureza, se evalúa la dureza en función del tamaño y la profundidad de la indentación que se realiza al presionar un indentador duro en una muestra. El ensayo de dureza Vickers puede evaluar la dureza en una zona poco profunda desde la superficie debido a la baja carga de ensayo que se utiliza. Por ejemplo, en materiales de acero carburizados y endurecidos, la capa endurecida tiene una profundidad de aproximadamente 0,4-1,0 mm. Si se aplica una carga alta al presionar un penetrador en la superficie de este tipo de material, el penetrador se hundirá más allá de la capa endurecida y no se podrá evaluar correctamente su dureza. Este mismo principio se aplica a piezas delgadas cuya dureza no puede evaluarse correctamente utilizando métodos de ensayo con cargas elevadas. El grosor necesario de la muestra se determina en función de la dureza de la muestra y la carga de ensayo utilizada.
En el ensayo de dureza Vickers, a veces se le denomina ensayo de dureza Micro-Vickers, en función del tamaño de la carga bajo la cual se presiona el penetrador.
Principio del Durómetros Vickers
El durómetro vicker es el más versátil de todos los durómetros. La carga de ensayo puede seleccionarse arbitrariamente, lo que permite una evaluación correcta independientemente del grosor del objeto de ensayo.
El durómetro brinell utiliza un indentador esférico de 10 mm, que produce una gran indentación, mientras que el cuadrado de diamante del durómetro vicker tiene una indentación muy pequeña. Concretamente, al ensayar la dureza de una probeta de 450 Hv con una carga de ensayo de 1000 gf, la longitud de la diagonal es de aproximadamente 0,064 mm para una probeta plana. Esta longitud diagonal se mide utilizando un microscopio para metales.
Utilizando un durómetro micro-Vickers, se puede ensayar la dureza de probetas incluso más delgadas reduciendo la carga, y seleccionando adecuadamente la carga de ensayo, se puede evaluar la dureza superficial de tratamientos superficiales endurecidos delgados sin que la indentación penetre en la capa endurecida. La probeta utilizada para el ensayo de dureza Vickers se especifica en términos de planitud de la superficie, paralelismo con la superficie posterior y rugosidad de la superficie. Es práctica común medir la probeta después de haberle dado un acabado de espejo mediante una operación de pulido.
Otra Información sobre Durómetros Vickers
1. Diferencia entre Vickers y Rockwell
Al igual que el durómetro vicker, el durómetro rockwell es igual en cuanto a que el indentador se presiona contra el objeto a medir con una carga constante, pero hay dos diferencias importantes: la forma del indentador y el volumen de medición. En el durómetro vicker, la forma del indentador es un diamante piramidal cuadrado, mientras que en el durómetros rockwell tiene forma esférica. Por tanto, la forma de la indentación tras el ensayo también es diferente. El durómetro vicker produce una hendidura cuadrada, mientras que el durómetro rockwell deja una hendidura circular.
Mientras que el durómetro vicker mide la anchura diagonal de la indentación, el durómetro rockwell mide la profundidad de la indentación y calcula la dureza. Esto es ideal para los centros de producción en los que se utilizan principalmente materiales metálicos, ya que los resultados pueden obtenerse rápida y fácilmente con una simple lectura de la profundidad.
La desventaja del durómetro Rockwell es que el tipo de penetrador y las condiciones de ensayo deben cambiarse en función de la dureza del objeto que se vaya a ensayar. Con el durómetro vicker, el penetrador es el mismo independientemente del jugo de ensayo, aunque se necesita más tiempo para preparar y medir la probeta. Se obtienen resultados de ensayo casi idénticos cuando se modifica la carga, siempre que la dureza del material sea uniforme. Tampoco es posible realizar una evaluación precisa si la carga de ensayo es elevada y la probeta tiene una superficie de asiento irregular o una estructura hueca que provoque desviaciones.
La dureza Vickers y la dureza Rockwell pueden convertirse entre sí consultando la tabla de conversión de durezas, que puede utilizarse como estimación aproximada incluso cuando sólo se dispone de uno de los datos de dureza.
2. Mecanismo Automático de los Durómetros Vickers
Los durómetros vickers se utilizan para medir piezas carburizadas o soldadas cuya dureza varía de un lugar a otro, pero el operario tarda mucho tiempo en localizar cada punto y medir la dureza introduciendo el penetrador en él.
Últimamente se utilizan mucho los durómetros vickers con mecanismos automáticos que realizan todo este trabajo de forma totalmente automática. Esto permite establecer una línea unidimensional con un rango de medición de varios milímetros y docenas de puntos desde las superficies más duras hasta las partes más duras del metal base en piezas carburizadas.
También pueden medirse automáticamente áreas bidimensionales de varios cientos de milímetros por varios cientos de puntos para objetos grandes, como el metal fundido y la zona afectada por el calor de las piezas soldadas. Los valores de dureza también pueden expresarse como un mapa de gradiente, lo que facilita la comprensión visual de los cambios de dureza y proporciona una gran cantidad de información para el desarrollo y la prevención de accidentes.