Dureza Vickers - Materiales y Ensayos

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TEORÍA TP Nº
DUREZA VICKERS
La determinación de la dureza Vickers es semejante a la de Brinell, pues se calcula
dividiendo la carga aplicada por la superficie de la huella producida; sin embargo, se diferencia de
ésta por el valor de la carga, que podríamos considerar muy pequeña, y por el penetrador, que en este
caso es una punta de diamante en forma de pirámide cuadrangular con un ángulo en el vértice de
136º.
Para relacionar el método Vickers con el Brinell, se
consideró la ley de semejanza y los límites hasta los cuales la
bolilla no experimenta deformaciones.
D
Debido a ello y recordando que en el Brinell debía
cumplirse que:
136º
0,25 D < d < 0,50 D
si de toma el promedio de estos valores, se tiene una
impresión de d = 0,375 D , en la que las tangentes a la
bola, en el borde de la huella, forman un ángulo de 136º que
resulta el adoptado para la construcción del diamante
piramidal.
La dureza Vickers viene dada por:
HV =
d = 0,375 D
P
Sup. impresión
Realizado: Ing. Oscar Fernando Rodríguez
La superficie de la impresión será la de una
pirámide e cuatro lados:
Sup = 4.l.
P
en donde:
136º
l
ap =
2.sen 68º
y
ap
2
d2
l =
2
2
reemplazando, tenemos:
l2
d2
d2
Sup =
=
=
sen 68º 2.sen 68º 1,854
d
nos queda entonces:
=
7h
l
HV =
1,854.P
(Kg/mm2 )
2
d
h
Si se realiza el cálculo en base a la profundidad
de la penetración, la fórmula resulta:
HV =
68
º
t
Apo
ema
Si
E.E.T. Nº 466
Gral. M.N.Savio
Laboratorio de
Mecánica
Curso:
Año
Div
P
2
α
2α h
4.tg
1 + tg
2
2
α = 136º , tenemos:
MATERIALES Y
ENSAYOS
Prof.:
Fecha:
ENSAYO DE DUREZA VICKERS
1
HV = 0,038.
P
h2
TeoT.P.
Nº
2
De las dos expresiones indicadas para la dureza Vickers resulta más práctica la que presenta
como incognita la diagonal de la impresión o impronta, que permite una más segura determinación.
La diagonal se mide en instrumentos ópticos micrométricos de gran apreciación (0,001 mm),
que pueden ir montados en el cabezal de la máquina de ensayo.
El valor de d a aplicar en la fórmula, se obtendrá del promedio de las dos diagonales
medidas:
1
d
L
d=
L
d2
d1 + d 2
2
Las cargas pueden variar de 1 a 120 Kgf, de acuerdo al espesor y tipo de material que se
ensaya , siendo posible obtener con las máquinas standard cargas de 1, 2.5, 5, 10, 20, 30, 50, 100 y
120 kgf, de las cuales las de 30 y 50 kgf son las más utilizadas.
Para indicar las condiciones de ensayo, se coloca como subíndice de
la carga aplicada, obteniéndose para los ensayos standard :
Hv30
y
Hv
el valor, en kg, de
Hv50 .
MICRODUREZA
Realizado: Ing. Oscar Fernando Rodríguez
Los ensayos de microdureza son de gran uso práctico en metalografía y permiten efectuar
determinaciones en materiales en donde no pueden emplearse otros métodos.
La penetración en estos casos es del orden de los micrones (1 micrón = 1 µ = 0,001 mm),
por lo que pueden ensayarse chapas extremadamente delgadas, determinar la dureza del filo de una
herramienta de corte, de tratamientos superficiales de los metales (nitrurados, cementados, etc) y de
los recubrimientos aplicados por electrodeposición.
Los ensayos de microdureza se realizan empleando penetradores de diamante Vickers o
Knoop en máquinas de alta apreciación y sensibilidad, con las que pueden aplicarse cargas de 1 gr a
1000 gr.
Cuando se emplea el diamante Vickers (136º en el vértice), la dureza se determina por el
cociente entre la carga aplicada y la superficie de la impresión producida:
Microdureza Vickers: H mV =
P
P (gr)
(Kg/mm 2 ) = 1854,36 2 2
S
d (µ )
En donde y teniendo en cuenta la gran sensibilidad del método, la constante se toma con
mayor exactitud (2.sen 68º = 1,85436), con respecto al método standard.
Aplicando cargas de 300 gr, la profundidad de penetración alcanza, en los metales más
duros, 3 ó 4
µ
, pudiendo ensayarse por lo tanto espesores de 30 a 40
espesor puede llegar a 10 ó 20
µ.
µ , con cargas menores, el
Ventajas del método Vickers:
1. Las huellas Vickers son comparables entre sí; independientes de las cargas.
2 . Pueden medirse una amplia gama de materiales, desde muy blandos hasta muy duros, llegándose
hasta 1150 Hv.
3. Se pueden medir piezas muy delgadas con cargas pequeñas, hasta espesores de orden de 0,05 mm.
4. Puede medirse dureza superficial. (para determinar recubrimientos de los materiales)
5. La escala Vickers es más detallada que la Rockwell; 32 unidades Vickers = 1 unidad Rockwell
6. Como es preciso examinar la huella puede comprobarse el estado del penetrador.
E.E.T. Nº 466
Gral. M.N.Savio
Laboratorio de
Mecánica
Curso:
Año
Div
MATERIALES Y
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Prof.:
Fecha:
ENSAYO DE DUREZA VICKERS
TeoT.P.
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