Ensayo de dureza Vickers
Lo que tienes que dominar para resolver cualquier ejercicio de la PEvAU: fórmula, expresión normalizada, condiciones del ensayo y cómo sacar la diagonal de una imagen.
En qué consiste
Se presiona sobre la probeta una pirámide de diamante de base cuadrada, con un ángulo de 136° entre caras opuestas. Al retirar la carga queda una huella con forma de rombo. Se miden sus dos diagonales con un microscopio y la dureza es la carga dividida entre la superficie de la huella.
Penetrador visto de lado. Como la forma es siempre la misma, la dureza apenas depende de la carga.
Huella vista desde arriba. Se usa siempre la media de las dos diagonales.
Las fórmulas
F en kgf (kp) y d en mm. El 1,8544 sale de 2 · sen 68°, porque la superficie de la huella es S = d² / (2 · sen 68°).
La misma fórmula con F en newtons. Ojo con la constante, que cambia.
Diagonal media en mm. Nunca uses una sola diagonal.
La dureza Vickers se da sin unidades, aunque en rigor serían kgf/mm².
La expresión normalizada
El resultado se escribe siempre con este formato. El tiempo solo aparece si se sale del estándar, que es de 10 a 15 s.
| Expresión | Significado |
|---|---|
| 198 HV 30 | Dureza 198, carga de 30 kgf, tiempo estándar. |
| 228 HV 10/30 | Dureza 228, carga de 10 kgf mantenida 30 s. |
| 206 HV 40/20 | Dureza 206, carga de 40 kgf mantenida 20 s. |
Condiciones del ensayo
Son las comprobaciones que suelen aparecer como apartado extra en los ejercicios (norma UNE-EN ISO 6507).
| Condición | Valor | Por qué |
|---|---|---|
| Tiempo de aplicación | 10–15 s | Si es otro, se indica en la expresión normalizada. |
| Espesor mínimo de la probeta | ≥ 1,5 · d | Si es más fina, la base sobre la que apoya influye en la medida. |
| Diferencia entre diagonales | ≤ 5 % | En superficies planas. Si es mayor, la superficie no estaba perpendicular o el material es anisótropo. |
| Distancia del centro de la huella al borde (aceros) | ≥ 2,5 · d | Cerca del borde el material se deforma más y falsea el resultado. |
| Distancia entre huellas (aceros) | ≥ 3 · d | El material endurecido por una huella afecta a la siguiente. |
| Superficie | pulida | Para ver con nitidez los vértices de la huella. |
Diferencia entre diagonales: (d mayor − d menor) / d media · 100.
Cómo sacar la diagonal de una imagen
Lo que mides en la imagen no es la medida real. Antes de aplicar la fórmula hay que convertirla, y el método depende de lo que traiga la imagen.
Imagen con ×50, ×100…
Mide la diagonal en la imagen (en sus ejes en mm) y divide entre el aumento.
Imagen con barra de 100 µm
Mide cuántas veces cabe la barra en la diagonal y multiplica por su valor.
Escala en divisiones
Calibra primero cuánto vale una división y multiplica por las divisiones leídas.
Recuerda: 1 mm = 1000 µm. Una barra de 100 µm son 0,1 mm.
Ejemplo rápido
Carga de 30 kgf durante 12 s. Diagonales de 0,52 mm y 0,54 mm.
El tiempo, 12 s, está dentro del estándar, así que no se escribe.
Ventajas e inconvenientes
Ventajas
- Un solo penetrador sirve para materiales blandos y muy duros.
- La dureza casi no depende de la carga, porque la huella siempre tiene la misma forma.
- La huella es pequeña: vale para piezas finas y capas superficiales.
- Es muy preciso.
Inconvenientes
- Exige preparar y pulir la superficie.
- Medir las diagonales con microscopio es lento.
- La lectura de la huella introduce error humano.
- El equipo es más caro que el de Brinell o Rockwell.
Antes de entregar, comprueba
- He convertido la medida de la imagen a medida real (aumento, barra o retícula).
- He usado la media de las dos diagonales, en mm.
- He elevado d al cuadrado.
- He usado 1,8544 con kgf o 0,1891 con newtons, sin mezclarlos.
- He escrito el tiempo en la expresión normalizada si no está entre 10 y 15 s.
- No he puesto unidades a HV.
- El resultado es razonable: un acero suele dar entre 100 y 900 HV. Si te sale 0,08 HV, has olvidado dividir entre el aumento.
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