Fórmulas y Condiciones para Dureza Vickers

Ficha Ensayo Vickers
TECNOLOGÍA E INGENIERÍA II · 2º BACHILLERATO · MATERIALES

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.

136° F probeta

Penetrador visto de lado. Como la forma es siempre la misma, la dureza apenas depende de la carga.

d₁ d₂

Huella vista desde arriba. Se usa siempre la media de las dos diagonales.

Las fórmulas

HV = 1,8544 · F / d²

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°).

HV = 0,1891 · F / d²

La misma fórmula con F en newtons. Ojo con la constante, que cambia.

d = (d₁ + d₂) / 2

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.

640valor de la dureza
HVdureza Vickers
30carga en kgf
/20tiempo en s (solo si no es 10–15 s)
ExpresiónSignificado
198 HV 30Dureza 198, carga de 30 kgf, tiempo estándar.
228 HV 10/30Dureza 228, carga de 10 kgf mantenida 30 s.
206 HV 40/20Dureza 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).

CondiciónValorPor qué
Tiempo de aplicación10–15 sSi es otro, se indica en la expresión normalizada.
Espesor mínimo de la probeta≥ 1,5 · dSi 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 · dCerca del borde el material se deforma más y falsea el resultado.
Distancia entre huellas (aceros)≥ 3 · dEl material endurecido por una huella afecta a la siguiente.
SuperficiepulidaPara 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.

AUMENTO INDICADO

Imagen con ×50, ×100…

Mide la diagonal en la imagen (en sus ejes en mm) y divide entre el aumento.

d = 30 mm / 50 = 0,6 mm
BARRA DE ESCALA

Imagen con barra de 100 µm

Mide cuántas veces cabe la barra en la diagonal y multiplica por su valor.

d = 2,8 × 100 µm = 0,28 mm
RETÍCULA

Escala en divisiones

Calibra primero cuánto vale una división y multiplica por las divisiones leídas.

d = 80 div × 5 µm = 0,40 mm

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.

d = (0,52 + 0,54) / 2 = 0,53 mm → d² = 0,2809 mm²
HV = 1,8544 · 30 / 0,2809 ≈ 198
198 HV 30

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.
Ensayo de dureza Vickers · Ficha de repaso technoteacher.es

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