¿Cómo se puede medir la dureza?

En metalurgia la dureza se mide utilizando un durómetro para el ensayo de penetración de un indentador. Dependiendo del tipo de punta empleada y del rango de cargas aplicadas, existen diferentes escalas, adecuadas para distintos rangos de dureza.

La dureza se determina al medir la profundidad de penetración del penetrador o bien midiendo el tamaño de la impresión dejada por el penetrador.

Escala de Mohs

Es el primer método utilizado para medir la dureza de los materiales. Funciona con una escala numérica formada por 10 minerales, representando cada uno de ellos un grado de dureza. Las distintas sustancias se clasifican en la escala según el número de minerales que pueden rayar su superficie.

El durómetro es un dispositivo diseñado para medir la propiedad de dureza de distintos materiales como: metales, cauchos, plásticos, elastómetros, entre otros. La dureza es definida como la resistencia a la penetración bajo una carga estática o dinámica del material.

Existen dos tipos de pruebas Rockwell (tabla 23.1): Rockwell: la carga menor es 10 kgf; la carga mayor es 60, 100 o 150 kgf. Rockwell superficial: la carga menor es 3 kgf y las cargas mayores son 15, 30 o 45 kgf.

Se denomina dureza del agua a la concentración de compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de agua, en particular sales de magnesio y calcio. El agua denominada comúnmente como “dura” tiene una elevada concentración de dichas sales y el agua “blanda” las contiene en muy poca cantidad.

La dureza es la resistencia de un material a ser rayado o penetrado, por lo cual estamos midiendo la cohesión entre los átomos del material. ésto, por tanto, guarda relación con la resistencia a la deformación y a la rotura, y cuanto más duro sea un material, más resistente será también.

La prueba de dureza Brinell consiste en aplicar una fuerza o carga constante, normalmente entre 187,5 y 3000 Kgf, durante un tiempo determinado (10-30 segundos) mediante una bola de carburo de tungsteno de 2,5 o 10 mm de diámetro (consulte el esquema de la imagen a la derecha; Figura 23.3).

Hay tres tipos principales de medidas de dureza: rayado, indentación y rebote. Dentro de cada una de estas clases de medición, existen escalas de medición individuales.

El durómetro sirve para la determinación rápida de la dureza de superficies y están disponibles en la tienda. Este durometro es apto, según tipo, para la medición de la dureza de metales, plástico, goma, textiles. El durómetro se utiliza para el control de entrada y salida en la producción.

La dureza de un material se comprueba con un durómetro que mide la profundidad de la hendidura en el material creada por una fuerza determinada. Por norma general, son los polímeros, elastómeros y cauchos los que se mide en una escala de dureza Shore.

La mayoría de las personas saben que el material más duro de la Tierra, es el diamante. Su nombre se deriva la palabra griega ἀδάμας (adámas) que significa indeformable o irrompible y es de donde se obtiene la palabra adamant.

La dureza de la madera según la escala Brinell se calcula dividiendo el peso, ejerciendo presión sobre la madera, y midiendo la hendidura. Los resultados de la dureza sólo se indican en valores aproximados.

ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL: Es el más universal, se utiliza el penetrador de diamante para el material muy duro y la bola de acero para los más blandos (uso general en taller). ENSAYO DE DUREZA VICKERS: Se utiliza el penetrador de diamante jugando con la carga de aplicación.

La dureza se mide en diferentes escalas (A, B, C, D, E, F, G, H, K) y en números, sin unidades (a diferencia del método Brinell).

La escala de dureza Rockwell consiste en aplicar una carga sobre el objeto en medición intermediado por un penetrador (puede ser un penetrador esferocónico de diamante o una esfera de acero o metal duro),y se mide cuanto ese penetrador se profundiza en el objeto a medir.

Clasificación de la dureza del agua en España

La dureza del agua se mide en miligramos de carbonato cálcico por litro (Mg/l) y dependiendo de la concentración de sales de calcio y magnesio podremos clasificarla.

Medida de la dureza y clasificación del agua

De 0 a 79 mgCaCO₃/l, se considera Agua muy blanda. De 80 a 149 mgCaCO₃/l, se considera Agua blanda. De 150 a 329 mgCaCO₃/l, se considera Agua semi dura. De 330 a 549 mgCaCO₃/l, se considera Agua dura.

De acuerdo con la NOM 127 SSA1 1994 el limite permisible de dureza en el agua para consumo humano es de 500mg/l.

Se puede utilizar el ensayo Vickers en materiales con superficies cilíndricas o esféricas. El ensayo Vickers se puede utilizar tanto para materiales muy duros como en materiales blandos. El ensayo Vickers es el ensayo más sensible para realizar el cálculo de la dureza de los materiales.

La dureza Rockwell se determina mediante la aplicación de una carga de ensayo preliminar (carga menor o precarga), seguida de una carga adicional (carga mayor) para alcanzar la carga de ensayo total requerida, volviendo finalmente a la misma precarga (carga menor).

El durómetro Brinell usa el método más antiguo de ensayos de dureza usado comúnmente hoy en día. Fue inventado en Suecia por el Dr. Johan August Brinell en 1900.

La fórmula de la prueba de dureza Brinell

Cuando se mide la dureza con el método Brinell, se fuerza una bola de carburo o acero endurecido de diámetro conocido bajo una carga conocida en el material que se está probando. Luego se mide el diámetro de la muesca y el resultado indica la dureza de la muestra.

El ensayo de dureza Brinell se utiliza para muestras de mayor tamaño con materiales cuya estructura de grano es grande o irregular.

En metalurgia la dureza se mide utilizando un durómetro para el ensayo de penetración de un indentador. Dependiendo del tipo de punta empleada y del rango de cargas aplicadas, existen diferentes escalas, adecuadas para distintos rangos de dureza.