Vickers y Knoop
cadena tipo
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Teoría de los ensayos de dureza Vickers y Knoop
¿Cómo funciona?
ASTM E384 E92 – ISO 6507
Introducción
Alcance
Los ensayos de dureza Vickers y Knoop han demostrado ser muy útiles para la evaluación de materiales, el control de calidad de los procesos de fabricación y las actividades de investigación y desarrollo. La dureza, aunque de naturaleza empírica, puede correlacionarse con la resistencia a la tracción para muchos metales, y es un indicador de la resistencia al desgaste y la ductilidad
Principio de los ensayos de dureza Vickers y Knoop
Un ensayo de dureza por indentación que utiliza una máquina verificada para empujar un indentador, en condiciones especificadas, en la superficie del material sometido a ensayo. La forma de la indentación resultante se mide después de retirar la fuerza. El principio general del ensayo de dureza por indentación Vickers y Knoop consta de dos pasos:
- El indentador especificado aplicable se pone en contacto con la muestra de ensayo en una dirección normal a la superficie y se aplica la fuerza de ensayo F. La fuerza de ensayo se mantiene durante un tiempo especificado y luego se retira.
- Para el ensayo de dureza Vickers, se miden las longitudes de las dos diagonales y se calcula la longitud diagonal media, que se utiliza para obtener el valor de dureza Vickers. Para el ensayo de dureza Knoop, se mide la longitud de la diagonal larga, que se utiliza para obtener el valor de dureza Knoop.
Para el ensayo de microindentación, el indentador entrará en contacto con la probeta a una velocidad comprendida entre 15 y 70 μm/s y no deberá superar los 0,2 mm/s. El tiempo transcurrido desde la aplicación inicial de la fuerza hasta que se alcanza la fuerza de ensayo completa no será superior a 10 s. La fuerza de ensayo completa se aplicará durante 10 a 15 s, a menos que se especifique lo contrario.
Representación de los valores de dureza Vickers y Knoop
Los valores de dureza Vickers y Knoop no se designan únicamente mediante un número, ya que es necesario indicar qué fuerza se ha empleado al realizar el ensayo. Los números de dureza irán seguidos del símbolo HV para la dureza Vickers, o HK para la dureza Knoop, y se completarán con un valor que represente la fuerza de ensayo en kgf. Ejemplos: 450 HV 10 = número de dureza Vickers de 450 obtenido con una fuerza de ensayo de 10 kgf, 700 HV 0,1 = número de dureza Vickers de 700 obtenido con una fuerza de ensayo de 100 gf (0,1 kgf), 500 HK 0,5 = número de dureza Knoop de 500 obtenido con una fuerza de ensayo de 500 gf (0,5 kgf).
Ensayo de dureza por microintentación
Los ensayos de dureza por microindentación amplían los ensayos a materiales que son demasiado finos o demasiado pequeños para los ensayos de dureza por macroindentación. Los ensayos de dureza por microindentación también permiten evaluar fases o constituyentes específicos y regiones o gradientes demasiado pequeños para los ensayos de dureza por macroindentación. En el método de ensayo ASTM E384 figuran recomendaciones para los ensayos de microdentación.
Preparación de la superficie de la probeta para los ensayos Vickers y Knoop
Para obtener una precisión de medición óptima, el ensayo debe realizarse sobre una probeta plana con una superficie pulida o convenientemente preparada. La calidad del acabado superficial requerido puede variar con las fuerzas y los aumentos utilizados. Cuanto menor sea la fuerza de ensayo y el tamaño de la indentación, más importante será la preparación de la superficie. En todos los ensayos, la preparación debe ser tal que el perímetro de indentación y las puntas de indentación en particular, puedan definirse claramente cuando se observen con el sistema de medición. La superficie de ensayo deberá estar libre de defectos que puedan afectar a la indentación o a la posterior medición de las diagonales. La superficie de la probeta no deberá grabarse antes de realizar la indentación. Las superficies grabadas pueden oscurecer el borde de la indentación, dificultando una medición precisa del tamaño de la indentación.
Preparación de la probeta para los ensayos Vickers y Knoop
Para obtener información útil del ensayo, la probeta debe prepararse o disponerse de modo que la superficie de ensayo sea perpendicular al eje del penetrador. Las probetas no paralelas pueden ensayarse utilizando dispositivos de sujeción y nivelación diseñados para alinear correctamente la superficie de ensayo con el indentador. En muchos casos, especialmente en ensayos de microindentación, es necesario encapsular la probeta para facilitar la preparación y mantener un borde afilado cuando se van a realizar ensayos de gradiente de superficie en la probeta. Cuando se requiere el empastillado, la probeta será apoyada adecuadamente por el material de encapsulado de modo que la probeta no se mueva durante la aplicación de la fuerza, es decir, evite el uso de los compuestos poliméricos del montaje que se arrastran bajo fuerza del indentador.
Lectura de medidas para indentaciones Vickers y Knoop
Medir ambas diagonales de una indentación Vickers o la diagonal larga de una indentación Knoop. Para mantenerse dentro del campo plano del objetivo, la longitud de la indentación no debe superar el 75% de la anchura del campo. El objetivo seleccionado para medir la indentación debe tener una resolución objetiva (robj) que sea ≤ 2% de la longitud diagonal a medir.
Determinar la longitud de las diagonales con una precisión de 0,5 μm o menos. Para indentaciones inferiores a 40 μm, determinar la longitud de las diagonales con una precisión de 0,25 μm o menos. Para indentaciones inferiores a 20 μm, la longitud de las diagonales debe determinarse con una precisión de 0,1 μm o menos.
En una indentación Vickers, si una mitad de cualquiera de las diagonales es más de un 5 % más larga que la otra mitad de esa diagonal, o si las cuatro esquinas de la indentación no están bien enfocadas, es posible que la superficie de ensayo no sea perpendicular al eje del indentador.
En el caso de una indentación Knoop, si una mitad de la diagonal larga es más de un 10 % más larga que la otra, o si ambos extremos de la indentación no están bien enfocados, la superficie de la muestra de ensayo puede no ser perpendicular al eje del indentador.
Ensayo a temperatura ambiente
Principio del ensayo de dureza Vickers
Indentador Vickers
Definición
El ensayo consiste en penetrar en la pieza a ensayar, con una fuerza determinada, un indentador piramidal de base cuadrada, con un ángulo de 136° respecto a la punta y en medir la diagonal (d) de la huella resultante en la pieza, después de haber retirado la carga. La dureza Vickers es el cociente de la carga de ensayo (F en kgf) por el área de la huella (en mm), considerada como una pirámide invertida de base cuadrada.
Escalas de dureza Vickers y Knoop
Los ensayos de dureza Vickers y Knoop han demostrado ser muy útiles para la evaluación de materiales, el control de calidad de los procesos de fabricación y las actividades de investigación y desarrollo. La dureza, aunque de naturaleza empírica, puede correlacionarse con la resistencia a la tracción para muchos metales, y es un indicador de la resistencia al desgaste y la ductilidad
| Vickers scale | Knoop scale | Test force (N) | Test force (kgf) | Test force (g) | |
| HV 0.001 | HK 0.001 | 0.009807 | 0.001 | 1 | |
| HV 0.01 | HK 0.01 | 0.09807 | 0.01 | 10 | |
| HV 0.015 | HK 0.015 | 0.1471 | 0.15 | 15 | |
| HV 0.02 | HK 0.02 | 0.1961 | 0.02 | 20 | |
| HV 0.025 | HK 0.025 | 0.2451 | 0.25 | 25 | |
| HV 0.05 | HK 0.05 | 0.4903 | 0.05 | 50 | |
| HV 0.1 | HK 0.1 | 0.9807 | 0.1 | 100 | |
| HV 0.2 | HK 0.2 | 1.961 | 0.2 | 200 | |
| HV 0.3 | HK 0.3 | 2.942 | 0.3 | 300 | |
| HV 0.5 | HK 0.5 | 4.903 | 0.5 | 500 | |
| HV 1 | HK 1 | 9.807 | 1 | 1000 | |
| HV 2 | HK 2 | 19.61 | 2 | 2000 | |
| HV 3 | 29.41 | 3 | |||
| HV 5 | 49.03 | 5 | |||
| HV 10 | 98.07 | 10 | |||
| HV 20 | 196.1 | 20 | |||
| HV 30 | 294.1 | 30 | |||
| HV 50 | 490.3 | 50 | |||
| HV 100 | 980.7 | 100 | |||
| HV 120 | 1177 | 120 |
Principio del ensayo de dureza Vickers
Espaciado mínimo recomendado para las indentaciones Vickers y Koop
