ENSAYO MICRODUREZA VICKERS: METODO VICKERS (HV).
Se deriva del método Brinell, empleándose actualmente, sobre todo en laboratorios y en particular, para piezas delgadas y templadas, con espesores mínimos de hasta de 0,2 mm. En el método Vickers se utiliza como cuerpo penetrante una punta piramidal de diamante, de base cuadrada con un ángulo en el vértice entre caras, de 136º, con precisión obligada de 20 segundos (Fig. 1.5). Este ángulo se eligió para que la bola de Brinell quedase circunscrita al cono en el borde de la huella, cuyo diámetro, como se sabe, se procura que sea aproximadamente igual a 0,375D. La determinación de la dureza Vickers se hace en función de la diagonal de la huella o más exactamente, de la media de las diagonales medidas con un microscopio en milésimas de milímetro. Si P es la carga aplicada y S la superficie de la huella, la la dureza Vickers será: HV
P
S
Luego de deducir las relaciones geométricas de la huella dejada por el penetrador en el material se tiene finalmente la siguiente ecuación. HV 1,854
P 2
d
Sin embargo no se hacen cálculos con la fórmula anterior, sino por medio de gráficos o de tablas, en las que se entra con la medida de la diagonal y de la carga, se obtiene directamente la dureza.
EL ÁNGULO DE 136 º DE LA PUNTA PIRAMIDAL VICKERS ESTÁ ELEGIDA PARA QUE SEA LA HUELLA TANGENTE A LA DE LA BOLA BRINELL.
No es recomendable dar la dureza Vickers, en función de la profundidad de la huella, puesto que es muy pequeña (d = 7t). Respecto a las cargas son independientes de la dureza obtenida, pues la diagonal resultará proporcional a la carga y para un mismo material saldrá la misma dureza con cualquier carga. Se utilizan cargas de 1 a 120 Kg. Siendo la más utilizada la de 30 Kg. Respecto al tiempo que se ha de mantener la carga, oscila entre 10 y 30 segundos, siendo el más empleado 15 segundos. La dureza se expresa con las letras HV, seguida de dos cifras, una para la carga y la otra para el tiempo. Por ejemplo, si la carga ha sido 30 Kg. durante 15 segundos, se pone HV 30/15.
REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LA HUELLA QUE DEJA LA PUNTA PIRAMIDAL VICKERS. NORMAS PARA EL ENSAYO VICKERS. 1. La superficie debe estar pulida para que los resultados sean válidos. 2. Como regla general, el espesor de la probeta debe ser superior a 1,5 veces la diagonal de la huella. 3. En las probetas redondas debe aplicarse sobre el diamante una carga tan pequeña que la influencia de la curvatura (flecha) sobre la longitud de la diagonal sea inferior a 0,01mm. 4. La longitud de la diagonal debe medirse con una precisión de 0,001 mm, para longitudes superiores de 0,5 mm es suficiente una precisión de 0,01 mm. El valor de la diagonal tomado debe ser la media de las 2 diagonales. Además, la dureza para cifras inferiores a 25 debe darse redondeadas a la décima y para cifras superiores, redondeadas en unidades. VENTAJAS DEL METODO VICKERS. 1. Las huellas Vickers son comparables entre si, y las cifras de dureza obtenidas, independientes de la carga.
2. Con el mismo penetrador puede medirse una amplia gama de materiales, desde muy blandos hasta muy duros, llegándose hasta 1 150 Vickers, que equivaldrían aproximadamente a 780 Brinell. 3. Puede medirse la dureza de piezas muy delgadas empleando cargas pequeñas, hasta espesores del orden de 0,05 mm. 4. Puede medirse dureza superficial, dada la pequeña penetración del diamante, con cargas pequeñas, lo que permite comprobar, por ejemplo, el endurecimiento superficial de un material, después de ser rectificado con piedra de esmeril. 5. La escala Vickers, es más detallada que la Rockwell, y así por ejemplo, entre HRc 60 y HRc 66, las durezas Vickers que corresponden son 765 y 960, o sea 32 unidades Vickers por cada unidad Rockwell. 6. Como es preciso examinar la huella, puede comprobarse en cada medición el buen estado del diamante, lo que no ocurre en el Rockwell, que debe examinarse el diamante de vez en cuando. MICRODUREZAS
Generalmente se entiende por microdureza cuando la identación se realiza con cargas que no exceden a 1000 gr., generalmente se realizan con cargas entre 100 y 500 gr., aunque pueden usarse cargas más pequeñas aun, el término está relacionado pues con el tamaño de la carga de identación. Los métodos más usados son: VICKERS KNOOP
: Europa. : U.S.A.
APLICACIONES. 1. Precisión en la medición de dureza en piezas pequeñísimas. 2. Aplicación en puntas y alambres muy delgados. 3. En la inspección de dureza de capas superficiales carburadas, aluminizadas, nitruradas, carbonitruradas, inclusive se puede medir la dureza en la sección y no en la profundidad de dichas capas endurecidas. 4. Medición de dureza de microconstituyentes, de una aleación. 5. Medición de durezas en superficies no deseables y descarburadas. 6. Medición de durezas de capas superficiales de electrodeposición metálica, relleno metalizado o en piezas recuperadas por soldadura.
Lista de materiales:
1. Durómetro Vickers (Fig. 1.)
Características:
MARCA: ERNST LEITZ RANGO: 50-800 HV PRECISIÓN: Micras
(Fig. 1) 2. Dispositivo de nivelado (Fig. 2)
(Fig. 2)
3. Cargas usada para durómetro Vickers
Características: Solo ultilizaremos en la experiencia la de 200g. ;
pero, las cargas para el durometro vickers del laboratorio varian de 20 a 500g. (Fig.3)
(Fig. 3)
Calculos y resultados:
1. Tabla de resultados : Material
Carga (P= gr.)
Diagonal (d= µm)
Dureza (HV)
Aluminio
200
75
66
Cobre recocido
200
77.8
61
Cobre
200
53.1
132
Bronce
200
48.6
157
Acero liso SAE 1010
200
44
192
Acero corrugado SAE 1045
200
38.1
255
Acero A36
200
26.1
544
2. Grafica de barras para dureza Vickers.
DUREZA VICKERS
600 500 400 300 200 100 0 Aluminio
Cobre recocido
Cobre
Bronce
Acero liso SAE 1010
Acero Acero A36 corrugado SAE 1045
Series1
Observaciones:
En la experiencia observarnos que el durómetro Vickers trabajó con una carga constante de 200 gr. para todas las probetas. En la experiencia observamos que para las probetas de aluminio, cobre, cobre recocido y los aceros; sólo medimos una diagonal para cada caso. En el laboratorio pudimos observar que la marca que dejó el identador en el acero A36 era la más pequeña de todas imperceptible, a simple vista.
Conclusiones:
Luego de los cálculos y observaciones pertinentes llegamos a la conclusión, que al trabajar con una carga constante, la dureza depende únicamente del tamaño de la diagonal, ya que al realizar los
cálculos la dureza es inversamente proporcional a la diagonal elevada al cuadrado para este caso. Podemos concluir que para el bronce que medimos, ambas diagonales, los cálculos fueron más precisos que en el resto de las probetas. realizados los cálculos; el acero A36 es el más duro por poseer la diagonal más pequeña, tal como se observa en el diagrama de barras.
Recomendaciones:
Recomendamos que al ser la huella imperceptible, como, el caso del acero A36, se proceda a aumentar la carga, para poder medir con mayor precisión las diagonales de la huella y por ende el cálculo sea más preciso. Se recomienda siempre medir ambas diagonales para obtener mayor precisión en los resultados como el caso del bronce.
