Ensayos de Dureza al Rayado Es la oposición que presenta un cuerpo al ser rayado por la oposición dinámica de un cuerpo. Depende de la estructura y composición del material (también se le llama dureza mineralógica). Métodos de ensayo: -Ensayo de Mohs - Ensayo de Martens -Ensayo a la lima Ensayo de Mohs Fue ideada por Friedrichs Mohs, quien formó una escala de diez minerales ordenados según su dureza, donde cada miembro es más duro que los que están delante de él en la escala y más blando que los que están detrás. Con ellos se mide la resistencia al rayado de los materiales, de modo que cuando deseamos saber la dureza de un mineral se va probando si es rayado por los elementos consecutivos de la escala Mohs, hasta que el mineral es rayado por uno, por lo que su dureza estará comprendida entre la del último elemento que no consiguió rayar el mineral y el primero que lo hizo. Dureza
Mineral
Composición química
1
Talco, (se puede rayar fácilmente con la uña)
Mg3Si4O10(OH)2
2
Yeso, (se puede rayar con la uña con más dificultad)
CaSO 4·2H2O
3
Calcita, (se puede rayar con una moneda de cobre)
CaCO3
4
Fluorita, (se puede rayar con un cuchillo)
CaF2
5
Apatita, (se puede rayar difícilmente con un cuchillo)
Ca 5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)
6
Feldespato, (se puede rayar con una cuchilla de acero) KAlSi3O8
7
Cuarzo, (raya el acero)
SiO2
8
Topacio,
Al2SiO4(OH-,F-) 2
9
Corindón, (sólo se raya mediante diamante)
Al2O3
Diamante, (el mineral natural más duro)
C
10
Por no guardar la misma proporción en los intervalos se han establecido otras escalas de dureza, basadas en otros métodos, aunque la escala de Mohs aún se aplica en geología debido a su sencillez y facilidad para estimar la dureza de los minerales con medios simples. Ya que este método se fundamenta en la capacidad que tiene un material para rayar a otro; no tiene mucha aplicación en metalurgia, pero aún es usado en mineralogía. Su principal desventaja es que la escala no es uniforme. A partir de esta escala se asignan valores de dureza al resto de los minerales. Por ejemplo, un mineral que raya a la fluorita y es rayado por el apatito, es un mineral con dureza 4,5. Es importante destacar que esta escala de dureza es relativa. Los valores del 1 al 10 sólo representan el orden en el que aumenta la dureza. El valor absoluto de dureza se calcula de modo diferente, de manera que, por ejemplo, el diamante es cuatro veces más duro que el corindón.
Ensayo de Martens Se basa en la anchura del surco que provoca una punta de diamante de forma piramidal cuando se desplaza sobre el material objeto de ensayo, siendo la carga de aplicación constante. Para establecer la dureza del material (M), la cual es inversa a la anchura de la raya; se determina la anchura del surco producido (en micras) y se aplica la ecuación: 2
M = 1000 / a
El esclerómetro de Martens es el aparato que se utilizo para ensayar la dureza de los cuerpos, y se determina en función de la resistencia que oponen a ser rayados por un diamante de forma piramidal con un ángulo en el vértice de 90. El aparato está formado por una palanca apoyada por su centro, que lleva a un lado la carga y en su extremo el diamante; al otro lado va una pequeña corredera desplazable a voluntad que permite regular exactamente el peso que actúa y que suele ser generalmente de 150 gramos. La cifra de dureza de Martens expresa la carga en gramos que al aplicar sobre el diamante produce en la probeta una raya de 10 micras de ancho, 0.01 mm. El plomo tiene una dureza Martens de 16.8; el cobre, 37; el acero dulce, 73, y el acero duro, 145.
A pesar del proceso que representa el método de Martens, su uso no se ex tendió a la industria porque con él no se llegan a obtener medidas suficientemente precisas. En la actualidad no se utiliza.
Ensayo de Dureza Turner Es una variante de la dureza Martens. La dureza viene dada en función de los gramos necesarios (carga necesaria, P) para conseguir una deformación tal que a = 10 micras. El valor de las carga será el valor de la dureza Turner. Ensayo de Dureza a la lima Es el procedimiento más simple y más extendido para apreciar la dureza de los metales. Es útil para tener idea de la dureza conseguida después del temple de las herramientas y en las piezas cementadas. En el taller, un auxiliar magnifico y rápido es una lima de 8¨ x 1¨ x ¼¨ de espesor de rayado simple y de dureza de 60 RockwellC, pero está sujeto a errores subjetivos y los resultados obtenidos no se pueden expresar en datos numéricos. Con aproximación se puede admitir que las piezas a las que no ¨entra¨ la lima, tienen dureza superior a los 60 Rc y las que son rayadas tienen una dureza inferior a esa cifra. Para hacer el ensayo más fácil lo mejor es compararlo con otro de dureza conocida. Se da una serie de ¨golpes¨ de lima a la pieza a ensayar, y se trata de determinar el ¨sonido ¨metálico que produce.
Dato interesante: El interés de la determinación de la dureza en los aceros estriba en la correlación existente entre la dureza y la resistencia mecánica, siendo un método de ensayo más económico y rápido que el ensayo de tracción, por lo que su uso está muy extendido.
