NORMA ARGENTINA 00000-0 97
IRAM-IAS U 500 500-1 -110 10* Diciembre de 1976**
Acero Método de ensayo de dureza Vickers
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Corresponde a la revisión revisión parcial de la edición edición de mayo mayo de 1958 1958 de la norma IRAM 110 ** Reimpresión de marzo marzo de 2001
Referencia Numérica: IRAM-IAS U 500-110:1976
IRAM 2001 No está permitida la reproducción de ninguna de las partes de esta publicación por cualquier medio, incluyendo fotocopiado y microfilmación, sin permiso escrito del IRAM.
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Prefacio El Instituto Argentino de Normalización (IRAM) es una asociación civil sin fines de lucro cuyas finalidades específicas, en su carácter de Organismo Argentino de Normalización, son establecer normas técnicas, sin limitaciones en los ámbitos que abarquen, además de propender al conocimiento y la aplicación de la normalización como base de la calidad, promoviendo las actividades de certificación de productos y de sistemas de la calidad en las empresas para brindar seguridad al consumidor. IRAM es el representante de la Argentina en la International Organization for Standardization (ISO), en la Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT) y en el Comité MERCOSUR de Normalización (CMN). Esta norma IRAM es el fruto del consenso técnico entre los diversos sectores involucrados, los que a través de sus representantes han intervenido en los Organismos de Estudio de Normas correspondientes. Esta norma fue estudiada en el marco del Convenio con el Instituto Argentino de Siderurgia (IAS).
Informe técnico Esta norma corresponde a la revisión de la norma IRAM 110, edición de mayo de 1958. Algunas de las modificaciones introducidas en esta norma con relación a la editada en mayo de 1958 son las siguientes: a) se ha establecido la longitud máxima admitida de la recta de intersección entre dos caras opuestas del penetrador y las características del mismo; b) se ha especificado el rango de temperatura dentro del cual deben realizarse los ensayos normales y los que deben realizarse bajo condiciones controladas; c) se han incluido los factores de corrección para los ensayos realizados sobre superficies curvas (esférica convexa y cóncava, y cilíndrica convexa y cóncava);
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d) se indican las características y dureza de los soportes de la máquina de ensayo; e) se especifica el valor de la carga normal de ensayo y el rango de otras cargas que puedan usarse; f) se indica el método de verificación de las máquinas de ensayo de dureza Vickers y el calibrado de los bloques patrones. Esta norma se corresponde totalmente con la norma ISO R 81/67 Vickers hardness test for steel (load 5 to 100 kgf).
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Índice
Página
1 NORMAS PARA CONSULTA ..................................................................... 7 2 OBJETO ..................................................................................................... 7 3 MÉTODOS DE ENSAYO............................................................................ 7 4 ANEXOS..................................................................................................... 12 ANEXO A (informativo) ................................................................................... 13 ANEXO B (informativo) ................................................................................... 14
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Acero Método de ensayo de dureza Vickers 1 NORMAS PARA CONSULTA
recta, de base cuadrada, bajo la acción de la carga F , en la superficie del material, y medir las diagonales de la impresión producida en dicha superficie, luego de suprimir la carga.
Para la aplicación de esta norma no es necesaria la consulta específica de ninguna otra.
3.1.2 La dureza Vickers HV se obtiene del cociente entre la carga de ensayo F , en kilogramos fuerza (ver 4.4), y el área proyectada (en milímetros cuadrados) de la impresión, considerada como una pirámide recta de base cuadrada de diagonal d , y que tiene en el vértice el mismo ángulo que el penetrador.
2 OBJETO Establecer el método de ensayo de dureza Vickers, con cargas de ensayo de 1 kgf a 100 kgf. 3 MÉTODOS DE ENSAYO
3.2 Símbolos y designaciones
3.1 Fundamento
3.2.1 Los símbolos y designaciones utilizados en este ensayo se indican en la tabla 1 y en las figuras 1 y 2.
3.1.1 El ensayo consiste en introducir un penetrador de diamante con forma de pirámide
Tabla 1 - Símbolos y designaciones Símbolo α
Designación Angulo entre caras del vértice del penetrador (136º)
F
Carga de ensayo, en kilogramos fuerza
d
Media aritmética de las diagonales d' y d" en milímetros
HV
Dureza Vickers =
C arg a de ensayo Area de la impresión
2 F sen =
2
d
d ' + d " 2
136 º 2
=
1,854
F d 2
( aproximado )
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Figura 2
Figura 1
3.2.2 El símbolo de la dureza Vickers se indica con las letras HV precedidas por el valor de la dureza y, a continuación, se coloca el valor de la carga de ensayo y el tiempo de aplicación de la carga cuando éste es diferente de 10 s a 15 s. Ejemplo:
- 640 HV 30/20, indica una dureza Vickers de 640, determinada con una carga de ensayo de 30 kgf, aplicada durante 20 s.
Figura 3
3.3 Requisitos del penetrador
3.4 Procedimiento y requisitos de ensayo
3.3.1 El penetrador es un diamante, con forma de pirámide recta, de base cuadrada, con un ángulo en el vértice, medido entre dos caras opuestas, de 136º ± 0,5º.
3.4.1 El ensayo normalmente se realiza en un ambiente cuya temperatura esté comprendida entre 0ºC y 40ºC. Cuando el ensayo deba realizarse bajo condiciones controladas, la temperatura debe ser de 20ºC ± 2ºC.
3.3.2 Las cuatro caras del penetrador deben estar igualmente inclinadas con respecto al eje del penetrador, con una tolerancia de 0,5º, e intersectarse en un punto, admitiéndose una recta de intersección entre dos caras opuestas, no mayor de 0,002 mm (fig. 3). 3.3.3 El penetrador debe estar pulido y libre de grietas u otros defectos superficiales.
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3.4.2 Durante la ejecución del ensayo deben evitarse choques y/o vibraciones de la máquina de ensayo. 3.4.3 El penetrador, en posición normal y en contacto con la superficie a ensayar, se presiona gradualmente sin choques ni vibraciones, hasta que la carga de ensayo alcance el valor establecido y se mantiene durante 10 s a 15 s.
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3.4.4 La carga normal de ensayo es 30 kgf, pero pueden utilizarse otras cargas comprendidas entre 1 kgf y 100 kgf. La discrepancia en la carga de ensayo debe ser ± 1,0%.
extrañas. Al prepararla, debe evitarse que se produzcan modificaciones en el material por calentamiento o trabajos en frío. 3.4.6 En los ensayos realizados sobre superficies curvas, los valores de dureza deben afectarse con los factores de corrección establecidos en las tablas 2, 3 y 4.
3.4.5 La superficie a ensayar debe ser suficientemente lisa y plana para permitir la determinación precisa de la diagonal de la impresión, y estar libre de óxidos y materias
Tabla 2 - Coeficientes de corrección que deben aplicarse a los valores de dureza Vickers obtenidos sobre superficies esféricas Superficie esférica convexa
Superficie esférica cóncava
d/D
Coeficiente de corrección
d/D
Coeficiente de corrección
d/D
Coeficiente de corrección
d/D
Coeficiente de corrección
0,004 0,009 0,103
0,995 0,990 0,985
0,086 0,093 0,100
0,920 0,915 0,910
0,004 0,008 0,012
1,005 1,010 1,015
0,057 0,060 0,063
1,080 1,085 1,090
0,018 0,023 0,028
0,980 0,975 0,970
0,107 0,114 0,122
0,905 0,900 0,895
0,016 0,020 0,024
1,020 1,025 1,030
0,066 0,069 0,071
1,095 1,100 1,105
0,033 0,038 0,043
0,965 0,960 0,955
0,130 0,139 0,147
0,890 0,885 0,880
0,028 0,031 0,035
1,035 1,040 1,045
0,074 0,077 0,079
1,110 1,115 1,120
0,049 0,055 0,061
0,950 0,945 0,940
0,156 0,165 0,175
0,875 0,870 0,865
0,038 0,041 0,045
1,050 1,055 1,060
0,082 0,084 0,087
1,125 1,130 1,135
0,067 0,073 0,079
0,935 0,930 0,925
0,185 0,195 0,206
0,860 0,855 0,850
0,048 0,051 0,054
1,065 1,070 1,075
0,089 0,091 0,094
1,140 1,145 1,150
Ejemplo de aplicación: Superficie esférica convexa: Diámetro de la esfera D Carga de ensayo F Diagonal de la impresión d
= 10 mm = 10 kgf = 0,150 mm
Dureza Vickers
=
1,854 × F d2 d D
=
0,150 10
=
=
1,854 × 10 0,15 2
=
824 HV 10
0,015
Coeficiente de corrección obtenido por interpolación de la tabla 2 = 0,983 Dureza de superficie convexa = 824 x 0,983 = 810 HV 10
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Tabla 3 - Coeficientes de corrección que deben aplicarse a los valores de dureza Vickers obtenidos sobre superficies cilíndricas Diagonales a 45º con respecto al eje del cilindro Superficie cilíndrica convexa
Superficie cilíndrica cóncava
d/D
Coeficiente de corrección
d/D
Coeficiente de corrección
d/D
Coeficiente de corrección
d/D
Coeficiente de corrección
0,009 0,017 0,026
0,995 0,990 0,985
0,149 0,159 0,169
0,920 0,915 0,910
0,009 0,017 0,025
1,005 1,010 1,015
0,127 0,134 0,141
1,080 1,085 1,090
0,035 0,044 0,053
0,980 0,975 0,970
0,179 0,189 0,200
0,905 0,900 0,895
0,034 0,042 0,050
1,020 1,025 1,030
0,148 0,155 0,162
1,095 1,100 1,105
0,062 0,071 0,081
0,965 0,960 0,955
0,058 0,066 0,074
1,035 1,040 1,045
0,169 0,176 0,183
1,110 1,115 1,120
0,090 0,100 0,109
0,950 0,945 0,940
0,082 0,089 0,097
1,050 1,055 1,060
0,189 0,196 0,203
1,125 1,130 1,135
0,119 0,129 0,139
0,935 0,930 0,925
0,104 0,112 0,119
1,065 1,070 1,075
0,209 0,216 0,222
1,140 1,145 1,150
Tabla 4 - Coeficientes de corrección que deben aplicarse a los valores de dureza Vickers obtenidos sobre superficies cilíndricas Una diagonal paralela al eje del cilindro Superficie cilíndrica convexa
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Superficie cilíndrica cóncava
d/D
Coeficiente de corrección
d/D
Coeficiente de corrección
d/D
Coeficiente de corrección
0,009 0,019 0,029
0,995 0,990 0,985
0,008 0,016 0,023
1,005 1,010 1,015
0,087 0,090 0,093
1,080 1,085 1,090
0,041 0,054 0,068
0,980 0,975 0,970
0,030 0,036 0,042
1,020 1,025 1,030
0,097 0,100 0,103
1,095 1,100 1,105
0,085 0,104 0,126
0,965 0,960 0,955
0,048 0,053 0,058
1,035 1,040 1,045
0,105 0,108 0,111
1,110 1,115 1,120
0,153 0,189 0,243
0,950 0,945 0,940
0,063 0,067 0,071
1,050 1,055 1,060
0,113 0,116 0,118
1,125 1,130 1,135
0,076 0,079 0,083
1,065 1,070 1,075
0,120 0,123 0,125
1,140 1,145 1,150
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Ejemplo de aplicación: Superficie cilíndrica cóncava, con una diagonal de la impresión paralela al eje de cilindro: Diámetro del cilindro D = 5 mm Carga de ensayo F = 30 kgf Diagonal de la impresión d = 0,415 mm Dureza Vickers
=
1,854 × F d2 d D
=
0,415 5
=
=
1,854 × 30 0,415 2
=
323 HV 30
0,083
Coeficiente de corrección obtenido de la tabla 4 = 1,075 Dureza de superficie cilíndrica cóncava = 323 x 1,075 = 347 HV 30
3.4.7 La pieza o probeta a ensayar se apoya sobre un soporte rígido, de forma que no se produzcan desplazamientos durante el ensayo. Las superficies en contacto deben estar limpias y libres de materias extrañas (escamas, aceites, rebabas, etc.) 3.4.7.1 La pieza o probeta a ensayar se coloca en forma que evite esfuerzos laterales al penetrador. La superficie del soporte debe ser pulida, estar libre de porosidades y tener una dureza mínima de 700 HV 10. 3.4.7.2 Las piezas o probetas cilíndricas se ensayan sobre soportes en forma de V o sistema equivalente, prestando atención al centrado y a la correcta alineación del penetrador con los distintos elementos de apoyo.
3.4.10 El microscopio o instrumento de medición debe permitir determinar las diagonales de la impresión con una precisión de ± 0,001 mm, para longitudes de hasta 0,2 mm y de ± 0,5% para longitudes mayores de 0,2 mm. 3.4.11 Para determinar el valor de la dureza Vickers se toma la media aritmética de las medidas de las dos diagonales de la impresión. 3.4.12 El penetrador se controla frecuentemente, y cuando se verifique irregularidad en su forma o en el contorno de la impresión, debe cambiarse, y el ensayo realizado no se considera válido. NOTAS
3.4.8 El espesor de la probeta o pieza a ensayar debe ser, como mínimo, 1,5 veces la diagonal de la impresión. Luego de realizado el ensayo, la superficie opuesta de la probeta o pieza de ensayo no debe presentar deformación o marcas visibles. 3.4.9 La distancia entre centros de dos impresiones adyacentes o del centro de una impresión, al borde de la probeta, no debe ser menor de 2,5 veces la diagonal de la impresión y no menor de 3 mm.
1) No existe un procedimiento general para convertir adecuadamente la dureza Vickers a otras escalas de dureza o a la resistencia a la tracción del material. El uso de las tablas de conversión existentes se debe evitar, excepto en casos especiales, en los que se han realizado ensayos comparativos y se tiene una base cierta sobre valores de conversión. 2) La verificación de las máquinas de ensayo de dureza Vickers, y el calibrado de bloques patrón se realiza según las normas IRAM correspondientes (ver 4.2 y 4.3).
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4 Anexos 4.1 Para materiales anisótropos que presentan diferencias notables entre las medidas de las diagonales de una impresión, se indica en la norma particular del producto el valor máximo de dicha diferencia. 4.2 Hasta tanto n ose cuente con una norma IRAM sobre verificación de máquinas de ensayo de dureza Vickers, se usará la norma ISO R 146. 4.3 Hasta tanto no se cuente con una norma IRAM sobre calibrado de bloques patrones para máquinas de dureza Vickers, se usará la norma ISO R 640. 4.4 Si bien teniendo en cuenta lo establecido por el Sistema Métrico Legal Argentino (SIMELA), los valores de la carga debieran expresarse en newton, por el momento se ha respetado la situación real existente con el instrumental de ensayo actualmente en uso y porque, además, en este caso influye el error que se comete al tomar 1 kgf igual a 10 N, o sus respectivos valores múltiplos o submúltiplos. A medida que el instrumental se vaya renovando y esté calibrado para unidades SI, se irá haciendo la sustitución correspondiente.
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Anexo A (informativo)
BIBLIOGRAFÍA En el estudio de esta norma se han tenido en cuenta los antecedentes siguientes: ISO -
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION ISO R 81/67 - Vickers hardness test for steel (load 5 to 100 kgf)
COPANT - COMISIÓN PANAMERICANA DE NORMAS TÉCNICAS COPANT R 4/62 - Ensayo de dureza Vickers para acero AFNOR - ASSOCIATION FRANÇAISE DE NORMALISATION AFNOR NF A 03-154-65 - Essai de dureté Vickers de l'acier ASTM -
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS ASTM A 370/74 - Mechanical testing of steel products
BSI -
BRITISH STANDARDS INSTITUTION BS 427/61 Part 1 - Method for Vickers hardness test
DNA -
DEUTSCHER NORMENAUSSCHUSS DIN 50133/72 - Härteprüfung nach Vickers
IRANOR - INSTITUTO NACIONAL DE RACIONALIZACION Y NORMALIZACION UNE 7-054-73 - Determinación de la dureza en productos de acero por el método Vickers (cargas de 5 a 100 kgf) IRAM -
INSTITUTO ARGENTINO DE RACIONALIZACION DE MATERIALES IRAM 110-58 - Método de ensayo de dureza Vickers de los materiales metálicos
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Anexo B (informativo)
El estudio de esta norma ha estado a cargo de los organismos respectivos, integrados en la forma siguiente: Comisiones de ensayos mecánicos 4, 5 y 6 de la 3a. Convención Nacional para Racionalizar el Consumo de Aceros Comité de Normalización del IAS Subcomité de Nomenclatura, Símbolos y Ensayos del IRAM Integrante
Representa a:
Sr. Rodolfo ACHILLE Ing. Martín AZCONA Ing. Aldo BATTAGLIESE Ing. Domingo BIBARD Ing. Carlos A. DE LEÓN Ing. Fernando DELGADO Sr. Marcelo DRAGÁN Sr. Horacio ESPERÓN Ing. Juan C. FERA Sr. Domingo FERNÁNDEZ Ing. Héctor O. GARDELLA Ing. Carlos HERNÁNDEZ Ing. Oliva HERNÁNDEZ Ing. Blas LATERZA Téc. Germán LÓPEZ Ing. José F. LÓPEZ Ing. Leonardo R. MACLIS Dr. Enrique MIRÓ Ing. Julio MORELLI Ing. Carlos OPPICI Ing. Luis PONCE DE LEÓN Sr. Jorge RIVERA Sr. Atilio SANGUINETTI Dr. Carlos E. SOLIVEREZ Ing. Julián TYCHOJKIJ MATERIALES Lic. Rubén VALES
OBRAS SANITARIAS DE LA NACION CIS (ALTOS HORNOS ZAPLA) UNIVERSIDAD NACIONAL DE BUENOS AIRES UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL CIS (ACEROS OHLER S.A.) CIS (ALTOS HORNOS ZAPLA) SUBSECRETARIA DE OBRAS PUBLICAS ADEFA (MERCEDES BENZ ARGENTINA) ADEFA (FIAT CONCORD) CENTRO DE INDUSTRIALES SIDERÚRGICOS CIS (PROPULSORA SIDERÚRGICA S.A.I.C.) DÁLMINE SIDERCA S.A.I.C. ADEFA (CITROËN ARGENTINA) INSTITUTO ARGENTINO DE SIDERURGIA FAB. MIL. ARMAS PORTÁTILES "D. M." INSTITUTO ARGENTINO DE SIDERURGIA CIS (ALTOS HORNOS ZAPLA) CLIMA (FORTUNY HNOS. Y CÍA. S.A.) ADEFA (FORD MOTOR ARGENTINA S.A.) CORPORACIÓN DE EMPRESAS NACIONALES CIS (DÁLMINE SIDERCA S.A.I.C.) ACINDAR S.A. FERROCARRILES ARGENTINOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE JUJUY INSTITUTO ARGENTINO DE RACIONALIZACIÓN ADEFA (GENERAL MOTORS ARGENTINA)
COMITÉ GENERAL DE NORMAS (C.G.N.) Dr. E.J. BACHMANN Dr. E. CATALANO Ing. D.L. DONEGANI Ing. Agr. J.A. FERNÁNDEZ Dr. J. GARCÍA FERNÁNDEZ Dr. A. GROSSO Ing. A. KLEIN vc. - 6.3.2001
14
Ing. S. MARDYKS Prof. M.P. MESTANZA Dr. E. MIRÓ Prof. M. RODRÍGUEZ Ing. G. SCHULTE Ing. M. WAINSZTEIN
DE
CDU 669.14:620. 178.152.341
