Ensayo de dureza Vickers según ISO 6507 / ASTM E384
El ensayo de dureza Vickers es adecuado para el ensayo de todo tipo de metales y, por ello, es el que tiene el campo de aplicación más amplio. El método de ensayo de dureza Vickers se define en las normas ISO 6507 (Materiales metálicos. Ensayo de dureza Vickers. Parte 1: Método de ensayo) y ASTM E384 (Método de ensayo estándar para la dureza por microindentación (1gf - 200 gf) de materiales según los métodos Vickers y Knoop).
Procedimiento del ensayo de dureza de Vickers Cálculo de la dureza Vickers Aplicación de la fuerza de ensayo Distancia mínima de las indentaciones Ventajas e inconvenientes Durómetros Vickers
Por el contrario, para determinar la dureza Vickers en el rango de fuerzas estándar y bajas (200 gf - 120 kgf), se utiliza la ASTM E92.
Información general sobre el ensayo de dureza Vickers
En el ensayo de dureza Vickers, el indentador se compone de una pirámide de diamante con superficie de base cuadrada y ángulo de α = 136°. Se aplica a la probeta una fuerza de ensayo (a partir de 10 g según la norma) y se mantiene según el tiempo de parada.
Las longitudes de ambas diagonales de la huella residual se miden de forma óptica. La dureza Vickers se calcula a partir de la media de las diagonales y la fuerza de ensayo aplicada.
Secuencia del ensayo de dureza Vickers según las normas ISO 6507 y ASTM E384
En el ensayo de dureza Vickers, un método óptico, se mide el tamaño de la indentación que deja el indentador o las diagonales de la indentación. En cambio, los métodos de medición de la profundidad (solo Rockwell está normalizado) miden la profundidad de la indentación que deja el indentador.
Cuanto más grande sea la indentación que el indentador deja en la superficie de una pieza (una probeta) bajo una fuerza de ensayo definida, más blando será el material ensayado.
Para determinar la dureza Vickers (HV) según las normas ISO 6507 y ASTM E384, el indentador piramidal (con un ángulo diedro de 136°) se presiona contra una probeta (o pieza) con una carga de ensayo definida mínima de 1 gf.
Cálculo de la dureza Vickers
- La dureza Vickers HV se calcula como el cociente de la carga de ensayo aplicada F (en Newton N) y la superficie de la indentación permanente en la probeta (véase la fórmula a la derecha). Para calcular la superficie de la indentación piramidal permanente, se utiliza el valor medio de las dos diagonales d1 y d2 (en mm), ya que la superficie de base de las indentaciones Vickers no suele ser exactamente cuadrada.
- El rango de dureza Vickers recomendado puede consultarse en la norma (ISO 6507) y en la norma ASTM E384. Dependiendo de la carga de ensayo utilizada y del material de la probeta, se sitúa entre 1 y 3000 HV.
Aplicación de la fuerza de ensayo
- Idealmente, la fuerza de ensayo se incrementa de 0 a su valor final en 7 segundos (minimización de la incertidumbre de medida). El intervalo máximo permitido por la norma para el tiempo de aplicación es de 2 a 8 segundos (tiempo nominal 7 s).
- El tiempo de aplicación de la fuerza de ensayo suele ser de 10 a 15 segundos (tiempo nominal 14 s). En caso de un tiempo de aplicación más largo, la duración en segundos debe indicarse adicionalmente en el valor de dureza, p. ej.: 610 HV 10/30 (tiempo de aplicación de 30 s).
- Las fuerzas de ensayo utilizadas en el método Vickers a macroescala suelen ser mucho menores que en el método Brinell. Para la escala macro, los ensayos se realizan preferentemente a 49, 98, 196, 294, 490 y 980 N. En la práctica, 294 N es el más utilizado.
Distancia mínima de las indentaciones en el método Vickers según ISO 6507
La norma ISO 6507 define las distancias mínimas entre los puntos de ensayo (indentaciones) y el borde de la probeta para el método de ensayo Vickers. La razón de estas distancias mínimas es que deben evitarse las falsificaciones de los resultados de dureza que resultan de la deformación de la estructura del material.
Los valores mínimos que deben respetarse según las normas se indican en el diagrama de la izquierda.
Ventajas e inconvenientes del ensayo de dureza Vickers
El método Vickers ofrece las siguientes ventajas:
- Puede medir todos los materiales y componentes con Vickers, ya sean blandos o duros: el método cubre todo el rango de dureza.
- Solo hay un indentador que puede utilizarse para todos los métodos Vickers.
- Es posible realizar ensayos no destructivos y reutilizar la probeta.
El método Vickers tiene los siguientes inconvenientes:
- La superficie de la probeta debe estar en buen estado, ya que la indentación se mide ópticamente. Esto significa que el lugar del ensayo debe estar preparado; de lo contrario, es difícil realizar una evaluación precisa.
- El método es lento (en comparación con el método Rockwell). La secuencia de ensayo dura entre 30 y 60 segundos, sin incluir el tiempo de preparación de la probeta.
- Debido al requisito de realizar una evaluación óptica de la indentación, los durómetros Vickers deben estar equipados con un sistema óptico y, por lo tanto, su adquisición es más cara que la de los durómetros Rockwell.
- Básicamente, puede decirse que el método Vickers se está convirtiendo cada vez más en el método más común en la práctica debido a sus múltiples posibilidades de uso, a pesar de que haya que preparar la probeta y la evaluación del valor de dureza sea laboriosa.
