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Ensayo de dureza Rockwell.

 

Este ensayo es similar al de Brinell en el que el número de dureza encontrado es una función del grado de penetración de la pieza de ensayo por la acción de un penetrador bajo una carga elástica dada. Difiere de este otro ensayo en que los penetradores y las cargas son menores, de ahí que la huella resultante sea menor y menos profunda. Es aplicable al ensayo de materiales que posean durezas que rebasen el alcance de la fuerza de Brinell.
El ensayo se realiza en una máquina especialmente diseñada que aplica la carga através de un sistema de pesas y palancas. El indentador o "penetrador" puede ser una bola de acero o un cono de diamante con una punta ligeramente redondeada. El valor de la dureza, según se lee en un indicador calatular especialmente graduado, es un número arbitrario que está inversamente relacionado con la profundidad de la huella.

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En la operación de la máquina se aplica inicialmente una pequeña carga de 10 Kg, la cual causa una penetración inicial que pone el penetrador sobre el material y lo mantiene en posición. La carátula se pone en la marca de "encendido" en la escala, y se aplica la carga principal; esta carga es usualmente de 60 o 100 Kg cuando se usa una bola de acero como penetrador, aunque pueden usarse otras cargas cuando resulte necesario y es, generalmente, de 150 Kg cuando se emplea el cono de diamante.

El penetrador esférico es normalmente de 1/16 plg de diámetro, pero otros de mayor diámetro tales como 1/8, 1/4, o 1/2 plg pueden emplearse para materiales suaves. Después de que la carga principal se aplica y retira, se toma la lectura de la dureza de la carátula mientras la carga menor permanece en posición.

No existe ningún valor de dureza de Rockwell designado para un solo número porque resulta necesario indicar cual indentador y cual carga se emplearon al hacer el ensayo.
En este procedimiento debido a la pequeñez de la penetración y a la manera
en que se le mide, existen algunas diferencias en la selección y preparación de las probetas, en comparación con el ensayo de Brinell. La superficie del ensayo debe ser plana y estar libre de escama, películas de óxido, fosas y materia extraña que pueda afectar a los resultados. Una superficie carcomida puede arrojar lecturas erráticas debido a la cercanía de algunas indentaciones al borde de una depresión,; esto permite el libre flujo del metal alrededor de la herramienta penetradora y resulta en una lectura baja. Las superficies aceitadas generalmente arrojan lecturas ligeramente más bajas que las secas debido a la fricción reducida en el penetrador.
La superficie del fondo debe estar libre de escama, suciedad u otras materias extrañas que puedan aplastarse o fluir bajo la presión de ensayo afectando asi los resultados. Todos los ensayos de dureza deben hacerse sobre un solo espesor del material; el número de dureza determinado por penetración en una superficie curva es erróneo debido a la forma de la superficie.

La velocidad y el tiempo de la aplicación de la carga principal deben establecerse, respetarse, y reportarse al comparar los resultados. El amortiguador debe ajustarse de tal manera que la palanca operadora complete su viaje en cuatro o cinco segundos sin ninguna probeta en la máquina y con esta ajustada para aplicar una carga principal de 10 Kg; se especifica un intervalo de aplicación completa de la carga principal, no más de dos segundos.
El aparato de dureza superficial de Rockwell es una máquina para propósitos especiales, concebida especialmente para ensayos de dureza en que resulten posibles únicamente penetraciones someras y cuando se desee conocer la dureza de la probeta cerca de la superficie. Fue diseñado particularmente para ensayar el acero nitrurado, hojas para afeitar, trabajo ligeramente carburizado, y lámina de latón, bronce y acero.
El aparato superficial opera sobre el mismo principio que el aparato de Rockwell regular, pero emplea cargas menores y mayores más ligeras y posee un sistema de medición de la profundidad más sensitivo. En lugar de la carga menor de 10 Kg y las cargas mayores de 60,100,150 Kg de Rockwell regular, el aparato superficial aplica una carga menor de 3 Kg y cargas mayores de 15, 30 o 45 Kg. Un punto de dureza en la máquina superficial corresponde a una diferencia en profundidad de penetración de 0,001 mm.
Aparato de dureza de Vickers. Esta máquina es parecida a la de Brinell en la que se realiza una penetración y determina el número de dureza de la razón P/A de la carga P (Kg) al área superficial A de la penetración en mm2. El penetrador es una pirámide de base cuadrada en la cual el ángulo entre las caras opuestas es de 136º (ASTM E 92); la carga puede variar desde 5 hasta 120 Kg en incrementos de 5 Kg.
Al conducir un ensayo la probeta se coloca sobre el yunque y se eleva mediante un tornillo hasta que se acerque a la punta del penetrador. Accionando la palanca de marcha un brazo de carga con relacción de 20:1 se abre y la carga es lentamente aplicada al penetrador y seguidamente retirada. La operación de una palanca de pedal reajusta la máquina, después de bajar el yunque, se coloca un microscopio sobre la probeta y se mide la diagonal de la penetración cuadrada hasta 0,001 mm.
La máquina se arregla también para realizar ensayos con penetraciones de bola de 1 y 2 mm.

Una ventaja de la máquina aducida por algunos operadores radica en la medición de la huella: Una lectura mucho más exacta puede hacerse de la diagonal de un cuadrado que del diámetro de un círculo cuando la medición ha de hacerse entre dos tangentes del círculo. Es un método bastante rápido y puede usarse sobre metal tan delgado como 0,006 plg. se sostiene que resulta exacto para durezas tan altas como 1300 (aprox). 850 Brinell) y para indicar la finalidad de las superficies endurecidas de acero nitrurado. La dureza asi determinada parece conseguir un buen criterio de las cualidades de durabilidad del acero nitrurado.