Espesor mínimo para el ensayo de dureza del acero para herramientas
Un ensayo de dureza presiona un penetrador contra la pieza, y el material alrededor de la huella se deforma con él. Si la pieza es demasiado delgada para la carga, la lectura ya no corresponde a la dureza del material. Esta página recoge los límites de espesor publicados para cada carga Rockwell y Brinell.
La regla detrás de los límites
La tabla sigue un espesor de al menos diez veces la profundidad de la huella para penetradores de diamante y quince veces para penetradores de bola. Los valores publicados se establecieron sobre acero de bajo carbono y sobre fleje de acero templado y revenido, por lo que son una guía verificada con datos de ensayo más que un límite teórico.
Un número Rockwell equivale a 0,002 mm de profundidad en las escalas estándar y a 0,001 mm en las escalas superficiales. Una lectura de 60 HRC significa por tanto que el penetrador penetró 0,08 mm en la pieza entre la carga menor y la carga mayor, y los límites siguientes son esa aritmética aplicada a cada escala.
El material más delgado que la última fila de la tabla debe ensayarse mediante un método de microindentación. Para un penetrador Vickers la pieza debe tener al menos 1,5 veces la diagonal de la huella de espesor, y para un penetrador Knoop al menos la mitad de la diagonal larga.
Después del primer ensayo, examine la cara directamente bajo la huella. Un abultamiento o una marca en la cara inferior es el efecto del yunque, lo que significa que la pieza es demasiado delgada para esa carga y debe usarse la siguiente escala más ligera. Inspeccione también el yunque, porque una superficie de yunque dañada hace que las lecturas siguientes salgan bajas.
No se permite apilar probetas delgadas para conseguir espesor, porque las piezas se deslizan entre sí. Cuando todavía sea válida más de una escala, use la carga más pesada, porque la huella mayor abarca más material y devuelve un valor más representativo de la pieza.
Dureza mínima para el ensayo Rockwell en cada espesor
Lea la fila correspondiente al espesor de la pieza. Si la pieza es más dura que el valor de esa columna, la escala y la carga no pueden usarse de forma segura y debe elegirse la siguiente escala más ligera.
| Espesor mm | Espesor en. | A 60 kgf | D 100 kgf | C 150 kgf | 15N 15 kgf | 30N 30 kgf | 45N 45 kgf |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.127 | 0.005 | … | … | … | … | … | … |
| 0.152 | 0.006 | … | … | … | 92 | … | … |
| 0.203 | 0.008 | … | … | … | 90 | … | … |
| 0.254 | 0.010 | … | … | … | 88 | … | … |
| 0.305 | 0.012 | … | … | … | 83 | 82 | 77 |
| 0.356 | 0.014 | … | … | … | 76 | 78.5 | 74 |
| 0.381 | 0.015 | … | … | … | … | … | … |
| 0.406 | 0.016 | 86 | … | … | 68 | 74 | 72 |
| 0.457 | 0.018 | 84 | … | … | (a) | 66 | 68 |
| 0.508 | 0.020 | 82 | 77 | … | (a) | 57 | 63 |
| 0.559 | 0.022 | 78 | 75 | 69 | (a) | 47 | 58 |
| 0.610 | 0.024 | 76 | 72 | 67 | (a) | (a) | 51 |
| 0.635 | 0.025 | … | … | … | (a) | (a) | … |
| 0.660 | 0.026 | 71 | 68 | 65 | (a) | (a) | 37 |
| 0.711 | 0.028 | 67 | 63 | 62 | (a) | (a) | 20 |
| 0.762 | 0.030 | 60 | 58 | 57 | (a) | (a) | (a) |
| 0.813 | 0.032 | (a) | 51 | 52 | (a) | (a) | (a) |
| 0.864 | 0.034 | (a) | 43 | 45 | (a) | (a) | (a) |
| 0.889 | 0.035 | … | … | … | (a) | (a) | (a) |
| 0.914 | 0.036 | (a) | (a) | 37 | (a) | (a) | (a) |
| 0.965 | 0.038 | (a) | (a) | 28 | (a) | (a) | (a) |
| 1.016 | 0.040 | (a) | (a) | 20 | (a) | (a) | (a) |
Fuente: ASM Handbook, Vol. 8, valores mínimos de dureza del metal de trabajo para ensayar diversos espesores de metales con durómetros Rockwell estándar y superficial. (a) significa que no hay dureza mínima para metal de espesor igual o mayor. La tabla de origen también incluye las columnas de penetrador de bola para las escalas B, F, G, 15T, 30T y 45T, que se aplican a metales blandos como las aleaciones de cobre y aluminio y no se reproducen aquí.
Ejemplo resuelto para un fleje delgado endurecido
El caso que decide en qué escala puede ensayarse una sección delgada endurecida es un fleje de acero para herramientas de 0,36 mm (0,014 in.) a 63 HRC, que es demasiado delgado para la escala C.
Un valor de 63 HRC necesita unos 0,71 mm (0,028 in.) de espesor para un ensayo válido en la escala C, por lo que el fleje no puede ensayarse en esa escala. Convertido a las escalas superficiales, 63 HRC es aproximadamente 69,9 HR45N, 80,1 HR30N y 91,4 HR15N.
La escala 45N queda descartada, porque la tabla exige al menos 74 HR45N a ese espesor. La escala 30N exige al menos 80 HR30N y la escala 15N al menos 76 HR15N, por lo que puede usarse cualquiera de las dos.
Entre las dos, la 30N es la mejor opción. Un punto de dureza en la escala 30N equivale a aproximadamente medio punto en la escala 15N en el rango de acero duro, por lo que la escala 30N separa mejor las pequeñas diferencias.
Espesor mínimo para el ensayo Brinell
La bola Brinell deja una impresión mayor y más profunda que el penetrador Rockwell, por lo que el límite de espesor se alcanza antes. La tabla indica la dureza mínima que puede ensayarse de forma segura con dos espesores de probeta con una bola de 10 mm.
| Espesor mínimo mm | Espesor mínimo en. | 3000 kgf load | 1500 kgf load | 500 kgf load |
|---|---|---|---|---|
| 1.6 | 0.0625 | 602 | 301 | 100 |
| 3.2 | 0.125 | 301 | 150 | 50 |
Fuente: ASM Handbook, Vol. 8, requisitos de espesor mínimo para los ensayos de dureza Brinell. Una probeta debe tener al menos diez veces la profundidad de la impresión de espesor, que es 3,2 mm (0,125 in.) para una lectura de 300 HB a 3000 kgf. El material por encima de 375 HB, unos 40 HRC, pasa a la escala Rockwell C o a Vickers.
Dónde importan los límites en el acero para herramientas
El material para cuchillas, las cuchillas de hendido, las matrices de calce y las hojas de sierra llegan endurecidos y delgados. La escala C normalmente queda descartada en el último margen de rectificado, y las escalas superficiales N son el método que sigue siendo válido.
La misma lógica de espesor se aplica a una capa nitrurada o endurecida por inducción. Una carga que atraviesa la capa lee la dureza del núcleo y el valor sale bajo.
La lectura debe tomarse sobre una superficie plana rectificada, lejos del borde cizallado o cortado con láser, y sobre material por debajo de la capa descarburada. Una preparación superficial que caliente o deforme en frío la superficie cambia el valor que se obtiene.
Antes de cotizar un valor de dureza
Los límites de esta página suponen una probeta limpia, plana y paralela. Un radio, una rebaba, un borde cizallado o un yunque dañado alteran el resultado, y el menor de esos efectos es mayor que la tolerancia del propio ensayo.
Los valores son datos de referencia publicados. Confirme los criterios de aceptación, la escala y la ubicación del ensayo según la norma que rige su propio producto, y mantenga la lectura dentro de la banda válida de la escala que elija.
Páginas de referencia relacionadas en este sitio: Factores de corrección del ensayo de dureza para barra redonda, Métodos de ensayo de dureza, Calculadora de conversión de dureza del acero para herramientas, Verificación de la calidad del acero para herramientas, Suministro de acero para herramientas.
Fuente: ASM Handbook, Volume 8, Mechanical Testing and Evaluation (ASM International), artículo Macroindentation Hardness Testing de Edward L. Tobolski, Wilson Instruments Division, Instron Corporation y Andrew Fee, Consultor, y artículo Selection and Industrial Applications of Hardness Tests de Andrew Fee, Consultor. Los valores se reproducen solo como referencia. Aobo Steel suministra acero para herramientas en condición recocida.