Cuando se trata de evaluar la resistencia y durabilidad de los materiales, una de las pruebas más importantes es la prueba de dureza. Prueba de dureza Vickers Es particularmente útil para medir la dureza de un material y se utiliza ampliamente en diversas industrias, incluidas la metalurgia, la fabricación y la ciencia de los materiales. Número de dureza Vickers (VHN) Proporciona información valiosa sobre la resistencia de un material a la indentación y la deformación.
En este artículo, exploraremos el Número de Dureza Vickers (VHN) en detalle, explicaremos cómo funciona la Calculadora del Número de Dureza Vickers y le guiaremos paso a paso para usarla. Además, proporcionaremos ejemplos reales, exploraremos la fórmula de cálculo y responderemos a 20 preguntas frecuentes para ayudarle a comprender mejor las pruebas de dureza Vickers.
¿Qué es el número de dureza Vickers?
La Número de dureza Vickers (VHN) Es una unidad de medida que cuantifica la dureza de un material. Se determina aplicando una fuerza específica a un indentador de diamante y midiendo el tamaño de la huella dejada en la superficie del material. El VHN se utiliza comúnmente para evaluar materiales como metales, cerámicas y polímeros.
La prueba de dureza Vickers se considera una de las más versátiles, ya que puede utilizarse para una amplia gama de materiales, desde metales blandos hasta aleaciones duras. También es eficaz para materiales con recubrimientos delgados o piezas pequeñas.
Cómo se mide el número de dureza Vickers
Para realizar una prueba de dureza Vickers, se realizan los siguientes pasos:
- Aplicar una fuerza conocida (medido en kilogramos-fuerza, kg-f) a un penetrador de diamante, que tiene forma piramidal cuadrada.
- El penetrador se presiona en la superficie del material durante un período de tiempo específico.
- Mida las longitudes diagonales de la sangría dejada en el material.
- Luego se calcula el número de dureza Vickers utilizando la fuerza aplicada y el tamaño de la sangría.
El número de dureza Vickers se calcula mediante la siguiente fórmula:
Número de dureza Vickers (VHN) = 1.854 × (Fuerza/Indentación²)
Lugar:
- FORCE es la fuerza aplicada en kilogramos-fuerza (kg-f).
- sangría es la longitud media de la diagonal de la sangría en milímetros (mm).
Cómo utilizar la calculadora de dureza Vickers
Usando el Calculadora del número de dureza Vickers Es simple e intuitiva. La calculadora requiere dos entradas clave:
- Fuerza (kg-f): La cantidad de fuerza aplicada durante la prueba, medida en kilogramos-fuerza.
- Sangría (mm): La longitud diagonal de la hendidura dejada por el penetrador de diamante, medida en milímetros.
Guía paso por paso:
- Ingrese la Fuerza:
Introduzca el valor de la fuerza aplicada al material en la prueba de dureza Vickers. Generalmente se expresa en kilogramos-fuerza (kg-f). - Introduzca el tamaño de sangría:
Introduzca la longitud medida de la diagonal de la hendidura en milímetros (mm). Este valor se suele obtener con un microscopio u otro instrumento de aumento que permite medir con precisión la hendidura dejada por el penetrador de diamante. - Haga clic en el botón Calcular:
Tras introducir los valores de fuerza y tamaño de la indentación, haga clic en el botón "Calcular dureza Vickers". La calculadora calculará la dureza Vickers según la fórmula. - Ver el resultado:
El número de dureza Vickers calculado se mostrará en la pantalla. Este número cuantifica la dureza del material probado; los valores más altos indican materiales más duros.
Ejemplo de uso de la calculadora de dureza Vickers
Veamos un ejemplo para entender cómo utilizar la calculadora de número de dureza Vickers:
Ejemplo 1:
- Fuerza aplicada (kg-f) = 10 kg-f
- Sangría (mm) = 0.5 mm
Usando la fórmula:
Número de dureza Vickers (VHN) = 1.854 × (10 / 0.5²)
VHN = 1.854 × (10 / 0.25)
VHN = 1.854 × 40
VHN = 74.16
Entonces, el número de dureza Vickers para este material es 74.16.
Ejemplo 2:
- Fuerza aplicada (kg-f) = 20 kg-f
- Sangría (mm) = 0.8 mm
Usando la fórmula:
Número de dureza Vickers (VHN) = 1.854 × (20 / 0.8²)
VHN = 1.854 × (20 / 0.64)
VHN = 1.854 × 31.25
VHN = 57.93
En este caso, el número de dureza Vickers para este material es 57.93.
Información útil sobre la prueba de dureza Vickers
- Comprensión de la fuerza y la sangría:
La prueba de dureza Vickers mide la capacidad del material para resistir la deformación bajo una fuerza específica. La dureza aumenta a medida que disminuye el tamaño de la indentación para una fuerza dada. Una indentación más pequeña indica un material más duro. - La importancia de la constante 1.854:
La constante 1.854 de la fórmula se deriva de la geometría del indentador piramidal de diamante utilizado en la prueba Vickers. Sirve para convertir el tamaño de la indentación en un valor de dureza significativo. - Por qué es importante la dureza Vickers:
El índice de dureza Vickers proporciona información valiosa sobre la capacidad del material para resistir el desgaste, la abrasión y otras tensiones mecánicas. Es crucial en industrias como la aeroespacial, la automotriz y la manufacturera, donde la resistencia del material es esencial. - Limitaciones de la prueba de dureza Vickers:
Si bien la prueba de dureza Vickers es versátil, puede verse afectada por las condiciones de la superficie, como la rugosidad o los recubrimientos, que pueden alterar el tamaño de la indentación. Por lo tanto, es importante garantizar las condiciones de prueba adecuadas para obtener resultados precisos. - Comparación con otras pruebas de dureza:
La prueba de dureza Vickers se compara a menudo con otras pruebas de dureza, como las de Brinell y Rockwell. Cada método tiene sus ventajas, pero la prueba Vickers es especialmente útil para muestras pequeñas o delgadas, así como para materiales con un amplio rango de dureza.
20 Preguntas frecuentes (FAQ)
¿Puede cambiar el número de dureza Vickers con el tratamiento de superficie?
Sí, los tratamientos superficiales como recubrimientos o tratamientos térmicos pueden alterar la dureza de un material, y la prueba Vickers se puede utilizar para evaluar estos cambios.
¿Qué es el número de dureza Vickers (VHN)?
El número de dureza Vickers es una medida de la dureza de un material, determinada por el tamaño de la sangría dejada por un penetrador de diamante bajo una fuerza específica.
¿Para qué se utiliza la prueba de dureza Vickers?
Se utiliza para evaluar la dureza de materiales como metales, cerámicas y polímeros, proporcionando información sobre su capacidad para resistir el desgaste y la deformación.
¿Cómo se calcula el número de dureza Vickers?
Se calcula utilizando la fórmula: VHN = 1.854 × (Fuerza / Indentación²), donde la Fuerza se aplica en kg-f y la Indentación se mide en mm.
¿Qué unidades se utilizan en la prueba de dureza Vickers?
La fuerza se mide en kilogramos-fuerza (kg-f) y el tamaño de la sangría se mide en milímetros (mm).
¿Qué indica un número de dureza Vickers más alto?
Un VHN más alto indica un material más duro y resistente a la deformación y al desgaste.
¿Se puede utilizar el número de dureza Vickers para todos los materiales?
Sí, la prueba de dureza Vickers es versátil y se puede utilizar para una amplia gama de materiales, desde metales blandos hasta cerámicas duras.
¿Por qué se utiliza la constante 1.854 en la fórmula?
La constante 1.854 se deriva de la geometría del penetrador de diamante y es necesaria para calcular la dureza a partir del tamaño de la sangría.
¿Qué tan precisa es la prueba de dureza Vickers?
La prueba de dureza Vickers es muy precisa, especialmente para muestras pequeñas o delgadas, siempre que la superficie esté limpia y lisa.
¿Cuál es la principal ventaja de la prueba de dureza Vickers?
La prueba Vickers es muy versátil y se puede utilizar en muestras pequeñas, materiales delgados o recubrimientos.
¿Qué factores afectan la precisión de la prueba de dureza Vickers?
La rugosidad de la superficie, el tamaño de la penetración y la precisión de la medición de la penetración pueden afectar la exactitud.
¿Cómo se compara la dureza Vickers con otras pruebas de dureza como Brinell?
Vickers es más preciso para muestras pequeñas y se puede utilizar en una gama más amplia de materiales, mientras que Brinell es mejor para muestras más grandes y rugosas.
¿Cómo se mide el tamaño de la sangría?
El tamaño de la sangría generalmente se mide utilizando un microscopio o un equipo óptico especializado que puede medir con precisión la longitud diagonal de la sangría.
¿Qué nos dice el número de dureza Vickers sobre un material?
Nos indica qué tan resistente es el material a la indentación y a la deformación, lo que proporciona una idea de su durabilidad y resistencia.
¿Se puede utilizar la prueba de dureza Vickers para materiales delgados?
Sí, es particularmente útil para probar materiales delgados o recubrimientos, ya que la prueba utiliza un penetrador pequeño.
¿Qué fuerza se utiliza normalmente en la prueba de dureza Vickers?
La fuerza utilizada en la prueba puede variar dependiendo del material que se esté probando, pero normalmente oscila entre 1 y 100 kg-f.
¿La prueba de dureza Vickers es adecuada para todos los materiales?
Si bien es versátil, la prueba de dureza Vickers es la más adecuada para materiales que pueden soportar la fuerza aplicada sin fracturarse.
¿Cómo afecta la temperatura a la prueba de dureza Vickers?
Las temperaturas extremas pueden alterar la dureza del material y afectar los resultados de la prueba, por lo que es mejor realizarla a temperatura ambiente.
¿Cuál es la relación entre la dureza Vickers y la resistencia del material?
Generalmente, los materiales más duros tienen mayor resistencia, pero la dureza Vickers es solo un aspecto de las propiedades mecánicas generales de un material.
¿Cuáles son algunas aplicaciones de la prueba de dureza Vickers?
La prueba de dureza Vickers se utiliza ampliamente en industrias como la automotriz, la aeroespacial y la manufacturera para el control de calidad y la selección de materiales.