Dureza
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Dureza, capacidad de una sustancia sólida para resistir deformación o abrasión de su superficie. Se aplican varias interpretaciones al término en función de su uso.
Sumario
Definiciones
Debido a la amplia variedad de dureza que existe, se dividen según:
- Dureza de las radiaciones (Física nuclear): poder de penetración de las mismas; es tanto mayor cuanto más pequeña sea su longitud de onda.
- Mineral: resistencia de los minerales a ser rayados.
- Dureza del agua (Química): el agua que contiene en disolución cantidades apreciables de compuestos de calcio y magnesio se denomina dura porque la acción química de estos compuestos sobre el jabón origina un producto insoluble.
En mineralogía, la dureza se define como la resistencia al rayado de la superficie lisa de un mineral. Una superficie blanda se raya con más facilidad que una dura; de esta forma un mineral duro, como el diamante, rayará uno blando, como el grafito, mientras que la situación inversa nunca se producirá.
Medidores de dureza
Los medidores de dureza sirven para determinar la dureza superficial. Existen para medir metal, plástico, goma, tejidos, etc. Los medidores de dureza muestran la dureza en Rockwell B, Rockwell C, Vickers HV, Brinell HB, Shore, HS, Leeb HL o en una unidad de dureza DIN ISO. Estos medidores de dureza son especialmente apreciados en los ámbitos de producción, de control de calidad y de servicio técnico gracias a su movilidad.
Principio
El principio de las mediciones de la dureza de los materiales es siempre el mismo. Sólo existe la distinción entre el procedimiento estático y dinámico de la medición de dureza (explicación de ambos procedimientos para realizar la medición de la dureza). Con los medidores de dureza para materiales metálicos se puede comprobar de un modo rápido y preciso la dureza superficial del acero, hierro fundido, el acero de herramientas, acero noble, aleaciones de aluminio, cobre y bronce. Hay otros aparatos que sirven para determinar la dureza Shore de la goma, los plásticos o los tejidos.
Shore
La dureza Shore es un valor característico del material de trabajo para elastómeros y plásticos. Los medidores de dureza Shore para goma y materiales de trabajo similares están compuestos de un lápiz cargado por resorte, cuya elasticidad cuando penetra en la prueba sirve como medida para la dureza Shore correspondiente, que se indica en una escala de 0 Shore (2,5 milímetros de penetración) hasta 100 Shore (0 milímetros de penetración).
Brinell
La medición de dureza desarrollada por Brinell suele usarse para metales blandos y de dureza media, acero de construcción no aleado o aleaciones de aluminio, para madera y materiales de trabajo con estructuras irregulares, como p.e. hierro fundido. Para ello se presiona una bola de acero o de metal duro con una fuerza de medición definida en la superficie del material de trabajo.
Vickers
Su nombre lo recibe de la constructora británica de aviones Vickers. Se mide materiales de trabajo duros, pero también se mide la dureza en materiales de pared delgada o endurecidos superficialmente y en zonas marginales. A diferencia de la medición de dureza Rockwell se presiona una pirámide de diamante equilátera con un ángulo de apertura de 136º con una fuerza de medición definida en el material de trabajo.
Rockwell
La dureza Rockwell HRC de un material de trabajo se define por la profundidad de penetración de una probeta de ensayo de diamante con forma cónica. Con una fuerza de medición definida se precarga este cono con un ángulo de punto de 120º en la superficie del material de trabajo. La profundidad alcanzada por el penetrador sirve como plano de comparación. A continuación se presiona el penetrador con la carga principal durante un máximo de seis segundos. Después se elimina la carga principal, manteniendo solamente la precarga. La diferencia de las profundidades anteriores y posteriores a la carga principal es la medida para la dureza Rockwell del material de trabajo.
Escala de Mohs
La dureza relativa de los minerales se determina gracias a la escala de dureza de Mohs, nombre del mineralogista alemán Friedrich Mohs que la ideó. En esta escala, diez minerales comunes están clasificados en orden de creciente dureza recibiendo un índice:
- Talco: 1
- Yeso: 2
- Calcita: 3
- Fluorita: 4
- Apatito: 5
- Ortosa (feldespato): 6
- Cuarzo: 7
- Topacio: 8
- Corindón: 9
- Diamante: 10
La dureza de una muestra se obtiene determinando qué mineral de la escala de Mohs lo raya. Así, la galena, que tiene una dureza de 2,5, puede rayar el yeso y es rayado por la calcita. La dureza de un mineral determina en gran medida su durabilidad. La dureza está relacionada con la solidez, la durabilidad y la resistencia de sustancias sólidas, y, en sentido amplio, este término suele extenderse para incluir todas estas propiedades. Pero es muy importante no confundir con tenacidad.
