¿Cómo medir la dureza de las piezas fundidas en arena de acero?

Como proveedor deFundición en arena de aceroA menudo me preguntan cómo medir la dureza de las piezas de acero fundidas en arena. Es un aspecto crucial, especialmente cuando se trata dePieza de fundición en arena de maquinaria pesadayFundición en arena de metales. La dureza puede decir mucho sobre la calidad y el rendimiento de estas piezas. Entonces, profundicemos en las diferentes formas de medir la dureza de las piezas fundidas en arena de acero.

Por qué es importante medir la dureza

Antes de entrar en los métodos, hablemos de por qué es tan importante medir la dureza de las piezas de acero fundidas en arena. La dureza es una propiedad clave que afecta la resistencia al desgaste, la resistencia y la maquinabilidad de una pieza. Para piezas de maquinaria pesada, una pieza de alta dureza puede soportar más tensión y desgaste con el tiempo, lo que significa una vida útil más larga y menos tiempo de inactividad por mantenimiento. En la fundición en arena de metal, obtener la dureza adecuada garantiza que la pieza cumpla con las especificaciones de diseño y funcione como se espera.

Métodos comunes de prueba de dureza

Prueba de dureza Brinell

La prueba de dureza Brinell es uno de los métodos más antiguos y utilizados. Así es como funciona. Se utiliza una bola dura (normalmente hecha de carburo de tungsteno) y se presiona contra la superficie de la pieza de acero fundida en arena con una carga específica durante un período de tiempo determinado. Después de eso, mide el diámetro de la hendidura que queda en la superficie. El número de dureza Brinell (BHN) se calcula en función de la carga y el tamaño de la indentación.

La ventaja de la prueba Brinell es que proporciona un valor de dureza promedio en un área relativamente grande. Esto es ideal para piezas de acero fundidas en arena porque pueden tener algunas irregularidades en la superficie o pequeñas inclusiones. Sin embargo, es un poco destructivo, ya que deja una hendidura visible en la pieza. Además, no es adecuado para piezas muy finas o pequeñas.

Prueba de dureza Rockwell

La prueba de dureza Rockwell es otro método popular. En esta prueba, se utiliza un cono de diamante o una bola de acero duro como penetrador. Primero, se aplica una carga menor para asentar el penetrador en la superficie de la pieza. Luego, se agrega una carga importante por un período corto. Después de retirar la carga principal, se mide la profundidad de la hendidura. El número de dureza Rockwell se basa en la diferencia de profundidad antes y después de la carga principal.

La prueba de Rockwell es rápida y fácil de realizar. Se puede utilizar en una amplia gama de piezas de acero fundidas en arena, incluidas las delgadas y pequeñas. Hay diferentes escalas en la prueba de Rockwell (como A, B, C) y usted elige la adecuada según la dureza del material. Pero solo mide la dureza en un único punto, por lo que si la pieza tiene variaciones de dureza, es posible que necesites tomar varias medidas.

Prueba de dureza Vickers

La prueba de dureza Vickers utiliza una pirámide de diamante de base cuadrada como penetrador. Se aplica una carga al penetrador, que lo presiona contra la superficie de la pieza de acero fundida en arena. Después de retirar la carga, mide las longitudes diagonales de la hendidura dejada en la superficie. El número de dureza Vickers (HV) se calcula a partir de la carga y el área de la indentación.

Una de las grandes ventajas de la prueba de Vickers es su precisión. Se puede utilizar en una variedad de materiales y tamaños de piezas y proporciona un valor de dureza más preciso en comparación con otros métodos. También es bueno para medir la dureza de áreas pequeñas o capas delgadas de la pieza. Sin embargo, lleva un poco más de tiempo que la prueba de Rockwell y el equipo puede ser más caro.

Factores que afectan la medición de la dureza

Al medir la dureza de piezas de acero fundidas en arena, existen varios factores que pueden afectar los resultados.

Acabado superficial

El acabado superficial de la pieza es muy importante. Si la superficie es rugosa o tiene incrustaciones, puede afectar la precisión de la medición de la dureza. Antes de realizar la prueba, es importante preparar la superficie adecuadamente. Es posible que necesites esmerilar o pulir la superficie para obtener un área lisa y plana para el penetrador.

Tratamiento térmico

El tratamiento térmico es un proceso común en la fundición en arena de acero. Puede cambiar significativamente la dureza de la pieza. Por ejemplo, el temple y revenido pueden aumentar la dureza y mejorar las propiedades mecánicas. Si la pieza ha sido sometida a un tratamiento térmico, es necesario asegurarse de que la medición de la dureza se realice en el momento adecuado y en las condiciones adecuadas.

Microestructura

La microestructura de la pieza de acero fundida en arena también influye en la dureza. Las diferentes fases de la microestructura, como ferrita, perlita y martensita, tienen diferentes valores de dureza. Por ejemplo, la martensita es muy dura, mientras que la ferrita es relativamente blanda. Comprender la microestructura puede ayudarle a interpretar correctamente los resultados de dureza.

Consejos para una medición precisa de la dureza

Para obtener mediciones precisas de la dureza de piezas de acero fundidas en arena, a continuación se ofrecen algunos consejos.

Selección de muestra

Elija una muestra representativa del lote de piezas. Si las piezas tienen diferentes formas o tamaños, asegúrese de probar piezas en diferentes lugares del proceso de fundición para tener en cuenta cualquier variación.

Múltiples medidas

Tome varias medidas de dureza en cada pieza. Esto ayuda a tener en cuenta cualquier variación local en la dureza. Luego puede calcular el valor de dureza promedio y también observar el rango de valores para tener una idea de la uniformidad de la dureza.

Calibración

Calibre periódicamente su equipo de prueba de dureza. Esto asegura que las mediciones sean precisas y confiables. Siga las instrucciones del fabricante para la calibración y mantenga registros de los resultados de la calibración.

Conclusión

Medir la dureza de las piezas fundidas en arena de acero es un paso importante para garantizar la calidad y el rendimiento de estas piezas. Ya sea que utilice la prueba de dureza Brinell, Rockwell o Vickers, cada método tiene sus propias ventajas y limitaciones. Si comprende los factores que afectan la medición de la dureza y sigue los consejos para realizar pruebas precisas, podrá obtener valores de dureza confiables.

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Referencias

Comité del Manual de la MAPE. (2000). Manual de ASM Volumen 8: Evaluación y pruebas mecánicas. ASM Internacional.
Callister, WD y Rethwisch, DG (2014). Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción. Wiley.