Cómo inspeccionar la dureza de chapa fina: HV, HRB, fuerza de ensayo y espesor del material

1. Defina qué parte del material necesita medir

«Medir la dureza de esta chapa» no es suficientemente preciso. ¿Compras comprueba el sustrato en estado de suministro, ingeniería estudia una zona deformada tras el plegado o se pretende caracterizar un recubrimiento? Las posiciones de muestreo, la preparación y los métodos adecuados pueden variar. Un resultado no sirve para los tres fines.

Por ejemplo, si el certificado de material tiene un campo de dureza vacío, compruebe primero si el pedido exige ese ensayo y si existe otro informe. Un campo vacío no significa cero ni aceptación automática. Si una SDS o un informe ambiental no indica la dureza y las condiciones de ensayo de ese lote, el nombre del grado no permite completar el valor ausente.

En un recubrimiento fino, reducir la fuerza Vickers no garantiza medir únicamente la capa. Compruebe el ámbito del método respecto a legibilidad de la huella, espesor de capa y dirección de medida. Cuando sea necesario, el laboratorio seleccionará un método adecuado en sección o de indentación instrumentada. El ámbito de ISO 6507-1:2023 diferencia las condiciones para medir recubrimientos sobre superficie y en sección.

• Ámbito de ISO 6507-1:2023

2. HV y HRB no son simples sufijos diferentes

La dureza Vickers, HV, se obtiene dejando una huella con una pirámide de diamante y midiendo sus dos diagonales. Rockwell utiliza la diferencia de profundidad de penetración durante una secuencia prescrita de carga y descarga. Las lecturas tienen bases distintas: 200 HV y 80 HRBW no se pueden ordenar por magnitud numérica ni tratar como la misma cantidad tras omitir la escala. Método Vickers y medición de diagonales; guía NIST de dureza Rockwell, capítulo 2

Conserve la designación de fuerza tras HV. HV 0.5 corresponde a 0.5 kgf, aproximadamente 4.903 N, no a 0.5 N. Registre también la fuerza real y el tiempo de mantenimiento. Si este queda fuera del intervalo habitual prescrito por el método, inclúyalo en la designación según corresponda. No deduzca las condiciones solo de una visualización abreviada del software. Tabla de fuerzas Vickers de Mitutoyo

HRB es una designación habitual de la escala Rockwell B. Los resultados con bola de carburo de tungsteno pueden indicarse como HRBW; W identifica el material del penetrador. Ante un requisito HRB en un plano antiguo, compruebe la edición del método, la bola y la designación completa del informe. No dé por demostrada la equivalencia entre condiciones con penetradores distintos. Escalas Rockwell y designaciones de bolas de Mitutoyo

Distinga Rockwell convencional y Rockwell superficial. Este último tiene combinaciones de fuerzas y escalas propias, como HR15T y HR30T. «Superficial» no significa que el resultado represente solo el recubrimiento. La selección también depende del espesor de probeta y capa objetivo, del intervalo de dureza y de los requisitos del pedido. Ámbito de ISO 6508-1:2023

• Método Vickers y medición de diagonales
• Guía NIST de dureza Rockwell, capítulo 2
• Tabla de fuerzas Vickers de Mitutoyo
• Escalas Rockwell y designaciones de bolas de Mitutoyo
• Ámbito de ISO 6508-1:2023

3. La cara posterior y el apoyo pueden influir en una chapa fina

El material alrededor de la huella también se deforma bajo carga. Si la probeta es demasiado fina para la huella seleccionada, la cara posterior o el apoyo pueden afectar la lectura. El balanceo, la flexión o la suciedad atrapada también cambian las condiciones. Las marcas anómalas en el reverso son pistas útiles, pero su ausencia no demuestra por sí sola la validez del ensayo.

Compruebe los requisitos de espesor de la norma junto con material, intervalo de dureza, penetrador y fuerza. No asigne un único espesor mínimo en milímetros a todas las chapas de acero, aleaciones de cobre o capas. La guía técnica de Buehler también considera conjuntamente espesor, escala y apoyo. Espesor y apoyo en ensayos Rockwell

Apilar chapas finas no convierte la superior en una probeta maciza del espesor total. Las holguras, el deslizamiento y la deformación entre capas añaden efectos. El apilado no compensa el espesor material requerido por un ensayo convencional. Si la escala disponible no es adecuada, acuerde otro método conforme al pedido y la norma aplicable y conserve la justificación de aprobación. Preguntas de Instron sobre probetas finas y apilado

Una fuerza menor no siempre es mejor. Las huellas Vickers muy pequeñas son más difíciles de leer con fiabilidad y están más influidas por la superficie y el error de medida. Dentro del intervalo permitido, equilibre espesor, zona objetivo y legibilidad. No cambie repetidamente la fuerza para encontrar un valor que pase más fácilmente.

• Espesor y apoyo en ensayos Rockwell
• Preguntas de Instron sobre probetas finas y apilado

4. La preparación y los puntos deben seguir el objetivo de inspección

Antes de cortar probetas, registre bobina o lote original, chapa, cara, espesor real y posición de extracción. Controle los efectos térmicos y el endurecimiento por deformación durante corte, rectificado y pulido. No denomine «dureza de la chapa original» a un resultado si la preparación ha cambiado el estado medido. Golpear o aplanar repetidamente para asentar una probeta irregular también puede alterar la zona.

Al ensayar el sustrato recibido, explique cómo se tratan aceite, óxidos o recubrimientos y si retirarlos afecta la zona objetivo. Al ensayar una capa superficial, la preparación debe conservarla junto con su interfaz. Las probetas embutidas también requieren método, sujeción y apoyo adecuados; una preparación válida para observar una sección al microscopio no es automáticamente válida para cualquier ensayo Rockwell.

Respete las distancias del método entre huellas y respecto a los bordes; pueden variar con el material. No aplique sin más las separaciones del acero a una capa blanda ni mida junto a un borde cizallado y lo llame dureza del sustrato. Si el objetivo es examinar una zona endurecida por cizallado, mantenga esa ubicación y descríbala en un plan específico. Preparación Vickers y separación de huellas

El mapa debe permitir a otro inspector localizar el mismo tipo de zona, en lugar de indicar solo «tres puntos aleatorios». El plan define distribución, cantidad de puntos y lote representado. Añadir huellas en una pequeña zona no aumenta automáticamente su representatividad para toda la bobina.

• Preparación Vickers y separación de huellas

5. Relacione cada valor Vickers con su huella original

El siguiente registro de cálculo hipotético ilustra la relación entre datos. Se suponen tres huellas independientes en una probeta didáctica, todas a 0.5 kgf con mantenimiento de 15 s. Se supone que preparación, espesor y validez de los puntos ya se han confirmado según el método. Aquí no se especifican grado, espesor de chapa ni intervalo de aceptación.

Calcule la diagonal media mediante d=(d1+d2)/2. Con F en gf y d en μm, HV=1854.4F/d²; aquí F=500 gf. Fórmula Vickers y unidades

Para P1, 1854.4×500÷68.0²=200.5. Si el ejemplo se presenta redondeado a un entero, puede mostrarse aproximadamente como 201 HV 0.5, conservando ambas diagonales, tiempo y posición en el registro original. Las cifras, el redondeo y la expresión de resultados reales deben seguir el método adoptado, no copiar el formato de este ejemplo.

La tabla ilustra cálculo y registro, sin límites de aceptación. Estos tres números no permiten declarar conforme todo el lote. Compruebe también la legibilidad del contorno, que ambas diagonales cumplan los requisitos del método y el alcance representado por los puntos. Las imágenes ayudan a revisar, pero no sustituyen los registros del equipo y las condiciones.

• Fórmula Vickers y unidades

6. Establezca condiciones comparables antes de convertir

Si un informe del lote indica HV 0.5 y otro HRBW, determine primero qué método exige el pedido. Las tablas de conversión expresan relaciones aproximadas para materiales y condiciones concretos. No validan un ensayo inadecuado para chapa fina y el valor convertido no debe presentarse como una medida directa. Guía NIST, apartado 3.4.11

Aunque ambos informes indiquen HV, diferencias de fuerza, preparación o ubicación impiden comparar únicamente las cifras finales. Distinga chapa original y procesada, superficie y sección, sustrato y capa, y revise los datos originales. Que el instrumento muestre una conversión no significa que el pedido la acepte.

Si se necesita otra escala para controlar el proceso, establezca previamente una comparación válida para ese material y estado, con finalidad y aprobación definidas. La aceptación de compra sigue el indicador acordado. Si faltan condiciones claras, anote «evidencia comparable insuficiente; pendiente de revisión», sin declarar inmediatamente el material demasiado blando o duro.

• Guía NIST, apartado 3.4.11

7. Complete el informe y aplique la regla acordada

El informe debe vincular resultados con probetas y probetas con el lote recibido. Estos campos sirven para revisar el plan y el informe; el procedimiento real sigue la norma y el método de laboratorio adoptados.

Si un resultado supera un límite o se acerca a él, conserve los originales, revise la idoneidad del punto y del método y repita según lo acordado. Justifique y preserve la evidencia de huellas declaradas inválidas; no elimine un valor por ser más bajo. Si cada punto debe cumplir, una media conforme no oculta un fallo individual.

Tras aceptar la dureza, verifique conformado, montaje y función del resorte conforme a sus propios requisitos; consulte estado del material y retención de fuerza en contactos elásticos. Para comprar, aporte dureza requerida, espesor, estado superficial e informes. Si el método está por decidir, aclare si se controla el estado recibido o una propiedad local de la pieza terminada y acuerde condiciones practicables.

• Estado del material y retención de fuerza en contactos elásticos