dureza Vickers

El ensayo de dureza Vickers mide la resistencia de un material a la deformación permanente presionando una pequeña pirámide de diamante en su superficie bajo una carga controlada y midiendo la indentación resultante. A diferencia de los métodos Rockwell o Brinell, que utilizan diferentes indentadores y escalas, Vickers utiliza una única pirámide cuadrada estandarizada de 136 grados que produce resultados en una escala unificada aplicable a una amplia gama de durezas de materiales. El resultado se expresa en unidades de HV (Hardness Vickers) o a veces HV seguido de la carga aplicada, como HV10 para una fuerza de 10 kilogramos.

El procedimiento de ensayo implica cargar la pirámide sobre una superficie preparada, típicamente a 9.8, 49 o 98 newtons (correspondientes aproximadamente a 1, 5 o 10 kilogramos-fuerza), y mantenerla durante un tiempo de permanencia definido. Después de descargar, la longitud de ambas diagonales de la indentación cuadrada se mide con un microscopio, y el promedio se utiliza para calcular la dureza. La fórmula convierte la geometría de la pirámide y la carga aplicada en un solo número, lo que facilita la clasificación de los materiales. Dado que la indentación es diminuta y medible con una precisión de submicrones, Vickers puede evaluar la dureza en superficies cementadas, recubrimientos delgados y microestructuras localizadas donde otros métodos fallan.

Variaciones y límites de aplicación

La dureza Vickers es teóricamente independiente de la carga, lo que significa que se debería obtener el mismo resultado independientemente de la fuerza aplicada; en la práctica, el endurecimiento por trabajo y los efectos superficiales introducen una variación menor, especialmente a cargas muy bajas por debajo de 1 kilogramo-fuerza. El método funciona igualmente bien en acero, hierro fundido, aleaciones no ferrosas, cerámicas y compuestos. Sin embargo, exige una superficie lisa, perpendicular y pulida, y una máquina de ensayo estable con aislamiento de vibraciones. Las superficies picadas, rugosas o curvas producen lecturas poco fiables. La baja velocidad y el requisito de medición microscópica hacen que Vickers sea más lento y costoso que las pruebas de dureza portátiles, por lo que se reserva para verificación, aceptación de materiales y caracterización mecánica detallada en lugar de controles de producción en taller.

La prueba fue desarrollada en la década de 1920 por la empresa de armamentos Vickers como un refinamiento de los métodos de indentación anteriores, y el nombre se ha mantenido a pesar de que Vickers como empresa dejó de ser el principal fabricante de equipos hace décadas. Los durómetros Vickers modernos están completamente automatizados, con etapas motorizadas, captura de imágenes digitales y medición automática de la indentación, eliminando gran parte del error humano que afectaba a la microscopía manual. Las aleaciones ferrosas suelen oscilar entre 100 y 1000 HV; el aluminio y el cobre son más blandos, de 30 a 150 HV; mientras que los carburos y las cerámicas alcanzan los 1500 HV o más. La dureza Vickers de un material se correlaciona vagamente con la resistencia a la tracción, pero no es un predictor directo, por lo que sigue siendo una especificación del material en lugar de un dato de diseño.