Durez

La durez ye la oposición qu'ufierten los materiales a alteraciones físiques como la penetración, la abrasión y el rayáu. Por casu: la madera puede rayase con facilidá, esto significa que nun tien muncha durez, ente que'l metal ye muncho más malo de rayar. Na actualidá la definición más estendida amás de los minerales y cerámiques sería la resistencia a la deformación plástica alcontrada.

 Escales d'usu industrial 
En metalurxa la durez mídese utilizando un durómetro pal ensayu de penetración d'un indentador. Dependiendo del tipu de punta emplegada y del rangu de cargues aplicaes, esisten distintes escales, afeches pa distintos rangos de durez.

L'interés de la determinación de la durez nos aceros finca na correllación esistente ente la durez y la resistencia mecánica, siendo un métodu d'ensayu más económicu y rápido que l'ensayu de tracción, polo que'l so usu ta bien estendíu.

Hasta l'apaición de la primer máquina Brinell pa la determinación de la durez, ésta midíase de forma cualitativa emplegando una llima d'aceru templáu que yera'l material más duro que s'emplegaba nos talleres.

Les escales d'usu industrial actuales son les siguientes:
200px|thumb|Durómetro.
 Durez Brinell: Emplega como punta una bola d'aceru templáu o carburu de wolframiu. Pa materiales duros, ye pocu exacta pero fácil d'aplicar. Poco precisa con chapes de menos de 6 mm d'espesura. Envalora resistencia a tracción.
 Durez Knoop: Mide la durez en valores d'escala absolutes, y valórense cola fondura de señales grabaes sobre un mineral por aciu un instrumentu con una punta de diamante al que se-y exerz una fuercia estándar.
 Durez Rockwell: Utilízase como punta un conu de diamante (en dellos casos bola d'aceru). Ye la más estendida, una y bones la durez llograr por midida direuta y ye aptu pa tou tipu de materiales. Suelse considerar un ensayu non destructivu pol pequeñu tamañu de la buelga.
 Rockwell superficial: Esiste una variante del ensayu, llamada Rockwell superficial, pa la carauterización de pieces bien delgaes, como cuchielles d'afaitar o capes de materiales que recibieron dalgún tratamientu d'endurecimientu superficial.
 Durez Rosiwal: Mide n'escales absoluta de dureces, esprésase como la resistencia a la abrasión medies en pruebes de llaboratoriu y tomando como base'l corindón con un valor de 1000.
 Durez Shore: Emplega un escleroscopio. Déxase cayer un indentador na superficie del material y vese el rebote. Ye adimensional, pero consta de delles escales. A mayor rebote -> mayor durez. Aplicable pa control calidable superficial. Ye un métodu elásticu, non de penetración como los otros.
 Durez Vickers: Emplega como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular. Pa materiales blandos, los valores Vickers coinciden colos de la escala Brinell. Meyora del ensayu Brinell pa efectuar ensayos de durez con chapes d'hasta 2 mm d'espesura.
 Durez Webster: Emplega máquines manuales na midida, siendo aptu pa pieces de mal manexu como perfiles llargos estruyíos. El valor llográu suelse convertir a valores Rockwell.

 Nanoindentación 
La nanoindentación ye un ensayu de durez lleváu a cabu a la escala de llargores nanométricas. Utilízase una punta pequeña pa indentar el material oxetu d'estudiu. La carga impuesta y el desplazamientu midir de manera continua con una resolución de micronewtons y subnanómetros, respeutivamente. La carga y el desplazamientu mídense al traviés del procesu de indentación. Les téuniques de nanoindentación son importantes pa la midida de les propiedaes mecániques n'aplicaciones microelectrónicas y pa la deformación d'estructures a micro y nanoescala. Los nanoindentadores incorporen microscopios ópticos. La durez y el módulu d'elasticidá mídense utilizando la nanoindentación.

Les puntes de los nanopenetradores vienen nuna variedá de formes. A una forma común conózse-y como penetrador de Berkovich, que ye una pirámide con 3 llaos.

La primer etapa d'una prueba de nanoindentación arreya'l desenvolvimientu de indentaciones sobre un patrón de calibración. El xil fundida ye un patrón de calibración común, por cuenta de que tien propiedaes mecániques homoxénees y bien caracterizaes. El propósitu d'efectuar indentaciones sobre l'estándar de calibración ye determinar l'área de contautu proyeutada de la punta del penetrador Ac como una función de la fondura de la indentación. Pa una punta de Berkovich perfecta,

Esta función rellaciona l'área Ac de la seición tresversal del penetrador cola distancia de la punta hc que ta en contautu col material que se ta indentando. La punta nun ta perfectamente afilada y fóliase y camuda de forma con cada usu. Por tanto, tien de llevase a cabu una calibración cada vez que la punta utilízase.

La fondura total de la indentación h ye la suma de la fondura de contautu hc y la fondura hs na periferia de la indentación onde'l indentador nun fai contautu cola superficie del material, esto ye,

onde,

 Ɛ 

onde Pmax ye la carga máxima y Ɛ ye una constante xeométrica igual a 0.75 pa un penetrador de Berkovich. S ye la rixidez al descargar.

La durez d'un material determinada pola nanoindentación calcúlase como

La durez (determinada pola nanoindentación) polo regular repórtase con unidaes de GPa y los resultaos de indentaciones múltiples polo xeneral se promedian p'amontar la precisión.
Esti analís calcula'l módulu elásticu y la durez a la carga máxima; sicasí, anguaño emplégase de manera normal una téunica esperimental conocida como nanoindentación dinámica. Mientres ésta, se superpone una carga trémbole pequeña sobre la carga total na muestra. D'esta manera, la muestra descargar de manera elástica de cutio a midida que amóntase la carga total. Esto dexa midíes continues del módulu elásticu y de la rixidez como una función de la fondura de la indentación.

 Escala usaes en mineraloxía 

En mineraloxía utilízase la escala de Mohs, creada pol alemán Friedrich Mohs en 1820, que mide la resistencia al rayáu de los materiales.

 Durez Material----- 1  Talcu, (puede rayase fácilmente cola uña)  Mg3Si4O10(OH)2 2  Yelsu, (puede rayase cola uña con más dificultá) ----- 3  Calcita, (puede rayase con una moneda de cobre)  CACU3 4  Fluorita, (puede rayase con un cuchiellu)  CaF2 5  Apatita, (puede rayase difícilmente con un cuchiellu)  Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-) 6  Feldespatu, (puede rayase con una cuchiella d'aceru)  KAlSi3O8 7  Cuarzu, (raya l'aceru)  SiO2 8  Topaciu,  A el2SiO4(OH-,F-)2 9  Corindón, (solo ráyase por aciu diamante)  A el2O3 10  Diamante, (el mineral natural más duru)  C

A un nivel profesional, utilizar en mineraloxía, les escala de Rosiwal y de Knoop, una y bones estes dexen realizar la valoración de medies con una cuantificación absoluta.

== Equivalencia ente escales de durez Llista d'equivalencies averaes pa escales de durez d'aceros non austeníticos (nel rangu de la escala Rockwell C):Norma ASTM Y140-02

Equivalencia !Factor         (para pequeñes cargues)  Aceru (Matriz-Fe Cúbica centrada nel cuerpu) 3,55,54,0 Al y les sos aleaciones 3,7

 Durez Rockwell C 150 kgf (HRC)  Durez Vickers (HV)  Durez Brinell, bola estándar de 10 mm, 3000 kgf (HBS)  Durez Brinell, bola de carburu de 10 mm, 3000 kgf (HBW)  Durez Knoop, 500 gf y mayor (HK)  Durez Rockwell, escala A, 60 kgf (HRA)  Durez Rockwell, escala D, 100 kgf (HRD)  Durez superficial Rockwell, escala 15N, 15 kgf (HR 15-N)  Durez superficial Rockwell, escala 30N, 30 kgf (HR 30-N)  Durez superficial Rockwell, escala 45N, 45 kgf (HR 45-N)  Durez escleroscopio  Durez Rockwell C 150 kgf (HRC) 68  940 ... ...  920  85,6  76,9  93,2  84,4  75,4  97,3  68 67  900 ... ...  895  85,0  76,1  92,9  83,6  74,2  95,0  67 66  865 ... ...  870  84,5  75,4  92,5  82,8  73,3  92,7  66 65  832 ...  -739  846  83,9  74,5  92,2  81,9  72,0  90,6  65 64  800 ...  -722  822  83,4  73,8  91,8  81,1  71,0  88,5  64 63  772 ...  -705  799  82,8  73,0  91,4  80,1  69,9  86,5  63 62  746 ...  -688  776  82,3  72,2  91,1  79,3  68,8  84,5  62 61  720 ...  -670  754  81,8  71,5  90,7  78,4  67,7  82,6  61 60  697 ...  -654  732  81,2  70,7  90,2  77,5  66,6  80,8  60 59  674 ...  634  710  80,7  69,9  89,8  76,6  65,5  79,0  59 58  653 ...  615  690  80,1  69,2  89,3  75,7  64,3  77,3  58 57  633 ...  595  670  79,6  68,5  88,9  74,8  63,2  75,6  57 56  613 ...  577  650  79,0  67,7  88,3  73,9  62,0  74,0  56 55  595 ...  560  630  78,5  66,9  87,9  73,0  60,9  72,4  55 54  577 ...  543  612  78,0  66,1  87,4  72,0  59,8  70,9  54 53  560 ...  525  594  77,4  65,4  86,9  71,2  58,6  69,4  53 52  544  -500  512  576  76,8  64,6  86,4  70,2  57,4  67,9  52 51  528  -487  496  558  76,3  63,8  85,9  69,4  56,1  66,5  51 50  513  -475  481  542  75,9  63,1  85,5  68,5  55,0  65,1  50 49  498  -464  469  526  75,2  62,1  85,0  67,6  53,8  63,7  49 48  484  451  455  510  74,7  61,4  84,5  66,7  52,5  62,4  48 47  471  442  443  495  74,1  60,8  83,9  65,8  51,4  61,1  47 46  458  432  432  480  73,6  60,0  83,5  64,8  50,3  59,8  46 45  446  421  421  466  73,1  59,2  83,0  64,0  49,0  58,5  45 44  434  409  409  452  72,5  58,5  82,5  63,1  47,8  57,3  44 43  423  400  400  438  72,0  57,7  82,0  62,2  46,7  56,1  43 42  412  390  390  426  71,5  56,9  81,5  61,3  45,5  54,9  42 41  402  381  381  414  70,9  56,2  80,9  60,4  44,3  53,7  41 40  392  371  371  402  70,4  55,4  80,4  59,5  43,1  52,6  40 39  382  362  362  391  69,9  54,6  79,9  58,6  41,9  51,5  39 38  372  353  353  380  69,4  53,8  79,4  57,7  40,8  50,4  38 37  363  344  344  370  68,9  53,1  78,8  56,8  39,6  49,3  37 36  354  336  336  360  68,4  52,3  78,3  55,9  38,4  48,2  36 35  345  327  327  351  67,9  51,5  77,7  55,0  37,2  47,1  35 34  336  319  319  342  67,4  50,8  77,2  54,2  36,1  46,1  34 33  327  311  311  334  66,8  50,0  76,6  53,3  34,9  45,1  33 32  318  301  301  326  66,3  49,2  76,1  52,1  33,7  44,1  32 31  310  294  294  318  65,8  48,4  75,6  51,3  32,5  43,1  31 30  302  286  286  311  65,3  47,7  75,0  50,4  31,3  42,2  30 29  294  279  279  304  64,8  47,0  74,5  49,5  30,1  41,3  29 28  286  271  271  297  64,3  46,1  73,9  48,6  28,9  40,4  28 27  279  264  264  290  63,8  45,2  73,3  47,7  27,8  39,5  27 26  272  258  258  284  63,3  44,6  72,8  46,8  26,7  38,7  26 25  266  253  253  278  62,8  43,8  72,2  45,9  25,5  37,8  25 24  260  247  247  272  62,4  43,1  71,6  45,0  24,3  37,0  24 23  254  243  243  266  62,0  42,1  71,0  44,0  23,1  36,3  23 22  248  237  237  261  61,5  41,6  70,5  43,2  22,0  35,5  22 21  243  231  231  256  61,0  40,9  69,9  42,3  20,7  34,8  21 20  238  226  226  251  60,5  40,1  69,4  41,5  19,6  34,2  20

Equivalencies de durez y resistencia 
P'aceros non aleados y fundiciones, esiste una rellación averao y direuto ente la durez Vickers y el llende elástica, siendo la llende elástica aproximao 3,3 vegaes la durez Vickers.

Rp0,2==3,3*HV

+Tabla d'equivalenciesGültig für unlegierte und niedriglegierte Stähle. Für Vergütungs-, Kaltarbeits-, Schnellarbeitsstähle sowie für verschiedenen Hartmetallsorten die anderen Tabellen der Norm EN ISO 18265 verwenden. Gerade bei hochlegierten oder kaltverfestigten Stählen sind hohe Abweichungen zu erwarten. pa la llende elástica, BrinellDie Durchmesserangabe bei der Brinellhärte bezieht sich auf eine 10 mm Prüfkugel.-, Rockwell-, durez Vickers. Llende elástica (averáu) Durez BrinellDurez Rockwell Durez Vickers MPa HB HRC HRA HRB HV——6886—940——6785—920——6685—880——6584—840——6483—800——6383—760——6283—740——6182—720——6081—690——5981—67021806185880—65021055995780—63020305805679—61019555615578—59018805425478—57018505175377—56018105235277—55017405045176—53016654855076—51016354734976—50015954664875—49015404514775—48514854374674—46014204184573—44013503994372—42012903804171—40012503704071—39012203763970—38011553423769—36010953233468—34010303043266—3209652763065—30093027629651052909002662764104280865257266310227083524724621012608002382262100250770228206198240740219——97230705209——95220675199——94210640190——92200610181——90190575171——87180545162——85170510152——82160480143——79150450133——75140415124——71130385114——67120350105——6211032095——5610028586——489025576———80

 Ver tamién 
 Durómetro

Notes

 Referencies 

 Enllaces esternos 

Categoría:Material d'inxeniería
Categoría:Propiedaes de los materiales
Categoría:Conceutos rellacionaos cola mineraloxía