Durómetros Rockwell, Brinell, Vickers

Los durómetros Rockwell, Brinell y Vickers son máquinas de laboratorio para la medición precisa de la dureza de los materiales metálicos según las tres escalas principales, normalizadas a nivel internacional. Son la referencia para los controles de calidad de laboratorio metalográfico, para la certificación de tratamientos térmicos y para la caracterización de aceros, aleaciones no ferrosas y fundiciones. A diferencia de los durómetros portátiles, las máquinas de sobremesa operan en condiciones controladas (cargas precisas, tiempos de aplicación, geometrías del penetrador normalizadas) que garantizan una exactitud y una repetibilidad superiores, indispensables para las certificaciones formales.

Dureza Rockwell

El método Rockwell mide la profundidad remanente de penetración de un penetrador (diamante cónico de 120° para HRA, HRC, HRN, HRT; esfera de acero templado para HRB, HRF, HRG) bajo una carga preliminar seguida de una carga total. Las escalas principales son HRC (carga 150 kgf, diamante – para aceros tratados de 20-70 HRC), HRA (60 kgf, diamante – para aceros cementados y carburos), HRB (100 kgf, esfera Ø 1/16″ – para aceros dulces, latones, aluminio), HRF (60 kgf, esfera 1/16″ – para aleaciones blandas) y HRT (cargas reducidas, esfera, para ensayos superficiales). El valor Rockwell se lee directamente en la máquina como diferencia de profundidad entre la carga preliminar y la carga total, expresado en puntos de escala.

Dureza Brinell

El método Brinell prevé la aplicación de una carga (típicamente 1, 2,5, 5, 10, 30 kN) sobre una esfera de carburo de tungsteno (diámetro D = 1, 2,5, 5, 10 mm) durante 10-15 segundos; el diámetro de la huella dejada se mide ópticamente con microscopio integrado y se convierte en HBW. La relación F/D² (carga entre diámetro al cuadrado) determina la severidad del ensayo y debe elegirse en función del material: 30 para aceros y fundiciones, 10 para aleaciones ligeras, 5 para metales blandos, 2,5 para plomo y estaño. La máquina Brinell exige probetas con superficie plana bien preparada y espesor suficiente.

Dureza Vickers

El método Vickers utiliza un penetrador de diamante en forma de pirámide de base cuadrada con un ángulo de 136° entre caras opuestas, aplicando cargas de 1 gf (microdureza) a 100 kgf (dureza macro), con un tiempo de aplicación de 10-15 s. La diagonal de la huella cuadrada se mide ópticamente y el valor HV se calcula como HV = 1,8544·F/d². La escala Vickers es continua en todo el rango de durezas, del material más blando al más duro, y es por tanto la más universal; está especialmente indicada para capas delgadas (cementación, nitruración), microestructuras (microdureza para análisis metalográfico) y materiales frágiles.

Máquinas modernas

Las máquinas durómetro modernas integran: aplicación motorizada de la carga con perfil controlado (rampa de subida, tiempo de mantenimiento, descarga), cámara digital con software de análisis automático de la huella (para Brinell y Vickers), visualizador digital, cálculo automático de la escala, conversión entre escalas según ASTM E140, estadísticas y salida de datos hacia el LIMS de la empresa. Los sistemas avanzados permiten programar mapas de dureza (matrices de ensayos) y ejecutar secuencias automáticas sobre probetas metalográficas embutidas. Las versiones universales multiescala realizan ensayos Rockwell, Brinell y Vickers con cambio rápido de penetrador y de carga.

Aplicaciones y normas

Las máquinas de sobremesa se utilizan para el control certificado de tratamientos térmicos de aceros (temple, recocido, revenido), para la cualificación de forjados y piezas fundidas, para el control de calidad de suministros, para el análisis metalográfico (con microdureza), para la cartografía de gradientes de dureza (case depth) en piezas cementadas o nitruradas y para la caracterización de soldaduras. Normas principales: ISO 6506 y ASTM E10 (Brinell), ISO 6507 y ASTM E92, E384 (Vickers y microdureza), ISO 6508 y ASTM E18 (Rockwell). La calibración periódica utiliza bloques patrón certificados ISO 17025 en clases de precisión definidas. Conversión entre escalas: ISO 18265, ASTM E140.