Dureza de Materiales y Ensayos No Destructivos: Métodos y Aplicaciones

Definición de Dureza

La dureza de un material es su capacidad de resistir una deformación plástica localizada. Las medidas de dureza son ampliamente utilizadas porque, a partir de ellas, se obtiene una idea aproximada o comparativa de las características mecánicas de un material. Para su determinación, se utilizan ensayos basados en la resistencia que oponen los materiales a ser penetrados por un cuerpo más duro.

Tipos de Ensayos de Dureza

• Brinell: El método de dureza Brinell fue propuesto por el ingeniero sueco Johan August Brinell en 1900, siendo el método de dureza más antiguo. Es una escala de medición mediante el método de indentación; el penetrador usado es una esfera de wolframio. Aplicando distintas cargas durante un tiempo determinado, se obtiene la dureza en función del diámetro medio de la huella. Se puede utilizar en una amplia gama de materiales y tamaños.
• Vickers: Este método es considerado la mejor alternativa al ensayo de dureza Brinell a la hora de ensayar materiales de espesores más pequeños y durezas muy elevadas. También es un método de indentación; en este caso, el penetrador es una pirámide de diamante con base cuadrada y ángulo en el vértice de 136°. La posibilidad de usar cargas desde unos gramos (microdureza) hasta los 120 kgf permite una amplia gama de utilidad. Es el método usado para realizar mapas de dureza en uniones soldadas.
• Rockwell: Este ensayo de cálculo de la dureza consiste en la medición de la profundidad de penetración de un indentador o penetrador en el material bajo la acción de una carga prefijada. Constituye el método más usado para medir la dureza debido a que el durómetro y el procedimiento son más sencillos. Variando los penetradores (bolas de wolframio o cono de diamante a 120°) y las cargas, se pueden testar materiales en amplios rangos de dureza y espesores.

Ensayos No Destructivos (END)

Definición

Son el conjunto de pruebas que se realizan sobre los materiales de forma inocua, es decir, sin afectar a su estructura, funcionamiento y forma original, de modo que mantienen sus prestaciones intactas una vez finalizados los estudios. El objetivo de los ensayos no destructivos es determinar cuáles son las propiedades físicas, químicas o mecánicas de las diferentes sustancias y verificar que cumplen con los requisitos legales y de calidad establecidos.

Técnicas de Inspección

• Inspección ocular: Es el tipo de ensayo no destructivo más elemental. Se usa para ver fisuras, salpicaduras, manchas, grietas y cualquier otra patología apreciable a simple vista.
• Líquidos penetrantes: Sirven para detectar fugas e irregularidades en las superficies de los materiales. Para ello, se aplica un líquido fluorescente.
• Ondas electromagnéticas: Las pruebas más habituales son la radiografía industrial y la termografía, que analizan las estructuras midiendo la absorción de radiación ionizante e infrarroja.
• Ondas acústicas: También se aplican ultrasonidos y ondas acústicas de alta frecuencia para detectar desperfectos como grietas o poros.
• Partículas subatómicas: Consiste en analizar las estructuras de los materiales mediante su exposición a elementos de carácter subatómico, como los neutrones, los protones y las partículas beta.
• Partículas magnéticas: En este proceso se induce una corriente eléctrica y se esparce polvo metálico sobre la superficie para diagnosticar las zonas afectadas.
• Corrientes inducidas: Son utilizadas para la identificación de defectos superficiales y sub-superficiales en materiales conductores; se basa en el principio del electromagnetismo para inspeccionar equipos.