¿Por qué medimos la dureza de los materiales? Comprender cómo se comparan las escalas de dureza Rockwell (HRC) y Brinell (HB) es crucial para seleccionar los materiales adecuados en ingeniería. Este artículo explora las diferencias entre estas dos pruebas de dureza comunes, explicando sus aplicaciones y métodos de conversión. Al final, sabrá cómo interpretar estos valores de dureza para una mejor selección de materiales en sus proyectos.
La dureza es un indicador de rendimiento utilizado para medir la blandura o dureza de los materiales. Existen muchos métodos de ensayo de dureza, cada uno con principios diferentes, lo que da lugar a valores de dureza y significados que no son exactamente iguales.
El más común es el ensayo de dureza por indentación con carga estática, a saber, la dureza Brinell (HB), la dureza Rockwell (HRA, HRB, HRC), la dureza Vickers (HV) y la dureza del plástico de caucho dureza Shore (HA, HD), entre otros. Estos valores de dureza representan la resistencia de la superficie del material a la penetración de un objeto duro.
Las más populares dureza Leeb (HL) y dureza Shore (HS) pertenecen al ensayo de dureza por rebote, sus valores representan la magnitud del trabajo de deformación elástica del metal.
Por tanto, la dureza no es una simple magnitud física, sino un indicador global de rendimiento que refleja la elasticidad, plasticidad, resistencia y tenacidad de un material.
El código de dureza del metal (Dureza) es H. Dependiendo del método de ensayo de dureza,
La dureza Brinell (HB) se utiliza generalmente cuando el material es más blando, como los metales no ferrosos, o el acero antes del tratamiento térmico o después de recocido. La dureza Rockwell (HRC) se utiliza generalmente para materiales con mayor dureza, como la dureza posterior al tratamiento térmico.
La dureza Brinell (HB) utiliza una carga de prueba determinada para presionar una bola de acero endurecido o una bola de aleación dura de un diámetro determinado en la superficie metálica que se va a probar, mantenerla durante un tiempo especificado, luego descargarla y medir el diámetro de la indentación en la superficie probada.
El valor de dureza Brinell es el cociente obtenido dividiendo la carga por la superficie esférica de la indentación.
Se trata típicamente de: utilizar una cierta carga (generalmente 3000kg) para presionar una bola de acero endurecido de cierto tamaño (generalmente 10mm de diámetro) en la superficie del material, mantenerla durante un tiempo, descargarla, y la relación entre la carga y su área de indentación es el valor de dureza Brinell (HB), la unidad es kgf/mm2 (N/mm2).
La dureza Rockwell (HR-) utiliza la profundidad de deformación plástica por indentación para determinar el índice del valor de dureza. Una unidad de dureza es 0,002 mm.
Cuando HB > 450 o la muestra es demasiado pequeña, no puede utilizarse el ensayo de dureza Brinell y debe adoptarse en su lugar la medición de la dureza Rockwell.
Utiliza un cono de diamante con un ángulo de vértice de 120° o una bola de acero con un diámetro de 1,59, 3,18 mm, bajo una carga determinada, para presionar la superficie del material que se va a probar, y la dureza del material se calcula a partir de la profundidad de la indentación.
Según la diferente dureza del material de ensayo, se expresa en tres escalas diferentes:
Además:
(1)HRC se refiere a la escala Rockwell C.
(2)HRC y HB se utilizan ampliamente en la producción.
(3)El rango HRC es HRC 20-67, equivalente a HB225-650.
Si la dureza es superior a este rango, se utiliza la escala de dureza Rockwell A HRA. Si la dureza es inferior a este rango, se utiliza la escala de dureza Rockwell B HRB. El límite superior de la dureza Brinell es HB650, no puede superar este valor.
(4) El penetrador del durómetro Rockwell escala C es un cono de diamante de 120 °, y la carga de prueba es un valor fijo, la norma china es de 150 kgf.
El indentador del durómetro Brinell es una bola de acero endurecido (HBS) o un aleación dura (HBW), y la carga de ensayo varía con el diámetro de la bola, oscilando entre 3000 y 31,25 kgf.
(5)La dureza Rockwell tiene pequeñas hendiduras, el valor medido es local, el valor medio debe obtenerse midiendo varios puntos, adecuado para productos acabados y chapas finas, perteneciente a la categoría de ensayos no destructivos.
La indentación de la dureza Brinell es mayor, el valor medido es preciso, no es adecuado para productos acabados y placas finas, generalmente no pertenece a la categoría de ensayos no destructivos.
(6)El valor de dureza Rockwell es un número sin nombre, sin unidad. (Por lo tanto, es incorrecto referirse a la dureza Rockwell en términos de grados).
La dureza Brinell tiene una unidad, y guarda cierta relación aproximada con la resistencia a la tracción.
(7)La dureza Rockwell se muestra directamente en el dial o se puede mostrar digitalmente, es conveniente de operar, rápido, intuitivo, adecuado para la producción en masa.
La dureza Brinell requiere medir el diámetro de la indentación con un microscopio, y luego buscar en la tabla o calcular, la operación es más complicada.
(8)En determinadas condiciones, HB y HRC pueden convertirse consultando la tabla. La fórmula de cálculo mental puede recordarse aproximadamente como: 1HRC≈1/10HB.
Según la norma alemana DIN50150, a continuación se muestra la tabla comparativa de la resistencia a la tracción con la dureza Vickers, la dureza Brinell y la dureza Rockwell para una gama de materiales de acero de uso común:
Resistencia a la tracción Sala N/mm2 | HV | HB | HRC |
| 250 | 80 | 76.0 | – |
| 270 | 85 | 80.7 | – |
| 285 | 90 | 85.2 | – |
| 305 | 95 | 90.2 | – |
| 320 | 100 | 95.0 | – |
| 335 | 105 | 99.8 | – |
| 350 | 110 | 105 | – |
| 370 | 115 | 109 | – |
| 380 | 120 | 114 | – |
| 400 | 125 | 119 | – |
| 415 | 130 | 124 | – |
| 430 | 135 | 128 | – |
| 450 | 140 | 133 | – |
| 465 | 145 | 138 | – |
| 480 | 150 | 143 | – |
| 490 | 155 | 147 | – |
| 510 | 160 | 152 | – |
| 530 | 165 | 156 | – |
| 545 | 170 | 162 | – |
| 560 | 175 | 166 | – |
| 575 | 180 | 171 | – |
| 595 | 185 | 176 | – |
| 610 | 190 | 181 | – |
| 625 | 195 | 185 | – |
| 640 | 200 | 190 | – |
| 660 | 205 | 195 | – |
| 675 | 210 | 199 | – |
| 690 | 215 | 204 | – |
| 705 | 220 | 209 | – |
| 720 | 225 | 214 | – |
| 740 | 230 | 219 | – |
| 755 | 235 | 223 | – |
| 770 | 240 | 228 | 20.3 |
| 785 | 245 | 233 | 21.3 |
| 800 | 250 | 238 | 22.2 |
| 820 | 255 | 242 | 23.1 |
| 835 | 260 | 247 | 24.0 |
| 850 | 265 | 252 | 24.8 |
| 865 | 270 | 257 | 25.6 |
| 880 | 275 | 261 | 26.4 |
| 900 | 280 | 266 | 27.1 |
| 915 | 285 | 271 | 27.8 |
| 930 | 290 | 276 | 28.5 |
| 950 | 295 | 280 | 29.2 |
| 965 | 300 | 285 | 29.8 |
| 995 | 310 | 295 | 31.0 |
| 1030 | 320 | 304 | 32.2 |
| 1060 | 330 | 314 | 33.3 |
| 1095 | 340 | 323 | 34.4 |
| 1125 | 350 | 333 | 35.5 |
| 1115 | 360 | 342 | 36.6 |
| 1190 | 370 | 352 | 37.7 |
| 1220 | 380 | 361 | 38.8 |
| 1255 | 390 | 371 | 39.8 |
| 1290 | 400 | 380 | 40.8 |
| 1320 | 410 | 390 | 41.8 |
| 1350 | 420 | 399 | 42.7 |
| 1385 | 430 | 409 | 43.6 |
| 1420 | 440 | 418 | 44.5 |
| 1455 | 450 | 428 | 45.3 |
| 1485 | 460 | 437 | 46.1 |
| 1520 | 470 | 447 | 46.9 |
| 1555 | 480 | (456) | 47.7 |
| 1595 | 490 | (466) | 48.4 |
| 1630 | 500 | (475) | 49.1 |
| 1665 | 510 | (485) | 49.8 |
| 1700 | 520 | (494) | 50.5 |
| 1740 | 530 | (504) | 51.1 |
| 1775 | 540 | (513) | 51.7 |
| 1810 | 550 | (523) | 52.3 |
| 1845 | 560 | (532) | 53.0 |
| 1880 | 570 | (542) | 53.6 |
| 1920 | 580 | (551) | 54.1 |
| 1955 | 590 | (561) | 54.7 |
| 1995 | 600 | (570) | 55.2 |
| 2030 | 610 | (580) | 55.7 |
| 2070 | 620 | (589) | 56.3 |
| 2105 | 630 | (599) | 56.8 |
| 2145 | 640 | (608) | 57.3 |
| 2180 | 650 | (618) | 57.8 |
| 660 | 58.3 | ||
| 670 | 58.8 | ||
| 680 | 59.2 | ||
| 690 | 59.7 | ||
| 700 | 60.1 | ||
| 720 | 61.0 | ||
| 740 | 61.8 | ||
| 760 | 62.5 | ||
| 780 | 63.3 | ||
| 800 | 64.0 | ||
| 820 | 64.7 | ||
| 840 | 65.3 | ||
| 860 | 65.9 | ||
| 880 | 66.4 | ||
| 900 | 67.0 | ||
| 920 | 67.5 | ||
| 940 | 68.0 |
| Barcol | Brinell | Vickers | Webster | Rockwell | ||||
| GYZJ | 10 mm | 5 kg | B | |||||
| 934-1 | 500 kg | B | E | F | H | |||
| 35 | 21 | 32 | ||||||
| 36 | 22 | 35 | ||||||
| 37 | 23 | 37 | ||||||
| 38 | 24 | 40 | ||||||
| 39 | 25 | 42 | ||||||
| 40 | 25 | 26 | 45 | |||||
| 41 | 25 | 27 | 47 | |||||
| 42 | 26 | 28 | 49 | |||||
| 43 | 27 | 29 | 51 | |||||
| 44 | 27 | 30 | 54 | |||||
| 45 | 28 | 30 | 56 | |||||
| 46 | 29 | 31 | 58 | |||||
| 47 | 30 | 32 | 23 | 60 | ||||
| 48 | 30 | 33 | 0.7 | 26 | 62 | |||
| 49 | 31 | 34 | 1.3 | 28 | 64 | |||
| 50 | 32 | 35 | 1.9 | 31 | 66 | |||
| 51 | 33 | 36 | 2.5 | 34 | 68 | |||
| 52 | 34 | 38 | 3.1 | 36 | 70 | |||
| 53 | 35 | 39 | 3.6 | 39 | 30 | 72 | ||
| 54 | 37 | 40 | 4.2 | 41 | 34 | 73 | ||
| 55 | 38 | 41 | 4.7 | 44 | 37 | 75 | ||
| 56 | 39 | 43 | 5.3 | 46 | 40 | 77 | ||
| 57 | 40 | 44 | 5.8 | 48 | 43 | 78 | ||
| 58 | 42 | 45 | 6.3 | 50 | 46 | 80 | ||
| 59 | 43 | 47 | 6.8 | 53 | 48 | 82 | ||
| 60 | 45 | 49 | 7.3 | 55 | 51 | 83 | ||
| 61 | 46 | 50 | 7.8 | 57 | 54 | 85 | ||
| 62 | 48 | 52 | 8.3 | 59 | 56 | 86 | ||
| 63 | 50 | 54 | 8.8 | 61 | 59 | 88 | ||
| 64 | 51 | 56 | 9.2 | 63 | 61 | 89 | ||
| 65 | 53 | 58 | 9.7 | 65 | 63 | 90 | ||
| 66 | 55 | 60 | 10.1 | 67 | 66 | 92 | ||
| 67 | 57 | 62 | 10.6 | 69 | 68 | 93 | ||
| Barcol | Vickers | Webster | Rockwell | ||||
| GYZJ | 10 mm | 5 kg | B | ||||
| 934-1 | 500 kg | B | E | F | H | ||
| 68 | 60 | 65 | 11 | 71 | 70 | 94 | |
| 69 | 62 | 67 | 11.4 | 73 | 72 | 95 | |
| 70 | 64 | 70 | 11.8 | 17 | 75 | 74 | 97 |
| 71 | 67 | 72 | 12.2 | 23 | 76 | 75 | 98 |
| 72 | 69 | 75 | 12.6 | 28 | 78 | 77 | 99 |
| 73 | 72 | 78 | 12.9 | 33 | 80 | 79 | 100 |
| 74 | 75 | 81 | 13.3 | 38 | 81 | 80 | 101 |
| 75 | 78 | 85 | 13.7 | 42 | 83 | 82 | 102 |
| 76 | 80 | 88 | 14 | 47 | 84 | 83 | 103 |
| 77 | 84 | 92 | 14.3 | 51 | 86 | 85 | 104 |
| 78 | 87 | 95 | 14.7 | 55 | 87 | 86 | 105 |
| 79 | 90 | 99 | 15 | 59 | 89 | 88 | 106 |
| 80 | 94 | 103 | 15.3 | 63 | 90 | 89 | 106 |
| 81 | 97 | 108 | 15.6 | 66 | 91 | 90 | 107 |
| 82 | 101 | 112 | 15.9 | 70 | 92 | 91 | 108 |
| 83 | 105 | 117 | 16.2 | 73 | 94 | 92 | 109 |
| 84 | 109 | 121 | 16.4 | 76 | 95 | 93 | 109 |
| 85 | 113 | 126 | 16.7 | 79 | 96 | 94 | 110 |
| 86 | 117 | 131 | 16.9 | 81 | 97 | 95 | 111 |
| 87 | 121 | 137 | 17.2 | 84 | 98 | 96 | 111 |
| 88 | 126 | 142 | 17.4 | 86 | 99 | 97 | 112 |
| 89 | 130 | 17.6 | 88 | 100 | 98 | 112 | |
| 90 | 135 | 17.8 | 90 | 101 | 98 | 113 | |
| 91 | 140 | 18 | 102 | 99 | 114 | ||
| 92 | 145 | 18.2 | 103 | 100 | |||
| 93 | 18.4 | 103 | 100 | ||||
| 94 | 18.6 | 104 | 101 | ||||
| 95 | 18.7 | 105 | 102 | ||||
| 96 | 18.9 | 106 | 102 | ||||
| 97 | 19 | 106 | 103 | ||||
| 98 | 19.2 | 107 | |||||
| 98 | 19.3 | 107 | |||||
| 100 | 19.4 | 108 | |||||
| HB | HV | HRA | HRB | HRC | HRD | HS | Resistencia a la tracción MPa | |
| Esfera estándar | Esfera de carburo de tungsteno | |||||||
| – | – | 940 | 85.6 | – | 68 | 76.9 | 97 | – |
| – | – | 920 | 85.3 | – | 67.5 | 76.5 | 96 | – |
| – | – | 900 | 85 | – | 67 | 76.1 | 95 | – |
| – | -767 | 880 | 84.7 | – | 66.4 | 75.7 | 93 | – |
| – | -757 | 860 | 84.4 | – | 65.9 | 75.3 | 92 | – |
| – | -745 | 840 | 84.1 | – | 65.3 | 74.8 | 91 | – |
| – | -733 | 820 | 83.8 | – | 64.7 | 74.3 | 90 | – |
| – | -722 | 800 | 83.4 | – | 64 | 73.8 | 88 | – |
| – | -712 | – | – | – | – | – | – | – |
| – | -710 | 780 | 83 | – | 63.3 | 73.3 | 87 | – |
| – | -698 | 760 | 82.6 | – | 62.5 | 72.6 | 86 | – |
| – | -684 | 740 | 82.2 | – | 61.8 | 72.1 | – | – |
| – | -682 | 737 | 82.2 | – | 61.7 | 72 | 84 | – |
| – | -670 | 720 | 81.8 | – | 61 | 71.5 | 83 | – |
| – | -656 | 700 | 81.3 | – | 60.1 | 70.8 | – | – |
| – | -653 | 697 | 81.2 | – | 60 | 70.7 | 81 | – |
| – | -647 | 690 | 81.1 | – | 59.7 | 70.5 | – | – |
| – | -638 | 680 | 80.8 | – | 59.2 | 70.1 | 80 | – |
| – | 630 | 670 | 80.6 | – | 58.8 | 69.8 | – | – |
| – | 627 | 667 | 80.5 | – | 58.7 | 69.7 | 79 | – |
| – | – | 677 | 80.7 | – | 59.1 | 70 | – | – |
| – | 601 | 640 | 79.8 | – | 57.3 | 68.7 | 77 | – |
| – | – | 640 | 79.8 | – | 57.3 | 68.7 | – | – |
| – | 578 | 615 | 79.1 | – | 56 | 67.7 | 75 | – |
| – | – | 607 | 78.8 | – | 55.6 | 67.4 | – | – |
| – | 555 | 591 | 78.4 | – | 54.7 | 66.7 | 73 | 2055 |
| – | – | 579 | 78 | – | 54 | 66.1 | – | 2015 |
| – | 534 | 569 | 77.8 | – | 53.5 | 65.8 | 71 | 1985 |
| – | – | 533 | 77.1 | – | 52.5 | 65 | – | 1915 |
| – | 514 | 547 | 76.9 | – | 52.1 | 64.7 | 70 | 1890 |
| -495 | – | 539 | 76.7 | – | 51.6 | 64.3 | – | 1855 |
| – | – | 530 | 76.4 | – | 51.1 | 63.9 | – | 1825 |
| – | 495 | 528 | 76.3 | – | 51 | 63.8 | 68 | 1820 |
| -477 | – | 516 | 75.9 | – | 50.3 | 63.2 | – | 1780 |
| – | – | 508 | 75.6 | – | 49.6 | 62.7 | – | 1740 |
| – | 477 | 508 | 75.6 | – | 49.6 | 62.7 | 66 | 1740 |
| -461 | – | 495 | 75.1 | – | 48.8 | 61.9 | – | 1680 |
| – | – | 491 | 74.9 | – | 48.5 | 61.7 | – | 1670 |
| – | 461 | 491 | 74.9 | – | 48.5 | 61.7 | 65 | 1670 |
| 444 | – | 474 | 74.3 | – | 47.2 | 61 | – | 1595 |
| – | – | 472 | 74.2 | – | 47.1 | 60.8 | – | 1585 |
| – | 444 | 472 | 74.2 | – | 47.1 | 60.8 | 63 | 1585 |
| 429 | 429 | 455 | 73.4 | – | 45.7 | 59.7 | 61 | 1510 |
| 415 | 415 | 440 | 72.8 | – | 44.5 | 58.8 | 59 | 1460 |
| 401 | 401 | 425 | 72 | – | 43.1 | 57.8 | 58 | 1390 |
| 388 | 388 | 410 | 71.4 | – | 41.8 | 56.8 | 56 | 1330 |
| 375 | 375 | 396 | 70.6 | – | 40.4 | 55.7 | 54 | 1270 |
| 363 | 363 | 383 | 70 | – | 39.1 | 54.6 | 52 | 1220 |
| 352 | 352 | 372 | 69.3 | -110 | 37.9 | 53.8 | 51 | 1180 |
| 341 | 341 | 360 | 68.7 | -109 | 36.6 | 52.8 | 50 | 1130 |
| 331 | 331 | 350 | 68.1 | -108.5 | 35.5 | 51.9 | 48 | 1095 |
| 321 | 321 | 339 | 67.5 | -108 | 34.3 | 51 | 47 | 1060 |
| 311 | 311 | 328 | 66.9 | -107.5 | 33.1 | 50 | 46 | 1025 |
| 302 | 302 | 319 | 66.3 | -107 | 32.1 | 49.3 | 45 | 1005 |
| 293 | 293 | 309 | 65.7 | -106 | 30.9 | 48.3 | 43 | 970 |
| 285 | 285 | 301 | 65.3 | -105.5 | 29.9 | 47.6 | – | 950 |
| 277 | 277 | 292 | 64.6 | -104.5 | 28.8 | 46.7 | 41 | 925 |
| 269 | 269 | 284 | 64.1 | -104 | 27.6 | 45.9 | 40 | 895 |
| 262 | 262 | 276 | 63.6 | -103 | 26.6 | 45 | 39 | 875 |
| 255 | 255 | 269 | 63 | -102 | 25.4 | 44.2 | 38 | 850 |
| 248 | 248 | 261 | 62.5 | -101 | 24.2 | 43.2 | 37 | 825 |
| 241 | 241 | 253 | 61.8 | 100 | 22.8 | 42 | 36 | 800 |
| 235 | 235 | 247 | 61.4 | 99 | 21.7 | 41.4 | 35 | 785 |
| 229 | 229 | 241 | 60.8 | 98.2 | 20.5 | 40.5 | 34 | 765 |
| 223 | 223 | 234 | – | 97.3 | -18.8 | – | – | |
| 217 | 217 | 228 | – | 96.4 | -17.5 | – | 33 | 725 |
| 212 | 212 | 222 | – | 95.5 | -16 | – | – | 705 |
| 207 | 207 | 218 | – | 94.6 | -15.2 | – | 32 | 690 |
| 201 | 201 | 212 | – | 93.8 | -13.8 | – | 31 | 675 |
| 197 | 197 | 207 | – | 92.8 | -12.7 | – | 30 | 655 |
| 192 | 192 | 202 | – | 91.9 | -11.5 | – | 29 | 640 |
| 187 | 187 | 196 | – | 90.7 | -10 | – | – | 620 |
| 183 | 183 | 192 | – | 90 | -9 | – | 28 | 615 |
| 179 | 179 | 188 | – | 89 | -8 | – | 27 | 600 |
| 174 | 174 | 182 | – | 87.8 | -6.4 | – | – | 585 |
| 170 | 170 | 178 | – | 86.8 | -5.4 | – | 26 | 570 |
| 167 | 167 | 175 | – | 86 | -4.4 | – | – | 560 |
| 163 | 163 | 171 | – | 85 | -3.3 | – | 25 | 545 |
| 156 | 156 | 163 | – | 82.9 | -0.9 | – | – | 525 |
| 149 | 149 | 156 | – | 80.8 | – | – | 23 | 505 |
| 143 | 143 | 150 | – | 78.7 | – | – | 22 | 490 |
| 137 | 137 | 143 | – | 76.4 | – | – | 21 | 460 |
| 131 | 131 | 137 | – | 74 | – | – | – | 450 |
| 126 | 126 | 132 | – | 72 | – | – | 20 | 435 |
| 121 | 121 | 127 | – | 69.8 | – | – | 19 | 415 |
| 116 | 116 | 122 | – | 67.6 | – | – | 18 | 400 |
| 111 | 111 | 117 | – | 65.7 | – | – | 15 | 385 |
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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