Probador de dureza Leeb

En el método de prueba de dureza Leeb, el valor de dureza se puede calcular a partir de la pérdida de energía de un cuerpo de impacto después de impactar contra un metal. Este cociente de Leeb es equivalente a la medida de esa pérdida de energía por deformación. El cuerpo de impacto rebota más rápidamente en las muestras más duras que en las más blandas, lo que da como resultado un valor mayor, 1000* vr/vi, que se cita como la unidad de dureza de rebote de Leeb HL.

Cuando un dispositivo de impacto acelera un cuerpo de impacto con la ayuda de la fuerza del resorte, la velocidad del cuerpo de impacto se segrega en tres fases:

Fase de aproximación
El cuerpo impactante se acelera en dirección a la superficie de prueba con ayuda de la fuerza del resorte.

Fase de Impacto
Tanto el cuerpo impactante como la muestra permanecen en contacto directo. La muestra se deforma plástica o elásticamente y el cuerpo impactante se detiene. Esta naturaleza elástica de recuperación del cuerpo de impacto, así como de la muestra, ayuda al cuerpo de impacto a rebotar.

Fase de rebote
El cuerpo impactado es nuevamente acelerado fuera de la fase de impacto con la energía resultante.

Probador de dureza de banco
Este probador de dureza de banco es un tipo tradicional que se utiliza para determinar la dureza de una muestra empleando los métodos estándar de Rockwell, Vickers, Brinell o Shor. Por lo tanto, pueden denominarse "probador de dureza Rockwell de banco" o "probador de dureza Brinell de banco". Hay muchos otros probadores de dureza de banco que se utilizan para medir la dureza de la muestra no solo usando una sola escala sino también con varias escalas de dureza.

Hay un probador de dureza de banco que se utiliza para medir la dureza utilizando escalas Brinell, Rockwell y Vickers. Todos estos durómetros de banco son muy grandes y pesados, pesando más de 50 kg. Por lo tanto, estos probadores se instalan sobre una mesa o sobre el suelo. Sus ventajas incluyen la implementación estándar junto con el método más fácil y directo de determinación de la dureza.

Probadores de dureza portátiles
A diferencia de los probadores de banco, los probadores de dureza portátiles son más pequeños y livianos. Estos probadores son de naturaleza compacta, lo que determina la dureza utilizando varias escalas de dureza. Además, los durómetros portátiles modernos pueden detectar la dureza empleando todas las escalas de dureza. Sus principales ventajas incluyen la comodidad para el usuario y la portabilidad. No es necesario llevar muestras a las unidades de prueba o talleres.

El durómetro portátil moderno puede guardar electrónicamente los resultados de la prueba en el almacenamiento interno y luego transferirlos a una computadora para generar un informe. Estos informes emplean un programa especializado llamado ARM, que se proporciona junto con los probadores portátiles. A veces, puede ser necesario contar con probadores de dureza de banco, aunque es muy raro. De todos modos, 99 casos de cada 100 usuarios prefieren siempre los dispositivos portátiles.

Introducción
Los durómetros de rebote, también conocidos como "probadores de dureza Leeb", son la alternativa a los tradicionales durómetros de contador, instalados en los laboratorios. La revolución que representan los durómetros de rebote está relacionada principalmente con su portabilidad combinada con una altísima precisión y con el tipo de ensayo no destructivo que son capaces de realizar.

Este método se basa en el principio de Leeb introducido por Dietmar Leeb en 1975. Conceptualmente se define como la relación entre la velocidad de impacto y la velocidad de rebote del cuerpo de impacto, luego multiplicada por 1000. Dependiendo del tipo de metal, el método Leeb indica el valor de dureza que se puede convertir a otras escalas (por ejemplo HB, HV, HRC, etc.).
Utilizando el mismo principio también es posible medir la resistencia a la tracción en relación con el acero. El principio de funcionamiento se basa en la aplicación de una determinada fuerza a un cuerpo de impacto de un determinado peso, que irá a tocar la superficie de medición.

El instrumento mide respectivamente la velocidad de impacto y rebote cuando el percutor esférico se encuentra a 1 mm de la superficie de medición. La fórmula de cálculo es la siguiente:

HL=1000×(VB/VA)
HL → Valor de dureza HLD
VB → Velocidad de rebote del cuerpo de impacto
VA → Velocidad de impacto del penetrador

Con este método podemos medir muchos materiales, como:
• Aceros y fusiones;
• Acero para herramientas de trabajo en frío;
• Aleaciones de acero inoxidable;
• Fundición gris;
• Fundición nodular;
• Fusiones y aleaciones de aluminio;
• Aleaciones de latón/aleaciones de latón y zinc;
• Aleaciones de bronce;
• Aleaciones de cobre

Un probador de dureza es una herramienta esencial en diversas industrias y aplicaciones, ya que ayuda a determinar la dureza de los materiales. La dureza es una propiedad vital del material que refleja su resistencia a la deformación, el desgaste y el rayado. Los diferentes materiales requieren diferentes niveles de dureza según su uso previsto. Al medir la dureza, los ingenieros pueden evaluar la calidad del material, tomar decisiones informadas para la selección de materiales y garantizar la confiabilidad del producto.

Metalurgia y Manufactura
En el campo de la metalurgia, los durómetros desempeñan un papel fundamental en el control de calidad y la caracterización de materiales. Los fabricantes utilizan pruebas de dureza para evaluar la resistencia y durabilidad de componentes metálicos como engranajes, ejes, cojinetes y herramientas. Por ejemplo, la prueba de dureza Brinell implica marcar la superficie de un material con una bola de acero endurecido y medir el diámetro de la impresión resultante. Este método se emplea comúnmente para probar piezas fundidas y forjadas, asegurando que cumplan con las especificaciones de dureza requeridas.

Industria automotriz
En el sector automovilístico, los durómetros portátiles se utilizan para evaluar la dureza de componentes críticos como piezas de motor, sistemas de frenos y componentes de transmisión. Garantizar niveles óptimos de dureza en estas piezas es esencial para su longevidad y rendimiento. Las pruebas de dureza ayudan a los fabricantes a identificar materiales propensos al desgaste, lo que mejora la seguridad y confiabilidad del vehículo.

Ingeniería Aeroespacial
La industria aeroespacial exige materiales con alta resistencia y durabilidad debido a las condiciones extremas que se experimentan durante el vuelo. Las pruebas de dureza se utilizan para examinar componentes de aeronaves, como palas de turbinas, trenes de aterrizaje y elementos estructurales. Al determinar con precisión la dureza, los ingenieros pueden prevenir fallas causadas por estrés excesivo, fatiga o corrosión, garantizando la seguridad de los viajes aéreos.

Construcción e ingeniería civil
En la construcción, se emplean probadores de dureza para evaluar la calidad de materiales de construcción como el hormigón y el asfalto. La prueba del martillo de rebote, un método no destructivo, mide la dureza de la superficie de las estructuras de hormigón, proporcionando información sobre su resistencia a la compresión y su durabilidad. Esta información es vital para mantener la integridad estructural de edificios, puentes y carreteras.

Investigación en ciencia de materiales
Las pruebas de dureza son fundamentales en la investigación y el desarrollo de la ciencia de materiales. Los científicos lo utilizan para estudiar el comportamiento de materiales, aleaciones y compuestos recientemente desarrollados. Al analizar la relación entre la dureza y otras propiedades mecánicas, los investigadores obtienen información sobre las posibles aplicaciones de un material en diversas industrias, desde la electrónica hasta los dispositivos médicos.

Control de calidad en electrónica
La industria electrónica depende de las pruebas de dureza para garantizar la confiabilidad y el rendimiento de componentes como microchips, conectores y placas de circuito. Los niveles adecuados de dureza son cruciales para evitar daños causados ​​por tensión mecánica o expansión térmica. Los probadores de dureza ayudan a identificar materiales susceptibles a deformarse o agrietarse bajo las condiciones que experimentan estos componentes.

Industria de petróleo y gas
El sector del petróleo y el gas a menudo se enfrenta a entornos hostiles y corrosivos. Los durómetros se utilizan para evaluar la dureza de los materiales de tuberías, equipos de perforación y componentes de refinerías. Esto garantiza que estos materiales puedan resistir las tensiones impuestas por la perforación, el transporte y el procesamiento de recursos de petróleo y gas.

En el trabajo de campo nos encontramos a menudo con piezas de prueba de superficie. Varias superficies tienen diferentes efectos en los resultados de la prueba de dureza. En caso de funcionamiento correcto, el impacto cae sobre la superficie de la muestra al mismo tiempo que la muestra plana, por lo que se puede utilizar el anillo de soporte universal.

Sin embargo, cuando la curvatura es tan pequeña como un cierto tamaño, el estado elástico de la deformación del plano debido a una diferencia significativa en el impacto del cuerpo es bajo, de modo que la dureza de Indies es baja. Por lo tanto, para la muestra, se recomienda utilizar un pequeño anillo de soporte al medir. Para probetas con un radio de curvatura menor, se recomienda utilizar un anillo de soporte perfilado.

De acuerdo con el principio de Richter, siempre que el material tenga cierta rigidez y pueda formar un rebote, se puede medir el valor exacto de la dureza de Richter, pero muchos de los materiales y otros materiales con dureza estándar no tienen un conversión correspondiente, por lo que el probador de dureza actual La conversión de nueve tipos de materiales. Los materiales específicos son los siguientes: acero y acero fundido, acero aleado para herramientas, hierro fundido gris, hierro dúctil, aleación de aluminio fundido, aleaciones de cobre y zinc, aleaciones de cobre y estaño, cobre puro, acero inoxidable.

Para algunas muestras de materiales especiales, el usuario puede recurrir a la empresa para que le proporcione la curva de ajuste para realizar una tabla de conversión especial. En la producción real, el uso de una amplia gama de materiales metálicos, debido a la dureza del material en los métodos de procesamiento del material, los materiales, los elementos de aleación de la composición de los chips de dureza sensibles y Richter almacenados en la tabla de dureza no pueden cumplir Las necesidades de los usuarios, el usuario en la prueba, puede utilizar el accesorio para hacer su propia tabla de conversión de dureza dedicada.

El error de conversión de datos
El error en la dureza de la otra dureza incluye dos aspectos: el uno es el error de medición de la dureza de la dureza misma, que implica la dispersión del método de prueba por el método y el error de medición para el mismo tipo de durómetro interno. .

Por otro lado, es el error de la dureza medida por los diferentes métodos de prueba de dureza. Esto se debe al hecho de que no existe una relación física clara entre los distintos métodos de prueba de dureza y se ve afectado por la influencia poco confiable en la comparación.

El error causado por materiales especiales
Las tablas de conversión almacenadas en el durómetro pueden diferir de los siguientes aceros:
Todos los materiales duros del acero austenítico resistente al calor y el acero al cromo (acero para herramientas) provocan un aumento en el módulo de elasticidad, lo que resulta en un valor L bajo. Este tipo de acero debe ensayarse en una sección transversal. Enfriamiento local El endurecimiento puede causar un valor L alto. Las propiedades magnéticas del acero magnético harán que el valor L sea bajo. El acero endurecido superficial, la base es blanda, hará que el valor L sea bajo, cuando la capa de endurecimiento es mayor que 0.8 mm (el dispositivo de impacto tipo C es 0.2 mm) no afecta la L valor.

Error de detección de marcha
En circunstancias normales, debido a que la superficie del diente es pequeña, el error de prueba es relativamente grande, lo que, si el usuario puede diseñar las herramientas correspondientes, según la situación, ayudará a reducir el error.

La elasticidad del material, efecto plástico.
Además de la dureza y la resistencia, el valor está relacionado con el módulo de elasticidad, el valor de dureza es la dureza del material y la plasticidad de los parámetros característicos, porque los dos componentes deben medirse simultáneamente.

En la parte elástica, el primero se ve obviamente afectado por el módulo E, a este respecto cuando la dureza estática del mismo material y el valor E de diferente tamaño, el valor E del material, el valor L

La dirección del laminado en caliente causada por el error
Cuando la pieza de trabajo medida es un proceso de moldeo laminado en caliente, si la prueba de dureza Richter y la dirección de laminación consistente con el módulo elástico E es demasiado grande para causar que el valor de la prueba sea bajo, entonces la dirección de la prueba debe ser perpendicular a la dirección de laminación en caliente. . Por ejemplo: la medición de la dureza de la sección transversal cilíndrica también debe incluirse en la prueba radial. (La dirección de laminación en caliente generalmente cilíndrica es axial).

El impacto de otros factores
Al medir la dureza de los accesorios de tubería, tenga en cuenta que la tubería debe estar firmemente apoyada. El punto de prueba debe estar cerca del punto de apoyo y paralelo a la fuerza de apoyo. La pared de la tubería es más delgada y se coloca en el núcleo apropiado del tubo.

Las mediciones de dureza tradicionales, por ejemplo las de Rockwell, Vickers y Brinell, son estacionarias y requieren estaciones de trabajo fijas en áreas de prueba o laboratorios separados. La mayoría de las veces, estos métodos son selectivos e implican pruebas destructivas en muestras. A partir de resultados individuales, estas pruebas extraen conclusiones estadísticas para lotes completos. La portabilidad de los probadores Leeb a veces puede ayudar a lograr tasas de prueba más altas sin destruir las muestras, lo que a su vez simplifica los procesos y reduce los costos.

Los métodos tradicionales se basan en pruebas de dureza de indentación física bien definidas. Indentadores muy duros con geometrías y tamaños definidos se presionan continuamente en el material bajo una fuerza particular. Los parámetros de deformación, como la profundidad de la indentación en el método Rockwell, se registran para dar medidas de dureza.

Según el principio dinámico de Leeb, el valor de dureza se deriva de la pérdida de energía de un cuerpo de impacto definido después de impactar sobre una muestra de metal, de manera similar al escleroscopio de Shore. El cociente de Leeb (vi,vr) se toma como medida de la pérdida de energía por deformación plástica: el cuerpo de impacto rebota más rápido en muestras de prueba más duras que en muestras más blandas, lo que da como resultado un valor mayor 1000×vr/vi. Un cuerpo de impacto magnético permite deducir la velocidad a partir del voltaje inducido por el cuerpo cuando se mueve a través de la bobina de medición. El cociente 1000×vr/vi se expresa en la unidad de dureza de rebote Leeb HL.

Mientras que en las pruebas estáticas tradicionales la fuerza de prueba se aplica uniformemente con una magnitud creciente, los métodos de prueba dinámicos aplican una carga instantánea. Una prueba dura solo 2 segundos y, utilizando la sonda estándar D, deja una hendidura de solo ~0.5 mm de diámetro en acero o acero fundido con una dureza Leeb de 600 HLD. En comparación, una indentación Brinell en el mismo material es de ~3 mm (valor de dureza ~400 HBW 10/3000), con un tiempo de medición estándar de ~15 segundos más el tiempo para medir la indentación.

● Mantenga la superficie del objeto de medición nivelada y limpia, libre de residuos e imperfecciones.

● Cuando la masa y el espesor del objeto medido son menores que la masa y el espesor mínimos requeridos, es necesario acoplar el objeto a un soporte resistente para realizar la medición.

● Al medir, el espacio entre dos hendiduras cualesquiera en el material no debe ser inferior a 3 mm. Y el espacio entre el centro de la muesca y el borde del objeto que se está probando no debe ser inferior a 5 mm. Además, es mejor evitar realizar varias pruebas en el mismo lugar.

● Es esencial presionar brevemente el botón de encendido para ingresar a la interfaz de configuración, seleccionar el material y luego realizar la operación de medición cuando sea necesario convertir otros valores de dureza.