Tabla comparativa de durezas de metales, aleaciones y cerámicas

Introducción

La dureza es una propiedad importante a la hora de seleccionar materiales para diversas aplicaciones. Esta guía examina la dureza de los metales, las aleaciones y la cerámica. Los materiales duros son útiles en aplicaciones pesadas. Se utilizan en herramientas y maquinaria. Los materiales más blandos pueden tener otras ventajas como la flexibilidad y la ductilidad.

Tabla de dureza Mohs

La escala de dureza de Mohs es una de las formas más sencillas de comparar la dureza de minerales y materiales. Esta escala va del uno al diez. Una lectura de uno muestra el material más blando. El talco es un ejemplo típico. En el otro extremo, una puntuación de diez representa los materiales más duros. El diamante es conocido por tener una puntuación Mohs de diez.

En el caso de los metales y las aleaciones, la escala de Mohs ofrece una idea aproximada de la dureza. Muchos metales se sitúan entre tres y cinco. Por ejemplo, el hierro puro tiene una puntuación de alrededor de cuatro. Las aleaciones pueden alcanzar a veces valores más altos debido a su composición mixta. Las cerámicas suelen tener puntuaciones más altas y a veces llegan hasta ocho. Hay que tener en cuenta que la escala de Mohs es ordinal. No indica las diferencias de resistencia entre materiales. Sólo da un orden de clasificación de la dureza.

La escala es práctica en el uso diario. Sobre el terreno, se puede comparar un material desconocido con un conjunto de minerales estándar. Esto ayuda a decidir si el material puede utilizarse en una tarea exigente. Para un técnico experimentado, este método es útil durante una comprobación rápida cuando no se dispone de pruebas más precisas.

Más información: Dureza de los metales y los metales más fuertes del mundo

Dureza Vickers

El ensayo de dureza Vickers es un método más preciso utilizado en los laboratorios. Se presiona contra el material un penetrador en forma de pirámide de diamante. La prueba mide el tamaño de la hendidura que queda después de retirar la fuerza. El número de dureza Vickers (VHN) proporciona una medida detallada de la dureza.

En esta prueba, la fuerza y el tamaño de la huella están directamente relacionados. La escala se aplica a una amplia gama de materiales. Para muchos metales, un VHN más alto significa una mayor resistencia a la deformación. Las aleaciones suelen mostrar una mayor dureza en comparación con los metales puros. En el caso de la cerámica, los valores pueden ser muy elevados. Se sabe que las cerámicas tienen una dureza excelente, pero pueden ser quebradizas.

Una ventaja específica del ensayo Vickers es que puede utilizarse con materiales y revestimientos finos. Una pequeña indentación es suficiente para proporcionar valores de dureza fiables. Este método se aplica habitualmente en laboratorios de control de calidad e investigación. Los ingenieros aprecian los datos porque son precisos y repetibles.

Comparación de la dureza de los materiales

Cuando se comparan los valores de dureza, los metalesy las aleaciones suelen tener cifras más bajas que la cerámica. Los metales como el aluminio y el hierro puro suelen mostrar una dureza más baja. Sus números de dureza Vickers tienden a encontrarse en el rango de 100 a 300 VHN. Las aleaciones, especialmente los aceros templados, pueden tener valores cercanos a 800 o 1000 VHN.

Las cerámicas, por su parte, pueden tener valores de dureza Vickers muy superiores a 1000. Por ejemplo, el carburo de tungsteno, un tipo de compuesto cerámico, supera a menudo los 1500 VHN. Esto hace que la cerámica sea perfecta para herramientas de corte y abrasivos. Sin embargo, su mayor dureza puede provocar fragilidad. Un metal puede doblarse antes de fracturarse, pero una cerámica puede romperse repentinamente cuando se sobrecarga.

Comparar las tablas de dureza es útil para elegir el material adecuado. Cuando un proyecto requiere durabilidad y resistencia a los arañazos, la cerámica puede ser la mejor opción. Para productos que deban resistir impactos, un metal o una aleación pueden ser más adecuados. El entorno de trabajo y las exigencias de la aplicación deciden qué material funciona mejor.

Los ingenieros tienen en cuenta estas comparaciones a la hora de diseñar piezas. Herramientas, componentes de maquinaria e incluso artículos de uso cotidiano se benefician de la elección correcta del material. La tabla de dureza ayuda en esta decisión, garantizando que el componente dure mucho tiempo en condiciones duras.

Conclusión

Hemos visto métodos importantes para medir la dureza. La escala de dureza de Mohs proporciona una clasificación sencilla y ordinal. El ensayo de dureza Vickers ofrece datos precisos y repetibles. La comparación de metales, aleaciones y cerámicas muestra que cada clase de material tiene sus ventajas y limitaciones. Los metales y las aleaciones suelen elegirse por su tenacidad y ductilidad, mientras que la cerámica se valora por su resistencia al rayado y su gran dureza. Conocer estas diferencias es clave para encontrar el material adecuado para una aplicación determinada.

Preguntas más frecuentes

F: ¿Para qué sirve la escala de dureza de Mohs?
P: La escala de Mohs clasifica los materiales en función de su resistencia al rayado del uno al diez.

F: ¿Cómo funciona el ensayo de dureza Vickers?
P: Mide el tamaño de la indentación realizada por una pirámide de diamante bajo una carga determinada.

F: ¿Por qué los materiales cerámicos son generalmente más duros que los metales?
P: Los materiales cerámicos tienen una estructura atómica fuerte que se traduce en una mayor resistencia a la deformación.