ASTM E384 – 17 Método de prueba estándar para la dureza por microindentación de materiales

Se ha encontrado que las pruebas de dureza son muy útiles para la evaluación de materiales, el control de calidad de los procesos de fabricación y los esfuerzos de investigación y desarrollo. La dureza, aunque de naturaleza empírica, puede correlacionarse con la resistencia a la tracción para muchos metales y aleaciones, y también es un indicador de maquinabilidad, resistencia al desgaste, tenacidad y ductilidad.

Las pruebas de microindentación se utilizan para evaluar y cuantificar las variaciones de dureza que ocurren en una pequeña distancia. Estas variaciones pueden ser intencionales, como las producidas por endurecimiento superficial localizado, por ejemplo, por granallado, estirado en frío, endurecimiento por llama, endurecimiento por inducción, etc., o por procesos tales como carburación, nitruración, carbonitruración, etc .; o pueden ser variaciones no intencionales debido a problemas, tales como descarburación, ablandamiento localizado en servicio, o problemas de segregación composicional / microestructural. Las fuerzas de prueba bajas también extienden las pruebas de dureza a materiales demasiado delgados o demasiado pequeños para las pruebas de macroindentación. Las pruebas de microindentación permiten probar la dureza de fases o constituyentes específicos y regiones o gradientes demasiado pequeños para su evaluación mediante pruebas de macroindentación.

Debido a que las pruebas de dureza por microindentación revelarán variaciones de dureza que existen comúnmente en la mayoría de los materiales, un solo valor de prueba puede no ser representativo de la dureza total. Las pruebas de Vickers a 1000 gf se pueden utilizar para la determinación de la dureza aparente, pero, como para cualquier prueba de dureza, se recomienda realizar una serie de indentaciones y calcular el promedio y la desviación estándar, según sea necesario o según se requiera.

Las pruebas de dureza por microindentación se realizan generalmente para cuantificar las variaciones de dureza que ocurren en distancias pequeñas. Para determinar estas diferencias se requiere una muesca física muy pequeña. Los probadores que crean muescas con fuerzas de prueba muy bajas deben construirse cuidadosamente para aplicar con precisión las fuerzas de prueba exactamente en la ubicación deseada y deben tener un sistema óptico de alta calidad para medir con precisión la diagonal (o diagonales) de las pequeñas muescas. Fuerzas de prueba en el rango superior del rango de fuerza definido en 1.2puede utilizarse para evaluar la dureza aparente. En general, el indentador Vickers es más adecuado para determinar las propiedades de volumen (promedio) ya que la dureza Vickers no se ve alterada por la elección de la fuerza de prueba, de 25 a 1000 gf, porque la geometría del indentador es constante en función de la profundidad de la indentación. La indentación de Knoop, sin embargo, no es geométricamente idéntica en función de la profundidad y habrá variaciones en la dureza de Knoop, particularmente a fuerzas de prueba <200 gf, sobre el rango de fuerza definido en 1.2 (y por encima de este rango); en consecuencia, la dureza Knoop no se utiliza normalmente para definir la dureza aparente, excepto a 500 gf donde E140da conversiones a otras escalas de prueba, y las pruebas de Knoop no deben realizarse a fuerzas de prueba superiores a 1000 gf. La mayoría de las pruebas de Knoop de variaciones de dureza de la caja se realizan a fuerzas de 100 a 500 gf. Si la prueba se lleva a cabo para cumplir con un valor de dureza a granel especificado, como HRC, la mayoría de estas pruebas se realizarán con Knoop a una carga de 500 gf. Debido a la gran diferencia entre las diagonales de Knoop largas y cortas, el penetrador de Knoop a menudo es más adecuado para determinar variaciones de dureza en distancias muy pequeñas en comparación con el penetrador de Vickers. Las pruebas de Vickers y Knoop a fuerzas ≤ 25 gf son susceptibles de imprecisión debido a la dificultad de medir indentaciones extremadamente pequeñas (<20 µm) mediante microscopía óptica con alta precisión y reproducibilidad. Pruebas realizadas con fuerzas ≤25 gf deben considerarse de naturaleza cualitativa. Del mismo modo, las fuerzas de prueba que crean hendiduras <20 µm de longitud deben evitarse siempre que sea posible y deben considerarse de naturaleza cualitativa. El éxito del procedimiento de preparación de la muestra para eliminar el daño inducido por la preparación puede influir y influirá en los resultados de la prueba; este problema se vuelve más crítico a medida que disminuye la fuerza de prueba.

Este método de prueba cubre la determinación de la dureza por microindentación de los materiales.

Este método de prueba cubre las pruebas de microindentación realizadas con indentadores Knoop y Vickers bajo fuerzas de prueba en el rango de 9,8 × 10 ^-3 a 9,8 N (1 a 1000 gf).

Este método de prueba incluye un análisis de las posibles fuentes de errores que pueden ocurrir durante la prueba de microindentación y cómo estos factores afectan la precisión, el sesgo, la repetibilidad y la reproducibilidad de los resultados de la prueba.

La  información relativa a los requisitos para la verificación y calibración directas de la máquina de prueba y los requisitos para la fabricación y calibración de los bloques de prueba de dureza de referencia Vickers y Knoop se encuentran en el Método de prueba E92 .

Unidades— Los valores indicados en unidades SI deben considerarse estándar. No se incluyen otras unidades de medida en esta norma.

Esta norma no pretende abordar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas adecuadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso.

Esta norma internacional se desarrolló de acuerdo con los principios de normalización reconocidos internacionalmente establecidos en la Decisión sobre los principios para el desarrollo de normas, guías y recomendaciones internacionales emitida por el Comité de Obstáculos Técnicos al Comercio (OTC) de la Organización Mundial del Comercio.