Diferencias en la dureza HB, HR y HV del acero inoxidable

Introducción a la dureza: La dureza indica la capacidad de un material para resistir la penetración de objetos duros en su superficie. Es uno de los indicadores de rendimiento más importantes de los materiales metálicos. Generalmente, a mayor dureza, mayor resistencia al desgaste. Entre los indicadores de dureza más comunes se encuentran la dureza Brinell, la dureza Rockwell y la dureza Vickers.

Dureza Brinell (HB): Se aplica una carga determinada (normalmente 3000 kg) para presionar una bola de acero endurecido de un tamaño específico (generalmente 10 mm de diámetro) contra la superficie del material durante un tiempo determinado. Tras la descarga, la relación entre la carga aplicada y el área de la huella es el valor de dureza Brinell (HB), expresado en kgf/mm² (N/mm²).

Dureza Rockwell (HR): Cuando HB > 450 o la muestra es demasiado pequeña, no se puede utilizar la prueba de dureza Brinell y, en su lugar, se emplea la medición de dureza Rockwell. Para ello, se utiliza un cono de diamante con un ángulo de vértice de 120° o una bola de acero de 1,59 mm o 3,18 mm de diámetro, que se presiona contra la superficie del material aplicando una carga determinada. La dureza del material se determina mediante la profundidad de la huella.

Dependiendo de la dureza del material de prueba, se utilizan tres escalas diferentes:

HRA: Medido utilizando una carga de 60 kg y un indentador de cono de diamante, utilizado para materiales extremadamente duros (como el carburo cementado).

HRB: Medido utilizando una carga de 100 kg y una bola de acero endurecido con un diámetro de 1,58 mm, utilizado para materiales con menor dureza (como acero recocido, hierro fundido, etc.).

HRC: Se mide utilizando una carga de 150 kg y un indentador de cono de diamante, y se utiliza para materiales con alta dureza (como el acero templado).

Dureza Vickers (HV): Se utiliza una carga de hasta 120 kg y un indentador de diamante de forma piramidal cuadrada con un ángulo de vértice de 136° para presionar la superficie del material. El valor de dureza Vickers (HV) se obtiene dividiendo el área de la cavidad de indentación entre el valor de la carga, y se expresa en kgf/mm².

El acero inoxidable se ve afectado por numerosos factores variables propios de los medios corrosivos, como el tipo y la concentración de los productos químicos, las condiciones atmosféricas, la temperatura y el tiempo. Por lo tanto, resulta difícil seleccionar y utilizar materiales sin comprender la naturaleza exacta del medio. A continuación, se presenta una breve introducción a algunos materiales comunes de acero inoxidable:

304 Es un material de uso común. Resiste la oxidación general en la construcción y la erosión producida por los medios de procesamiento de alimentos (aunque puede corroerse a altas temperaturas con ácidos y cloruros concentrados). Resiste compuestos orgánicos, colorantes y una amplia gama de compuestos inorgánicos. El tipo 304L (bajo en carbono) ofrece buena resistencia al ácido nítrico y soporta temperaturas y concentraciones moderadas de ácido sulfúrico. Se utiliza ampliamente en tanques de almacenamiento de gas licuado, equipos de baja temperatura (304N), electrodomésticos y otros productos de consumo, como equipos de cocina, dispositivos médicos, herramientas de transporte y plantas de tratamiento de aguas residuales.

316 Contiene ligeramente más níquel que el acero inoxidable tipo 304 y entre un 2 % y un 3 % de molibdeno, lo que le confiere una mayor resistencia a la corrosión, especialmente en ambientes clorados propensos a la corrosión por picaduras. El acero inoxidable tipo 316 se desarrolló para su uso en máquinas de pulpa al sulfito debido a su durabilidad en presencia de compuestos sulfúricos. Sus aplicaciones se han extendido al procesamiento de numerosos productos químicos en la industria.

317 Contiene entre un 3% y un 4% de molibdeno (el nivel más alto de esta serie) y más cromo que el tipo 316, lo que ofrece una mayor resistencia a la corrosión por picaduras y grietas.

430 Tiene un contenido de aleación menor que el acero inoxidable tipo 304 y se utiliza para acabados decorativos de alto brillo en atmósferas suaves. También puede utilizarse en equipos para el procesamiento de ácido nítrico y alimentos.

410 El acero inoxidable tipo 410 tiene el menor contenido de aleación entre los tres aceros inoxidables de uso general. Se selecciona para componentes de alta resistencia que requieren una combinación de resistencia mecánica y a la corrosión, como los elementos de fijación. Este acero resiste la corrosión en atmósferas moderadas, vapor de agua y muchos productos químicos de acción moderada.

2205 : Superior a los tipos 304 y 316 debido a su alta resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruros y aproximadamente el doble de resistencia.