SECRETARIA DE COMERCIO

Y

FOMENTO INDUSTRIAL

NORMA MEXICANA

NMX-B-119-1983

INDUSTRIA SIDERURGICA-DUREZA ROCKWELL Y ROCKWELLSUPERFICIAL EN PRODUCTOS DE HIERRO Y ACERO-METODO

DE PRUEBA

STEEL INDUSTRY-ROCKWELL HARDNESS AND ROCKWELLSUPERFICIAL HARDNESS OF IRON AND STEEL PRODUCTS-TEST

METHOD

DIRECCION GENERAL DE NORMAS

NMX-B-119-1983

PREFACIO

En la elaboración de esta Norma participaron las siguientes empresas e Instituciones:

Aceros Anglo, S.A. de C.V.

Acero Solar, S.A.

Acme Flejes de México, S.A. de C.V.

Bendix Mexicana, S.A.

Calentadores Magamex, S.A.

Choromalox, S.A.

Comisión Federal de Electricidad.

Compañía Mexicana de Tubos, S.A.

Corporación Industrial Mexicana, S.A.

Dina Komatsu Nacional, S.A. de C.V.

EPN- Gray, S.A.

Ferrocarriles Nacionales de México

Forjamex, S.A. de C.V.

Fundiciones Altzairu, S.A.

Fundiciones de Hierro y Acero, S.A.

Fundidora de Aceros Tepeyac, S.A.

Fundidora Monterrey, S.A.

Galvak, S.A.

Industrial CH, S.A.

Industrial IEM, S.A. de C.V.

NMX-B-119-1983

Industria Mabe, S.A.

Instituto de Investigaciones en Materiales, UNAM

Instituto Mexicano del Petróleo

Instituto Tecnológico de Saltillo

Internacional Harvester de México, S.A.

Jonh Deere, S.A.

Laboratorios Nacionales de Fomento Industrial

Makrotek, S.A.

Marathon Mexicana, S.A.

Mexinox, S.A.

PROTTSA, S.A.

Secretaría de Asentamientos Humanos y Obras Públicas

Secretaría de Marina

Trailers Monterrey, S.A.

Tubacero, S.A.

Tubería Nacional, S.A.

NMX-B-119-1983

INDICE

Capítulo

1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION

2 FUNDAMENTO

3 DEFINICIONES

4 DUREZA ROCKWELL

5 DUREZA ROCKWELL SUPERFICIAL

6 APENDICE

7 BIBLIOGRAFIA

NMX-B-119-1983

INDUSTRIA SIDERURGICA-DUREZA ROCKWELL Y ROCKWELLSUPERFICIAL EN PRODUCTOS DE HIERRO Y ACERO-METODO DE

PRUEBA

STEEL INDUSTRY-ROCKWELL HARDNESS AND ROCKWELLSUPERFICIAL HARDNESS OF IRON AND STEEL PRODUCTS-TEST

METHOD

1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION

Esta Norma Mexicana establece el método de prueba para determinar la dureza Rockwell y Rockwell Superficial en productos de hierro y acero. Se incluyen las variantes de este tipo de prueba que se indican a continuación:

a) Escalas de dureza Rockwell C, A y D, con penetrador de diamante.

b) Escalas de dureza Rockwell B, E y F, con penetrador esférico de acero.

c) Escalas de dureza Superficial Rockwell N con penetrador de diamante.

d) Escalas de dureza Superficial Rockwell T con penetrador esférico de acero.

En la tabla 1 se indican los campos de aplicación de cada escala de dureza y una orientación sobre los hierros y aceros en que se utilizan con más frecuencia.

Esta Norma no se aplica para aparatos digitales.

En el apéndice, como información, se incluye la verificación de las máquinas para la prueba de dureza Rockwell.

2 FUNDAMENTO

El método consiste en hacer una identación en una probeta con un penetrador de diamante esferocónico o un penetrador esférico de acero, aplicando sucesivamente dos cargas y determinándose la profundidad permanente de la huella que se produjo bajo las condiciones específicas de una carga menor, y una mayor. (véase figuras 1 y 2 para Dureza Rockwell y figuras 3 y 4para Dureza Rockwel Superficial).

NMX-B-119-1983

3 DEFINICIONES

3.1 Número de dureza Rockwell (DR)

Es un número obtenido por el aumento neto de la profundidad de la huella, el cual proviene cuando se aumenta la carga sobre un penetrador desde una carga fija menor hasta una mayor, retornando después a la carga menor.

NMX-B-119-1983

3.1.1 Los números de dureza Rockwell se expresan siempre con un símbolo de escala, que indica el penetrador y la carga utilizada.

Ejemplo: 60 DRC indica un valor de dureza Rockwell 60 medido en la escala C.

4 DUREZA ROCKWELL

4.1 Máquinas y equipo

La máquina de prueba consiste en un soporte rígido o yunque, sobre el que se coloca la probeta y un dispositivo que aplica las cargas prefijadas a un penetrador en contacto con la misma.

4.1.1 Penetradores

a) Penetrador de diamante

Este tipo de penetrador se debe emplear en pruebas de dureza para las escalas A, C y D. Consiste en un cono de diamante cuyo ángulo es de 2.09rad 0.008 (120° 0.5°) y su eje debe coincidir con la dirección de penetración con una tolerancia de 0.5°. La punta es un casquete esférico con un radio de 0.200mm.

La forma del casquete y el valor del radio del penetrador tienen una influencia importante en el valor de la dureza obtenida. La anisotropía del diamante hace difícil el maquinado del mismo en forma totalmente simétrica. Por esta razón, es necesario comparar los resultados obtenidos con un penetrador patrón sobre piezas patrón de diferentes durezas.

Se debe verificar ocasionalmente el contorno del penetrador utilizando un lente de aumento. El penetrador no debe presentar grietas o cualquier otro defecto superficial.

b) Penetrador esférico de acero

Este tipo de penetrador debe emplearse en los ensayos de dureza para las escalas B, E y F. Consiste en un balín de acero templado y pulido, con un diámetro de 1.588mm 0.003mm; excepto para la escala E, que tiene un diámetro de 3.175mm 0.004mm. Dicho balín debe estar pulido y no debe presentar defectos superficiales. Debe eliminarse y anularse la prueba si presenta una deformación mayor a la tolerancia indicada anteriormente o cualquier otro defecto superficial.

NMX-B-119-1983

Figura 1 Prueba de dureza Rockwell con penetrador de diamante

NMX-B-119-1983

Figura 2 Prueba de dureza Rockwell con penetrador esférico de acero

NMX-B-119-1983

Se debe evitar acumulación en el penetrador de polvo, tierra, grasa o capas de óxidos; dado que estos afectan los resultados de la prueba.

4.1.2 Soporte de la probeta

El soporte debe ser de acero templado de una dureza igual ó mayor a 60 DRC. La cara de apoyo debe estar pulida, no presentar rayas o marcas que afecten las lecturas.

Todo soporte que presente rayas, zonas sin pulir o defectos superficiales debe sustituirse por otro en buen estado. En las pruebas de productos de espesores delgados utilizando la escala B, el efecto del soporte puede tener una influencia sensible, por el hecho de una posible aparición de marcas en la cara posterior de la probeta.

Cuando se realicen pruebas sobre probetas cilíndricas, se debe procurar que éstas queden perfectamente asentadas, por ejemplo usando soportes en forma de V. En estos casos de debe prestar especial atención al centrado y a la correcta alineación del penetrador con los distintos elementos de este conjunto, pues de no hacerlo así, puede dar lugar a lecturas erróneas.

4.1.3 Bloques patrón

Se deben usar periódicamente los bloques patrón para calibrar la máquina de prueba. Los bloques de prueba deben ser de material uniforme, suficientemente gruesos para estar libres del "efecto del soporte" con ambas superficies tersas y con una área de prueba no mayor de 26cm2. Deben estar preparados con un acabado superficial razonablemente fino, la altura promedio entre la línea del centro y la rugosidad superficial debe ser como máximo de 0.0003mm y deben además inspeccionarse con el fin de constatar que están libres de defectos mayores en la superficie o imperfecciones que puedan afectar las lecturas de dureza.

4.1.4 Verificación de la máquina de prueba con bloques patrón

Se ha encontrado práctico mantener las máquinas de prueba de dureza dentro de las tolerancias de los bloques patrón. Si las máquinas se usan en la inspección diaria, y se verifican y ajustan una vez al mes, se ha determinado que rara vez se desvían de estas tolerancias. La verificación diaria de las máquinas asegura al operador que el penetrador está en buenas condiciones y que la máquina esta operando correctamente.

4.2 Preparación de las probetas

4.2.1 Las probetas empleadas para las determinaciones de dureza, deben prepararse cuidadosamente. Cuando se prueben láminas, se debe tener especial cuidado con el material que esté curvado. El lado cóncavo del metal curvado debe estar hacia el penetrador. Si dichas probetas son invertidas se introducirá un error debido al aplastamiento del metal sobre el soporte.

NMX-B-119-1983

4.2.2 Forma

Las probetas que se someten a las pruebas de dureza Rockwell varían mucho en su forma, ya que frecuentemente es necesario hacer la determinación en una parte del producto terminado, en vez de hacerlo sobre una probeta.

Como no es posible cubrir las condiciones particulares de todas las probetas, en tamaño, preparación, etc., los siguientes incisos se incluyen como una guía general.

4.2.3 Condiciones de la superficie

Las condiciones de la superficie tienen un marcado efecto en las lecturas obtenidas en materiales delgados y, debido al hecho de que el espesor de tales probetas puede influir en los resultados, no puede esperarse que las indicaciones de los bloques patrón proporcionen una medida confiable de los errores que puedan ocurrir al probar estos materiales.

Los bloques patrón deben ser suficientemente gruesos para eliminar el efecto del soporte; debe recordarse que se pueden tener errores de magnitud desconocida, cuando se hacen pruebas en materiales tan delgados que la huella se presenta también en el lado opuesto al de prueba. Los bloques patrón indican los errores de la máquina cuando se usan para probetas similares en tamaño, forma y condiciones de la superficie; sin embargo, actualmente no existe un método satisfactorio para verificar la exactitud de las lecturas tomadas en material delgado ni para evaluar, cuando se presente, el "efecto del soporte".

4.2.4 Espesor

Las pruebas de dureza Rockwell de mayor exactitud se hacen en probetas de suficiente espesor, de modo que la lectura Rockwell no se afecte considerablemente por el soporte de la máquina de prueba.

La ausencia de un abultamiento u otra marca en la superficie de la probeta, en el lado opuesto a la huella, indica que la probeta es de un espesor lo suficientemente grueso para realizar una prueba con precisión.

Pueden obtenerse lectura técnicamente aceptables de dureza Rockwell, en láminas que muestren algún abultamiento o marca, y en algunas Normas las láminas por probar son de un espesor y dureza tales que estará presente algún efecto del soporte de la máquina de prueba, En las Tablas 2 y 3 se dan valores de espesores límite, a varios niveles de dureza para escala Rockwell seleccionados usando el penetrador de diamante y el penetrador esférico de 1.588mm. Las pruebas de dureza Rockwell en láminas metálicas son aceptables para propósitos de especificaciones de dureza, cuando se hagan en espesores de acuerdo con estas Tablas y se usen los métodos especificados en esta Norma. En las Normas en que la dureza Rockwell se usa como una indicación aproximada de la resistencia a la tensión, las tablas 2 y 3 no son aplicables.

NMX-B-119-1983

Tabla 2.- Selección de las escalas al usar el penetrador de diamante.

Para una dureza dada puede probarse material de espesor mayor que el correspondiente a esa dureza en la escala indicada.

(a) Estos números de dureza aproximado son para usarse en la selección de una escala adecuada de dureza.

En estos casos las relaciones entre los límites de las especificaciones para la resistencia a la tensión y la dureza han sido establecidas para ciertos límites especificados de espesor, por lo tanto los efectos del soporte al probar láminas delgadas están tomados en cuenta en tal relación. Para la escala E, el material más duro que 60 DRE puede probarse en materiales tan delgados como 3.175mm, pero si es más suave que 60 DRE, el espesor mínimo debe ser de 4.76mm.

NMX-B-119-1983

Tabla 3.- Selección de las escalas al usar el penetrador esférico de 1.588mm de diámetro.

Para una dureza dada puede probarse material de cualquier espesor mayor que el correspondiente a esa dureza en la escala indicada.

(a) Estos números de dureza aproximado son para usarse en la selección de una escala adecuada de dureza.

4.2.5 Preparación de la superficie

La preparación del material bajo prueba debe controlarse cuidadosamente para evitar cualquier alteración en su dureza, tal como la que puede ser causada por calentamiento durante el esmerilado o por endurecimiento durante operaciones de maquinado y pulido. La superficie de prueba de la probeta debe ser tal que la carga puede aplicarse perpendicular a ella. La superficie debe estar limpia, seca, libre de óxido, porosidades y material extraño que pudiera aplastarse o fluir bajo la presión de la prueba y afectar los resultados. Si se requiere un ataque químico de la superficie de prueba, éste debe ser no más profundo que lo necesario para el estudio metalográfico. La superficie en contacto con el soporte debe estar limpia, seca y libre de cualquier condición que pueda afectar los resultados.

NMX-B-119-1983

Al probar materiales con recubrimiento, si se desea el valor de dureza del metal base, el revestimiento debe removerse completamente antes de determinar la dureza, lo cual debe hacerse de tal manera que el metal base no se afecte.

4.3 Ajuste de la máquina de prueba

4.3.1 Velocidad de aplicación de la carga

Se ajusta el amortiguador del probador de dureza de modo que el mango de operación complete su carrera en 4 a 5s cuando no haya probeta en la máquina, y con la máquina preparada para aplicar una carga mayor de 981 N (100kgf).

4.3.2 Ajuste del indicador

Deben hacerse las siguientes pruebas (y ajustes si es necesario). Se coloca una pieza del material en el soporte y se gira la tuerca de elevación del tornillo para poner el material en contacto con el penetrador. Seguir girando para elevar el material hasta que la mano sienta resistencia positiva al giro; esto sucede después de que la carga menor de 98 N (10kgf) se aplica y cuando se alcanza la carga mayor. Cuando se necesite fuerza excesiva para elevar el material, debe tomarse nota de la posición del indicador en la carátula, después de ajustarse la carátula de modo que CO y B 30 (SET) estén en la parte superior. Entonces, si el indicador está entre B 50 y B 70, no se necesita ajuste; si el indicador queda en B 45 y B 50, el ajuste es recomendable; y si el indicador queda en cualquier otro lugar, el ajuste es imperativo. Mientras el indicador gira varias veces a medida que se eleva el material, las lecturas antes mencionadas se aplican a la revolución del indicador que ocurra cuando la manecilla auxiliar de la carátula pasa más allá de la marca cero. El objeto de este ajuste es ver que la elevación de la probeta, para alcanzar la carga menor, sea tal que cause una aplicación parcial de la carga mayor, la cual, para hacer una prueba adecuada, debe aplicarse solo a través del mecanismo que libera la carga.

4.4 Procedimiento

4.4.1 Debe ajustarse la máquina de acuerdo con los métodos descritos en los incisos 4.3.1 y 4.3.2.

4.4.2 Debe seleccionarse una escala y usarse la carga y penetrador adecuados, de acuerdo con la tabla 1, y los incisos 4.1.1 y 4.2.4.

4.4.3 Debe seleccionarse el soporte adecuado, de acuerdo con lo indicado en 4.1.2.

4.4.4 El émbolo de la carátula debe moverse libremente en cualquier posición.

4.4.5 Para el caso de materiales compuestos de varias capas, todas las pruebas de dureza de un material deben hacerse en un solo espesor de material independientemente de su espesor total. La experiencia ha demostrado que las pruebas efectuadas sobre materiales de más de una capa no son confiables.

NMX-B-119-1983

4.4.6 Aplicación de la carga menor

Se debe colocar la probeta sobre el soporte y aplicarse la carga menor gradualmente, hasta que se obtenga la indicación apropiada en la carátula. Esto se obtendrá cuando el indicador haya dado el número apropiado de revoluciones completas y quede dentro de 5 divisiones de la posición de ajuste (SET), en la parte superior de la carátula. El número adecuado de revoluciones completas estará indicado ya sea por una marca de referencia en el vástago del calibrador o por una manecilla auxiliar en la carátula.

Debe evitarse cualquier impacto al poner el penetrador y la probeta en contacto. El último movimiento del tornillo de elevación o descanso debe ser siempre en una dirección que ponga en contacto al penetrador y la probeta. Si se pasa la posición apropiada de ajuste, debe retirarse la carga menor y seleccionarse un nuevo sitio para la prueba. Después de que la carga menor ha sido aplicada, se coloca el indicador de la carátula en cero en la escala de números en negro.

4.4.7 Aplicación de la carga mayor

Debe aplicar la carga mayor accionando la palanca de operación sin impacto y dejando que gire libremente. Se retira la carga mayor llevando la palanca de operación de regreso a la posición original dentro de los 2 segundos siguientes después de que su movimiento ha cesado sin interrumpir la maniobra de regreso o de acuerdo con los incisos 4.4.7.1 ó 4.4.7.2.

4.4.7.1 En caso de materiales que exhiban poco o ningún flujo plástico después de la aplicación de la carga mayor, el indicador llegará a detenerse antes de cesar el movimiento de la palanca de operación; en este caso la palanca de operación debe regresarse a su posición original, inmediatamente después de que el indicador se detiene.

4.4.7.2 En el caso de materiales que exhiban flujo plástico después de la aplicación de la carga mayor, el indicador continuará moviéndose después de que la palanca de operación se detenga, en este caso la palanca de operación debe regresarse a su posición original en un lapso especificado entre el movimiento y la supresión de la carga. Se deben efectuar dos ó tres lecturas sucesivas con intervalos de 2 segundos que sean aproximadamente iguales. En el caso de que el tiempo transcurrido sea diferente a 2 segundos, éste se debe registrar, a menos que el tiempo se especifique en la Norma particular del producto.

4.4.8 Lectura de la escala para dureza Rockwell

Debe considerarse la dureza Rockwell como la lectura del indicador en la escala apropiada de la carátula, después de que se ha quitado la carga mayor y mientras la carga menor aún está actuando. Estas lecturas se estiman a veces a la mitad de una división, dependiendo del material que se pruebe.

NMX-B-119-1983

4.4.9 Correcciones para probetas cilíndricas

Las lecturas en probetas cilíndricas están sujetas a corrección de acuerdo a lo indicado en las tablas 4 y 5.

Tabla 4.- Correcciones que se deben efectuar a los números de dureza Rockwell C, A y D obtenidos en probetas cilíndricas de varios diámetros (a).

a) Al probar probetas cilíndricas, se afecta seriamente la exactitud de la prueba por el alineamiento del tornillo elevador, el soporte en V, los penetradores, el acabado de la superficie y la rectitud del cilindro.

b) Estas correcciones, son solamente aproximadas y representan los promedios redondeados a 0.5 del número de dureza Rockwell más cercano de numerosas observaciones reales.

NMX-B-119-1983

Tabla 5.- Correcciones que se deben de efectuar a los números de dureza Rockwell B, F y G obtenidos en probetas cilíndricas de varios diámetros (b).

a) Al probar probetas cilíndricas, se afecta seriamente la exactitud de la prueba por el alineamiento del tornillo elevador, el soporte en V, los penetradores, el acabado de la superficie y la rectitud del cilindro.

b) Estas correcciones son solamente aproximadas y representan los promedios aproximados a 0.5 número de dureza Rockwell más cercano, de numerosas observaciones reales.

4.5 Correlación a otras escalas de dureza o a valores de resistencia a la tensión

No hay un método general para relacionar con precisión los números de dureza Rockwell de una escala con otra ni con otros tipos de números de dureza, o con valores de resistencia a la tensión. Tales correlaciones son, en el mejor de los casos, aproximaciones y por lo tanto deben evitarse, excepto para casos especiales donde se haya obtenido por comparación de pruebas una base confiable de correlación aproximada.

NMX-B-119-1983

4.6 Informe

El informe debe incluir lo siguiente:

a) Número de dureza Rockwell

b) Escala de dureza Rockwell, esto es, escala C, escala B, etc.

c) A menos que otra cosa se especifique, todas las lecturas deben redondearse al número de dureza entero más cercano.

d) Tiempo de aplicación de la carga mayor (solo cuando lo requiera la Norma particular de producto).

5 DUREZA ROCKWELL SUPERFICIAL.

5.1 Principios Generales

Los principios generales de la prueba de dureza Rockwell superficial; son los mismos que se emplean en la dureza Rockwell, variando únicamente el peso de la carga (véase figuras 3 y 4).

5.2 Escalas de dureza Rockwell superficial

Los valores de dureza Rockwell superficial se determinan e informan de acuerdo con una de las escalas que se especifican en la tabla 6. En todos los casos la carga menor es de 29 N (3kgf) y la carátula se ajusta después de aplicar la carga menor de tal manera que el indicador marque cero.

TABLA 6.- Escalas de dureza Rockwell superficial.

NMX-B-119-1983

Al registrar los resultados y símbolos de escala adecuados, tal como se muestran en la tabla 6, deben indicarse como prefijos a los números de dureza Rockwell superficial obtenidos por este método.

Las escalas "N" se usan para materiales similares a los probados en las escalas Rockwell C, A y D, pero de espesor más delgados o superficies endurecidas, o cuando se requiere una penetración muy pequeña. La escalas "T" se usan para materiales similares a los probados en las escalas Rockwell B, F y G, pero de un espesor menor o cuando se requiere una penetración muy pequeña (véase tabla 1).

NMX-B-119-1983

NMX-B-119-1983

Figura 4 Prueba de dureza Rockwell superficial con penetrador esférico

NMX-B-119-1983

5.3 Máquinas y equipo

La máquina para efectuar la prueba de dureza Rockwell superficial es una forma especializada de la máquina empleada en la prueba de dureza normal. Mide la dureza por el mismo principio de la máquina regular pero emplea cargas más pequeñas y un sistema más sensible para medir la profundidad de la huella. Se recomienda, cuando por alguna razón se desea una huella poco profunda o de área pequeña.

5.3.1 Penetradores

Los penetradores comúnmente usados son el penetrador superficial esferocónico de diamante y el penetrador esférico de acero de 1.588mm de diámetro y deben cumplir con los requisitos especificados en 4.1.1. Este penetrador esferocónico de diamante no es intercambiable con el del método Rockwell normal.

5.3.2 Soportes

Debe usarse un soporte adecuado a la muestra por probar. Las piezas cilíndricas deben probarse sobre un soporte con ranura en V, a que se apoye a la probeta con el eje directamente bajo el penetrador, o en cilindros gemelos duros, paralelos, adecuadamente colocados y fijados a su base. Las piezas planas deben probarse en un soporte plano que tenga una superficie de apoyo plana y lisa, cuyo plano sea perpendicular el eje del penetrador. Para materiales muy delgados (ver inciso 4.2.4), o probetas que no son perfectamente planas, debe usarse un soporte plano con una saliente de aproximadamente 6mm de diámetro y 19mm de altura.

Dicho saliente debe tener un pulido liso, ser plano, estar libre de picaduras y rayaduras profundas, y tener una Dureza de cuando menos 60 DRC. Al probar material delgado con el penetrador esférico de acero, el uso de un soporte con saliente de diamante presentará una superficie altamente uniforme y pulida que evitará el flujo del material bajo la carga de prueba. Este soporte de diamante nunca debe usarse con el penetrador esferocónico de diamante por que si el material bajo prueba se rompiera y ambos diamantes entraran en contacto, probablemente se dañaría una o ambas partes. Debe establecerse en la Norma particular del producto, cuando deba hacerse la prueba con el soporte de saliente de diamante.

5.3.3 Bloques patrón

Deben usarse los bloques patrón indicados en el inciso 4.1.3.

5.3.4 Verificación de la máquina de prueba con bloques patrón

La verificación de la máquina de prueba con bloques patrón debe efectuarse de acuerdo a lo indicado en el inciso 4.1.4.

NMX-B-119-1983

5.3.5 Probetas

Las probetas deben cumplir con los requisitos especificados en el inciso 4.2, sin embargo se requieren superficies más lisas para las huellas de dureza Rockwell superficial y se debe tener mayor cuidado para evitar que las probetas sobresalgan del soporte.

Pueden obtenerse lecturas aceptables de dureza Rockwell superficial en láminas que muestren algún abultamiento o marca; en algunas especificaciones las láminas que van a probarse son de un espesor y dureza en las que se presentará el efecto del soporte.

En las tablas 7 y 8 se dan espesores límites a varios niveles de dureza, para escalas seleccionadas de dureza Rockwell superficial, usando el penetrador de diamante y el penetrador esférico de 1.588mm de diámetro.

TABLA 7.- Guía para la selección de escalas usando el penetrador de diamante.

Para una dureza dada, puede probarse material de espesor mayor que el correspondiente a este dureza en la escala indicada.

(a) Estos números aproximados de dureza se usan para seleccionar una escala de dureza adecuada, y no deben usarse para conversión.

NMX-B-119-1983

TABLA 8.- Guía para la selección de escalas usando el penetrador esférico de acero de 1.588mm de diámetro.

Para una dureza dada, puede probarse material de espesor mayor que el correspondiente a esta dureza en la escala indicada.

(a) Estos números aproximados de dureza se usan para seleccionar una escala de dureza adecuada, y no deben usarse para conversión.

En el caso de lámina estañada, la prueba de dureza Rockwell superficial se usa para probetas más delgadas que las recomendadas en la tabla 8. Las limitaciones de espesor para estos productos deben indicarse en la Norma particular del producto.

Las pruebas de dureza Rockwell superficial en láminas, son aceptables para propósitos de especificaciones de dureza, cuando se hacen en espesor de acuerdo con estas tablas y cuando se usan los métodos descritos de esta Norma. En las especificaciones en las que se use la dureza Rockwell superficial como una indicación aproximada de la resistencia a la tensión, las tablas 7 y 8 no se deben aplicar. En estos casos las relaciones entre los valores de resistencia a la tensión y dureza, se aplican de los límites de espesores especificados, por lo que los efectos de soporte debidos a la prueba de láminas delgadas se encuentra ya incluidos en la relación. Para obtener valores de dureza Rockwell superficial completamente independientes del efecto de soporte pueden requerirse espesores mínimos

NMX-B-119-1983

mayores que los dados en las tablas 7 y 8 y la probeta debe estar libre de marcas en el lado opuesto a la huella.

5.4 Ajuste de la máquina de prueba

5.4.1 Velocidad de aplicación de la carga

Se debe ajustar el indicador en la máquina de dureza Rockwell superficial, de manera que la palanca operadora complete su movimiento en 5 a 7 segundos sin la probeta en la máquina, y con la máquina puesta para aplicar una carga mayor de 294 N (30kgf).

5.4.2 Ajuste del indicador

Se deben hacer las siguientes pruebas (y ajustes en caso necesario): se debe colocar una pieza de material en el soporte y girar la tuerca elevadora para llevar el material en contacto con el penetrador. Debe seguirse girando para elevar él, material hasta que la mano sienta resistencia positiva a seguir girando; esto se sentirá después de que se haya alcanzado la carga menor de 29 N (3kg). Cuando se requiere fuerza excesiva para elevar más el material se debe tomar nota de la posición de la aguja en la carátula después de ajustar la misma de modo que "SET" quede arriba.

Si la aguja queda entre 45 y 55, no es necesario el ajuste; si la aguja queda en cualquier otro lugar, el ajuste es imperativo.

Como la aguja gira varias veces mientras se eleva el material las lecturas antes mencionadas se aplican a la revolución del indicador, que ocurre mientras la aguja auxiliar pasa más allá de la marca cero de la carátula. El objeto de este ajuste es ver que la elevación de la probeta para tomar la carga menor sea tal que no cause una aplicación parcial de la carga mayor, la cual para hacer una prueba correcta, debe aplicar solamente a través del mecanismo de liberación de la carga.

5.5 Procedimiento

5.5.1 Antes de usar la máquina se debe determinar su exactitud tal como se indica en el inciso 4.1.4.

5.5.2 Se debe ajustar la máquina de acuerdo con los métodos descritos en los incisos 5.4.1 y 5.4.2.

5.5.3 Se debe seleccionar la escala adecuada y usar la carga y penetrador apropiados de acuerdo con los incisos 4.2.4, 5.2 y 5.3.1.

5.5.4 Debe seleccionarse un soporte apropiado de acuerdo a lo indicado en 5.3.2.

NMX-B-119-1983

5.5.5 Para el caso de materiales compuestos de varias capas, todas las pruebas de dureza Rockwell superficial se deben hacer sobre un solo espesor de material, independientemente de su espesor total.

5.5.6 Aplicación de la carga menor

Se debe efectuar de acuerdo con lo indicado en 4.4.6.

5.5.7 Aplicación de la carga mayor

Se debe efectuar de acuerdo con lo indicado en 4.4.7.

5.5.8 Lectura de la escala para dureza Rockwell superficial

La lectura de la escala se debe llevar a cabo de acuerdo a lo indicado en 4.4.8.

5.5.9 Correcciones para probetas cilíndricas

Las lecturas en probetas cilíndricas están sujetas a corrección de acuerdo a lo indicado en la tabla 9.

5.6 Correlación a otras escalas de dureza o a valores de resistencia a la tensión

No hay método general para relacionar con exactitud los números de dureza Rockwell superficial de una escala con otra, ni con otros tipos de números de dureza, o con valores de resistencia a la tensión. Tales correlaciones son, en el mejor de los casos, aproximaciones y por lo tanto deben evitarse, excepto para casos especiales donde se haya obtenido por pruebas de comparación, una base confiable de correlación aproximada.

5.7 Informe

El informe debe incluir lo siguiente:

a) Número de dureza Rockwell superficial.

b) Escala de dureza Rockwell superficial, (30 N, 30 T, etc.)

c) A menos que otra cosa se especifique, todas las lecturas deben redondearse al número de dureza entero mas cercano.

d) Tiempo de aplicación de la carga mayor (sólo cuando lo requiera la Norma particular del producto.

NMX-B-119-1983

TABLA 9.- Correcciones para los valores de dureza Rockwell superficial en las escalas N y T, obtenidos sobre probetas cilíndricas de varios diámetros (a).

(a) Al probar probetas cilíndricas, la exactitud de la prueba se ve afectada seriamente por la alineación del tornillo elevador, por el soporte en V, por los penetradores, por el acabado superficial y por la rectitud del cilindro.

(b) Estas correcciones son solamente aproximadas y representan promedios, lo más cercano a 0.5 del número Rockwell superficial de numerosas observaciones reales.

6 APENDICE

6.1 Verificación de máquinas para prueba de dureza

Rockwell y Rockwell superficial

NMX-B-119-1983

6.1.1 Alcance

Esta parte establece dos procedimientos para la verificación de máquinas para prueba de dureza Rockwell y Rockwell superficial y un procedimiento que se recomienda para verificar que la máquina no se ha desajustado en los intervalos entre las comprobaciones periódicas de rutina. Los dos métodos de verificación son los siguientes:

6.1.1.1 Verificación por separado de la aplicación de la carga, del penetrador y del dispositivo medidor de la profundidad, seguido por una prueba de comportamiento.

6.1.1.2 Verificación por el método de bloques patrón de prueba

Este método debe usarse en pruebas de arbitraje, de investigación o de rutina, para que el operador se asegure de que la máquina para pruebas de dureza Rockwell está operando correctamente (véase inciso 6.1.4).

6.1.2 Requisitos Generales

Antes de verificar una máquina de prueba de dureza, se debe asegurar que:

a) La máquina esté correctamente instalada.

b) El vástago de la carátula calibrada del dispositivo de medición de profundidad se mueva libremente en cualquier posición.

c) El sujetador del penetrador esté correctamente apoyado en el vástago.

d) Cuando se use el penetrador esférico de acero, se debe asegurar que el sujetador esté equipado con un nuevo penetrador cuyo diámetro haya sido verificado (véase inciso 4.1.1 (b) y 6.1.3.3).

e) El penetrador de diamante esté libre de fracturas o imperfecciones que conduzcan a lecturas incorrectas.

f) La carga se pueda aplicar y eliminar sin golpe o vibración, de tal manera que no influya en las lecturas.

6.1.3 Verificación por separado de la aplicación de la carga, del penetrador y del dispositivo medidor de profundidad.

6.1.3.1 Aplicación de la carga

Las máquinas para pruebas de dureza Rockwell deben verificarse con cargas de 98 N, 980 N y 1470 N (10kgf 100kgf y 150kgf). Las máquinas para pruebas de dureza Rockwell superficial deben verificarse con cargas de 29N, 147N, 294N y 441N (3kgf, 15kgf y 45kgf). La carga aplicada debe verificarse por el uso de pesos muertos patrón (masas) y palancas; cada máquina de prueba para la determinación de dureza Rockwell debe

NMX-B-119-1983

verificarse con la carga menor 98 N 1.9 N (10kg 0.2kgf) antes de la aplicación y después de quitar la carga adicional. Cada máquina de prueba para la determinación de dureza Rockwell superficial debe verificarse con la carga menor 29 N 0.58 N (3kgf 0.060kgf) antes de la aplicación y después de quitar la carga adicional. La aplicación de la carga debe considerarse verificada si el promedio de tres lecturas, en cada una de las tres posiciones de la palanca de fuerza, para cada carga, está dentro de las tolerancias indicadas en la tabla 10.

TABLA 10.- Tolerancias sobre las cargas aplicadas.

6.1.3.2 Penetrador de diamante

La verificación de la forma del penetrador de diamante se debe hacer por medición directa de su forma o por medio de su proyección en una pantalla. La verificación se debe hacer como mínimo en cuatro secciones.

El penetrador de diamante debe tener un ángulo de 2.09 rad 0.008 rad (1205 0.55) y debe tener su eje colineal con el eje del penetrador, dentro de una tolerancia de 0.55. La punta del cono debe tener un radio nominal de 0.200mm. El contorno de la línea del cono debe caer dentro de una zona definida por dos arcos concéntricos, paralelos al radio nominal del contorno de la punta (0.200mm) pero desplazados de él a una distancia de 0.002mm tal y como se indica en la figura número 5. En la figura 5 (a) la zona de tolerancia se muestra a un aumento de 500 x.

En la figura Núm. 5(b) las variaciones posibles mínimas y máximas se muestran esquemáticamente (no están a escala). La superficie del cono debe tener continuidad tangencial con la superficie de la punta esférica. El penetrador debe estar pulido a tal grado que ninguna parte de su superficie sin pulir, haga contacto con la probeta cuando penetra una profundidad de 0.3mm. Puesto que los valores de dureza dados por una máquina de prueba no dependen solamente de estas dimensiones, sino también de la rugosidad superficial, de la posición de los ejes cristalinos del diamante, y del apoyo de éste en el

NMX-B-119-1983

soporte, se requiere una prueba de funcionamiento. En esta prueba el penetrador de diamante debe usarse en una máquina en la cual han sido verificados la aplicación de la carga y el dispositivo medidor de profundidad. Se deben hacer cinco impresiones en un bloque patrón. La media de estas cinco lecturas de dureza no debe diferir del promedio del bloque patrón de prueba en más de la cantidad indicada en la tabla 11.

TABLA 11.- Desviación permisible en lecturas de dureza para penetradores de diamante verificados.

6.1.3.3 Penetrador esférico de acero

El promedio de tres diámetros medidos en un penetrador esférico nuevo de acero, seleccionado al azar en un lote, no debe diferir del diámetro nominal en más de las tolerancias especificadas en la tabla 12. La diferencia permisible entre el diámetro más grande y el diámetro más pequeño, medidos sobre un penetrador esférico, no debe ser

NMX-B-119-1983

mayor de 0.0010mm. El penetrador esférico de acero debe tener una dureza Vickers (DV) mínima de 850 usando una carga de 98 N (10kgf). Por lo tanto, a máxima diagonal media de la impresión de dureza Vickers hecha sobre el penetrador esférico de acero, no debe exceder de los valores indicados en la tabla 13.

TABLA 12.- Tolerancias para penetradores esféricos de acero para dureza Rockwell.

Tabla 13.- Promedio máximo de la diagonal de la impresión de dureza Vickers sobre balines para dureza Rockwell.

6.1.3.4 Dispositivo medidor de profundidad

El dispositivo medidor de profundidad se debe verificar como mínimo en tres intervalos, incluyendo los correspondientes a las durezas bajas y altas, para las que se usa la escala normalmente, haciendo movimientos de incrementos conocidos del correspondiente penetrador o del pistón calibrador de la carátula. El dispositivo medidor de profundidad debe indicar correctamente la dureza Rockwell con una tolerancia de 0.5 de una unidad de la escala sobre cada intervalo, esto es, una tolerancia de 0.001mm de lectura de profundidad debe indicar correctamente la dureza Rockwell superficial con una tolerancia de 0.5 de la unidad de la escala de cada intervalo, es decir, una tolerancia de 0.0005mm de lectura de profundidad.

6.1.4 Verificación por el método de bloques patrón

6.1.4.1 Las máquinas de dureza Rockwell o de dureza Rockwell superficial para efectuar pruebas de arbitraje, de rutina o de investigación; o las máquinas en las que se quiere verificar su servicio, se pueden verificar haciendo una serie de impresiones en bloques patrón.

NMX-B-119-1983

6.1.4.2 Debe hacerse un mínimo de cinco lecturas de dureza en la superficie de prueba, de por lo menos tres bloques que tengan diferentes niveles de dureza como los mostrados en la tabla 14, usando las siguientes cargas de prueba:

Escala Rockwell C - Carga de 1471 (150kgf)Escala Rockwell B - Carga de 980 N (100kgf)Escala Rockwell 30N - Carga de 294 N (30kgf)Escala Rockwell 30T - Carga de 294 N (30kgf)

6.1.4.3 Cuando se hacen pruebas en diferentes intervalos de una escala, se permite verificar esa escala en los niveles indicados en la tabla 14.

6.1.4.4 Las máquinas para pruebas de dureza Rockwell y dureza Rockwell superficial se consideran verificadas si los resultados cumplen con los requisitos indicados en los incisos 6.1.6 y 6.1.7.

TABLA 14.- Intervalos de dureza usados en la verificación por el método de bloque patrón.

6.1.5 Procedimiento para verificaciones periódicas

La verificación por el método de los bloques patrón es demasiado larga para la verificación diaria, por lo tanto, se recomienda el siguiente método:

6.1.5.1 Se debe hacer como mínimo una verificación diaria, en la máquina que va a usarse.

6.1.5.2 Antes de hacer la verificación, se hace un mínimo de dos penetraciones preliminares para asegurar que la máquina trabaje libremente y que el bloque patrón, el penetrador y el soporte den las lecturas correctas. No deben tomarse en cuenta los resultados de estas pruebas preliminares.

NMX-B-119-1983

6.5.1.3 Se hacen por lo menos 5 lecturas de dureza sobre bloques patrón, es la escala y al nivel de dureza en que va a usarse la máquina. Si los valores están dentro del intervalo de los bloques mencionados, la máquina puede considerarse en buen estado, si no, debe verificarse como se indica en el inciso 5.1.4.

6.1.6 Repetibilidad y error

6.1.6.1 Repetibilidad

Para cada bloque patrón, sean R1, R2... R5, las lecturas de dureza sobre cinco pruebas en orden creciente de magnitud.

La repetibilidad de la máquina de prueba de dureza bajo las condiciones particulares de verificación, se expresa por la cantidad R5 - R1.

6.1.6.2 Error

El error de la máquina de prueba de dureza, bajo las condiciones particulares de verificación, se expresa por la cantidad R - (R) en donde:

R1, R2......R5 son los números de dureza de las diferentes determinaciones y (R) es la dureza indicada en el bloque patrón.

6.1.7 Evaluación de la verificación

6.1.7.1 Repetibilidad

La repetibilidad de la máquina de prueba de dureza se considera satisfactoria si se cumplen con las condiciones indicadas en la tabla 15.

6.1.7.2 Error

El valor medio de dureza de cinco impresiones no debe diferir de la media correspondiente a la dureza del bloque patrón en más de la tolerancia de éste.

NMX-B-119-1983

TABLA 15.- Repetibilidad de las máquinas.

(a) La repetibilidad de las máquinas con escalas para dureza Rockwell o Rockwell superficial, diferentes a las indicadas en las tablas debe ser la diferencia equivalente convertida el número de dureza para esas escalas (véase ejemplo), excepto para las escalas 15N y 15T. En el caso de las escalas 15N y 15T, la repetibilidad no debe ser mayor de 1.0 para todos los intervalos.

Ejemplo:

En la escala C 60 las lecturas típicas de una serie de impresiones pueden variar de 59 a 60, 59.5 a 60.5, 60 a 61, etc. Así los valores convertidos a la escala A correspondientes a C 59 a C 60 deben ser A 80.7 a A 81.2 y la repetibilidad de la escala A deben ser 0.5.

6.2 Calibración de bloques patrón

6.2.1 Esta parte cubre la calibración de bloques patrón de dureza estandarizada, para la verificación de las máquinas usadas para pruebas de dureza Rockwell y Rockwell superficial.

6.2.2 Cada bloque de metal que va a ser destinado a bloque patrón, no debe ser menor de 6mm de espesor.

6.2.3 Cada bloque debe ser especialmente preparado y tratado térmicamente para darle la necesaria homogeneidad y estabilidad de estructura. Cuando el bloque es de acero se debe desmagnetizar y mantenerse en esa condición.

NMX-B-119-1983

6.2.4 La superficie inferior del bloque patrón debe tener un acabado fino.

6.2.5 La superficie de prueba (superior ) debe estar pulida o con un acabado de esmerilado fino y libre de rayaduras que pudieran afectar la profundidad de la huella.

La altura media de la rugosidad en la superficie de prueba no debe exceder 0.0003mm en la línea central promedio.

6.2.6 Para garantizar la autenticidad de la superficie de prueba, debe marcarse ésta inmediatamente después de calibrado el bloque, ya sea con una marca oficial o fijando el valor del espesor del bloque con una exactitud de 0.1mm.

6.2.7 Los bloques de prueba deben ser calibrados en una máquina de dureza verificada de acuerdo con los requisitos de 6.1.1.1.

6.2.8 La carga mayor se debe retirar regresando la palanca de operación a su posición de fijación, de acuerdo con uno de los métodos alternativos indicados en 4.4.7.1 ó 4.4.7.2.

6.2.9 Cuando menos deben hacerse al azar, cinco huellas en cada bloque patrón de prueba.

6.2.10 La carátula indicada del dispositivo medidor de profundidad se debe aproximar a + 0.1 de unidad, esto es, al más cercano 0.1 del número de dureza Rockwell ó Rockwell superficial.

TABLA 16.- Repetibilidad de las lecturas de dureza.

6.2.11 Repetibilidad

Sean R1 R2....Rn los valores observados de números de dureza Rockwell o de dureza Rockwell superficial determinados por un observador, y ordenados en orden creciente de magnitud.

La repetibilidad de las lecturas de dureza en el bloque se define como Rn - R1.

NMX-B-119-1983

6.2.12 Uniformidad de dureza

A menos que la repetibilidad de las lecturas de dureza esté dentro de los límites dados en la tabla 16, el bloque no puede considerarse suficientemente uniforme para propósitos de calibración.

6.2.13 Marcado.

En cada bloque se debe indicar:

a) Media aritmética de los números de dureza encontrados en la prueba de calibración, con un prefijo que indique la designación de la escala y seguido por el intervalo de tolerancia.

b) El nombre ó marca del proveedor.

c) El número de serie del bloque.

d) El espesor del bloque de prueba o una marca oficial sobre la superficie de prueba (véase 6.2.6).

7 BIBLIOGRAFIA

Norma Mexicana NOM-B-119-1973 "Método de prueba para la determinación de las durezas Rockwell y Rockwell Superficial de materiales metálicos".

American Society for Testing and Materials ASTM-E-18-1979 "Rockwell Hardness and Superficial Hardness of Metallic Materials".

Naucalpan de Juárez, Edo de México., 3 de Junio de 1983

EL DIRECTOR GENERAL DE NORMAS

LIC. HECTOR VICENTE BAYARDO MORENO.

Fecha de aprobación y publicación: Junio 13, 1983

Esta Norma cancela a la: NOM-B-119-1975