La prueba de dureza Vickers fue desarrollada en 1921 por Robert L. Smith y George E. Sandland en Vickers Ltd como una alternativa al método Brinell para medir la dureza de los materiales. [1] La prueba de Vickers suele ser más fácil de usar que otras pruebas de dureza, ya que los cálculos requeridos son independientes del tamaño del penetrador, y el penetrador se puede usar para todos los materiales, independientemente de su dureza. El principio básico, como con todas las medidas comunes de dureza, es observar la capacidad de un material para resistir la deformación plástica de una fuente estándar. La prueba de Vickers se puede utilizar para todos los metales.y tiene una de las escalas más amplias entre las pruebas de dureza. La unidad de dureza dada por la prueba se conoce como Número de Pirámide de Vickers ( HV ) o Dureza de Pirámide de Diamante ( DPH ). El número de dureza se puede convertir en unidades de pascales , pero no debe confundirse con la presión , que usa las mismas unidades. El número de dureza está determinado por la carga sobre el área de la superficie de la indentación y no por el área normal a la fuerza y, por lo tanto, no es presión.
Se decidió que la forma del indentador debería ser capaz de producir impresiones geométricamente similares, independientemente del tamaño; la impresión debe tener puntos de medición bien definidos; y el indentador debe tener una alta resistencia a la autodeformación. Un diamante en forma de pirámide de base cuadrada cumplía estas condiciones. Se había establecido que el tamaño ideal de una impresión Brinell era 3 ⁄ 8 del diámetro de la bola. Como dos tangentes al círculo en los extremos de una cuerda de 3 d /8 de largo se cortan a 136°, se decidió usar esto como el ángulo incluido entre las caras planas de la punta del indentador. Esto da un ángulo de cada cara normalal plano horizontal normal de 22° a cada lado. El ángulo se varió experimentalmente y se encontró que el valor de dureza obtenido en una pieza homogénea de material se mantuvo constante, independientemente de la carga. [2] En consecuencia, se aplican cargas de varias magnitudes a una superficie plana, dependiendo de la dureza del material a medir. Luego, el número HV se determina mediante la relación F / A , donde F es la fuerza aplicada al diamante en kilogramos-fuerza y A es el área superficial de la muesca resultante en milímetros cuadrados.
La unidad correspondiente de HV es entonces el kilogramo-fuerza por milímetro cuadrado (kgf/mm 2 ) o número HV. En la ecuación anterior, F podría estar en N y d en mm, dando HV en la unidad SI de MPa. Para calcular el número de dureza de Vickers (VHN) utilizando unidades SI, es necesario convertir la fuerza aplicada de newtons a kilogramo-fuerza dividiendo por 9.806 65 ( gravedad estándar ). Esto conduce a la siguiente ecuación: [4]
donde F está en N y d está en milímetros. Un error común es que la fórmula anterior para calcular el número HV no da como resultado un número con la unidad newton por milímetro cuadrado (N/mm 2 ), sino que da como resultado directamente el número de dureza Vickers (generalmente dado sin unidades), que es de hecho, un kilogramo-fuerza por milímetro cuadrado (1 kgf/mm 2 ).
Los números de dureza Vickers se informan como xxxHVyy , por ejemplo, 440HV30 , o xxxHVyy/zz si la duración de la fuerza difiere de 10 s a 15 s, por ejemplo, 440HV30/20, donde:
Al realizar los ensayos de dureza, se debe tener en cuenta la distancia mínima entre las muescas y la distancia desde la muesca hasta el borde de la muestra para evitar la interacción entre las regiones endurecidas por trabajo y los efectos del borde. Estas distancias mínimas son diferentes para las normas ISO 6507-1 y ASTM E384.