Calculadora de conversión de dureza

Conversión de dureza: una guía completa para las escalas de dureza y los cuadros de conversión

En la ciencia y la fabricación de materiales, la dureza es una propiedad crucial que determina la resistencia de un material a la deformación, rascado o penetración. Dado que hay múltiples escalas de dureza, como Brinell (HB), Rockwell (HR), Vickers (HV) y Mohs, a menudo es necesario convertir valores de una escala a otra para comparación o especificación.

Esta guía explica las escalas clave de la dureza, cómo convertirlas entre ellas y proporciona cuadros de conversión para referencia práctica.

🔍 ¿Qué es la dureza?

Dureza se define como la resistencia de un material al cambio de forma permanente cuando se aplica una fuerza. No es una propiedad física fundamental, sino una medida empírica obtenida utilizando métodos de prueba estandarizados. Cuanto mayor sea la dureza, más resistente es el material a la sangría o rascado.

📏 Escalas de dureza comunes

1. Número de dureza de Brinell (BHN o HB)

Utiliza una bola de acero o carburo de tungsteno para sangrar el material.

$$text {bhn} = frac {2p} { pi d (d - sqrt {d^2 - d^2})}$$

Dónde:

• $PAG$

  : carga (kgf)

• $D$

  : diámetro de la pelota (mm)

• $d$

  : diámetro de la sangría (mm)

2. Dureza de Rockwell (recursos humanos)

Mide la profundidad de penetración bajo una carga estándar utilizando diferentes escalas:

• HRB: Para materiales más suaves (latón, aleaciones de cobre).

• CDH: Para aceros más duros.

3. Dureza de Vickers (HV)

Utiliza un indentador en forma de pirámide de diamantes y es adecuado para materiales muy pequeños o delgados.

$$Text {HV} = frac {1.854 cDot f} {d^2}$$

Dónde:

• $F$

  : carga (kgf)

• $d$

  : Longitud diagonal promedio de la sangría (mm)

4. Dureza de mohs

Una escala ordinal cualitativa de 1 (talco) a 10 (diamante), utilizada principalmente en geología.

📐 ¿Por qué convertir la dureza?

Cada método de prueba y escala tiene sus propias condiciones de prueba y aplicabilidad. La conversión es necesaria cuando:

• La dureza especificada está en una escala diferente.

• Comparación de materiales probados por diferentes estándares.

• Traducir los resultados del laboratorio en especificaciones de fabricación.

🔄 Conversión de dureza: gráfico general

A continuación se muestra una tabla de referencia general que muestra conversiones aproximadas entre escalas de dureza comunes. Nota: Estas son conversiones empíricas y deben usarse solo como guía.

🔧 Fórmula de conversión de dureza en línea (ejemplo)

Para ciertos materiales como acero, se pueden usar fórmulas de conversión aproximadas.

Rockwell C (HRC) a Brinell (HB) para acero:

$$Text {Hb} aprox 10 cdot text {hrc} + 50$$

Ejemplo:
Si HRC = 40

$$Text {Hb} aprox 10 cDot 40 + 50 = 450$$

Siempre valida la conversión con un gráfico o prueba estándar cuando se requiere precisión.

🧪 Aplicaciones del mundo real

✔️ Fabricación de metales

Las fábricas de acero pueden informar la dureza en HB, mientras que los usuarios finales requieren HRC.

✔️ Control de calidad

Las piezas se prueban utilizando probadores portátiles (Rockwell), pero las especificaciones requieren Vickers o Brinell.

✔️ Selección de materiales

Los ingenieros comparan diferentes materiales utilizando valores de dureza equivalentes.

💡 Consejos para una conversión precisa de dureza

• Siempre consulte las tablas de conversión oficiales (ASTM E140 es el estándar de EE. UU.).

• Use el mismo tipo de material al comparar (por ejemplo, acero, cobre, aluminio).

• Evite convertir cerca de los límites de cualquier escala, donde caiga la precisión.

• Para aplicaciones precisas (por ejemplo, aeroespacial), convierta una prueba en lugar de usar gráficos.

🧰 Ejemplo de código: convertidor de dureza en Python

def hrc_to_bhn(hrc):
    """
    Approximate HRC to Brinell for steel only.
    """
    if 20 <= hrc <= 60:
        return 10 * hrc + 50
    else:
        raise ValueError("Valid HRC range: 20–60")

# Example:
hrc_value = 40
bhn_value = hrc_to_bhn(hrc_value)
print(f"{hrc_value} HRC ≈ {bhn_value} HB")

📚 Resumen

📝 Pensamientos finales

Comprender la conversión de dureza permite a los fabricantes, ingenieros e investigadores trabajar sin problemas en diferentes industrias y estándares. Si bien las fórmulas y gráficos aproximados proporcionan referencias rápidas, los estándares oficiales y la repetición son los métodos más confiables.

✅ Recordar: Todas las conversiones dependen del material. Siempre verifique con el estándar real o el resultado de la prueba para aplicaciones críticas.