Lección Teach
Medición de dureza: análisis de huellas de indentación en Materials
El alumnado utiliza el laboratorio remoto Materials para analizar un resultado Vickers HV1, distinguir conceptualmente los métodos Vickers y Brinell y, si el acceso lo permite, comparar una segunda ruta.
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Resultados de aprendizaje
Explicar la dureza como resistencia a la indentación plástica localizada.
Comparar los métodos Vickers y Brinell a un nivel introductorio.
Utilizar imágenes de huellas de indentación para razonar sobre la dureza relativa.
Distinguir las afirmaciones sobre dureza de las relativas a la tenacidad y la resistencia a tracción.
Identificar la información sobre método y carga necesaria para comparar durezas de forma justificable.
Vista previa de la actividad del estudiante
Contenido de la actividad
Solo vista previa. En una sesión de clase, los estudiantes pueden completar respuestas y entregar su trabajo al docente.
1. Qué significa la dureza
14 min
La dureza es la resistencia de un material a la deformación plástica localizada. En los ensayos de dureza por indentación, se presiona un penetrador de geometría conocida contra la superficie con una carga determinada. A partir del tamaño de la huella se estima la dureza.
Medición de dureza en Materials
Los ensayos de dureza caracterizan la zona superficial próxima a la huella. Por sí solos, no demuestran la tenacidad al impacto ni la ductilidad a tracción.
Dos métodos de indentación habituales son:
- Dureza Vickers (HV): utiliza un penetrador piramidal de diamante y sirve para un intervalo amplio de cargas.
- Dureza Brinell (HB): utiliza un penetrador esférico y suele dejar una huella circular de mayor tamaño.
Para un mismo método y una misma carga, una huella más pequeña suele indicar una superficie más dura. La dureza Vickers se obtiene a partir de la carga aplicada y la media de las dos diagonales de la huella. La dureza Brinell se obtiene a partir de la carga aplicada y el diámetro de la huella. Hay que extremar la cautela al comparar métodos o cargas diferentes, porque cambian la geometría y la escala del ensayo.
Define la dureza en el contexto de esta actividad y explica por qué no es lo mismo que la tenacidad.
Para un mismo método de dureza y una misma carga, ¿qué suele indicar una huella más pequeña?
2. Realiza observaciones de dureza
24 min
Utiliza en el laboratorio Materials la ruta compatible con el modo de demostración: steel → 1.4301 → as delivered → Hardness measure → HV1 (acero → 1.4301 → estado de suministro → medición de dureza → HV1). Si tu acceso permite más rutas, compara un segundo tratamiento o método manteniendo controladas las demás variables.
Ejemplo de imagen de una huella
Registra únicamente lo que la imagen permite observar: la forma y el tamaño relativo de la huella, la barra de escala y qué elementos se ven con claridad. Obtén el método y la carga de la ruta seleccionada o de las etiquetas de la interfaz.
Abre Materials y realiza una medición de dureza
Abre Materials desde esta actividad.
Selecciona steel.
Selecciona 1.4301.
Selecciona as delivered.
Elige Hardness measure.
Selecciona HV1.
Observa la imagen de la huella y cualquier valor de dureza o etiqueta del método que muestre la interfaz.
Registra el método, la carga o el submétodo, la forma visible de la huella, las dos diagonales y su media cuando estén disponibles, el valor si aparece y tu grado de confianza.
Si la sesión permite una segunda ruta, cambia solo el material o el tratamiento y mantén el mismo método y la misma carga para una comparación directa. Si la única segunda ruta disponible usa otro método o carga, regístrala por separado y no compares directamente los valores.
Tabla de datos del ensayo de dureza
Utiliza una fila por cada ruta de dureza. La primera fila basta si la sesión solo ofrece la ruta HV1 compatible con el modo de demostración; en ese caso, escribe No hay comparación: solo se realizó la ruta verificada HV1 en el estado de comparación. Para una comparación directa entre materiales o tratamientos, mantén el mismo método y la misma carga. Si cambia el método o la carga, registra los resultados por separado y no compares directamente los valores brutos.
| Material / aleación / tratamiento | Método/carga | Valor de dureza, si se muestra | Dos diagonales y su media (Vickers) / diámetro (Brinell), si se muestran | Unidad o escala de dureza | Observación de la huella | Estado de la comparación (válida / no válida / no aplicable) | Grado de confianza y motivo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Si tienes dos filas comparables, ¿qué ha cambiado y qué se ha mantenido constante? Explica por qué es importante. Si la sesión solo permite una ruta, explica por qué todavía no es posible establecer una dureza relativa e indica qué condiciones deberían mantenerse iguales en una comparación futura.
3. Interpreta la evidencia de las huellas
22 min
Utiliza tu tabla para formular la afirmación más sólida posible. Si tienes dos filas con el mismo método y la misma carga, formula una afirmación de dureza relativa y cita al menos un dato visual o numérico. Si solo tienes una ruta, explica por qué no es posible establecer una dureza relativa y describe únicamente lo que permite afirmar esa observación.
¿Por qué es arriesgado afirmar que un resultado HV1 y uno HB2.5 son directamente comparables sin analizar antes los métodos?
¿Qué permite afirmar el resultado de dureza sobre el material y qué no permite afirmar sin ensayos adicionales adecuados, por ejemplo de tracción, impacto, fatiga o fractura?
4. Informe de dureza
10 min
Escribe un breve párrafo de informe sobre la medición de dureza. Incluye la selección de la probeta —material, aleación y tratamiento—, el método y la carga, los datos de dureza, una comparación controlada si la has realizado y un límite claro de lo que puede demostrar la dureza.
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