Un certificado de prueba de dureza registra la dureza medida de un material o soldadura utilizando una de las escalas de indentación estandarizadas. La dureza es un indicador de la resistencia a la tracción, la resistencia al desgaste y la susceptibilidad al agrietamiento por corrosión bajo esfuerzo — lo que la convierte en un parámetro fundamental de control de calidad en fabricación, verificación de tratamiento térmico y calificación de servicios agresivos.
Respuesta Rápida
Quick Answer
Un certificado de prueba de dureza reporta valores de dureza medidos utilizando las escalas Brinell (HB/HBW), Vickers (HV) o Rockwell (HRC/HRB) en un lote de material específico o soldadura. El certificado debe identificar la escala de prueba, la carga aplicada, el tipo de penetrador, las lecturas individuales, la ubicación de la muestra y el criterio de aceptación aplicable. Las especificaciones NACE MR0175 y ASME definen los límites máximos de dureza para aplicaciones de servicio agresivo y alta presión.
Las Tres Escalas Principales de Dureza
Dureza Brinell (HB / HBW)
Principio: Una bola de carburo de tungsteno (diámetro de 10 mm para prueba estándar) se presiona en la superficie bajo una carga definida (típicamente 3000 kgf para acero). El diámetro de la huella se mide ópticamente y el valor HBW se calcula a partir de la carga y el área de la huella.
Opciones de carga: 500 kgf (HBW 10/500), 1500 kgf (HBW 10/1500), 3000 kgf (HBW 10/3000)
Normas que rigen: ASTM E10, EN ISO 6506
Rango típico: 80–650 HBW. Los materiales por encima de ~450 HBW requieren una bola más pequeña o una carga más baja.
Cuándo se usa:
- Reportes de dureza de productos laminados (placas, forjas, barras)
- Superficies ásperas o microestructuras gruesas donde es deseable promediar sobre una huella grande
- Correlación con la resistencia a la tracción (UTS ≈ 3.45 × HBW en MPa para acero)
Campo de certificado: Indique la designación de escala completa (HBW 10/3000), no solo "Brinell". Reporte el(los) diámetro(s) de la huella además del valor HBW calculado.
Dureza Vickers (HV)
Principio: Un penetrador de pirámide de diamante (ángulo de cara de 136°) se presiona en la superficie bajo una carga definida. Se miden las longitudes diagonales de la huella cuadrada y se calcula el valor HV.
Rango de carga: De 1 gf a 100 kgf. Micro-Vickers (HV 0.01–1.0 kgf) se utiliza para recubrimientos finos y constituyentes microestructurales individuales.
Normas que rigen: ASTM E92, EN ISO 6507
Rango típico: 5–3000 HV (rango superior prácticamente ilimitado en comparación con Brinell)
Cuándo se usa:
- Encuestas de dureza PWHT (método más preferido en normas ASME y EN)
- Recorridos de sección transversal de soldadura (HAZ, metal de soldadura, metal base)
- Medición de profundidad de templado en componentes endurecidos superficialmente
- Materiales finos, recubrimientos y tubería de pared delgada
Requisito de certificado para encuestas PWHT: Reporte las lecturas HV individuales en cada ubicación a través del recorrido de soldadura (típicamente metal base → HAZ → metal de soldadura → HAZ → metal base como mínimo), no solo el valor máximo.
Dureza Rockwell (HRC / HRB)
Principio: Un cono de diamante (HRC) o bola endurecida (HRB) se presiona en dos etapas; la dureza se determina a partir del incremento de la profundidad de penetración permanente.
Escalas comunes:
- HRC (escala C): Penetrador Brale de diamante, carga total de 150 kgf. Rango: 20–70 HRC. Se utiliza para aceros duros y componentes tratados térmicamente.
- HRB (escala B): Bola de 1/16", carga de 100 kgf. Rango: 25–100 HRB. Se utiliza para aceros suaves, aluminio, latón.
- HRA: Diamante, 60 kgf. Se utiliza para carburos cementados.
Normas que rigen: ASTM E18, EN ISO 6508
Cuándo se usa:
- Inspección de recepción de barras de acero y forjas
- Verificación de dureza de sujetadores endurecidos (clase de propiedad ISO 898)
- Aceptación de componentes tratados térmicamente (por ejemplo, asiento de válvula endurecido)
- Verificación de que la dureza esté por debajo de un límite superior (por ejemplo, < 22 HRC por NACE MR0175)
Nota de certificado: Siempre indique la escala completa (HRC, HRB, etc.) — "dureza Rockwell: 20" es significativo sin el identificador de escala.
Tabla de Conversión de Dureza
Conversiones aproximadas (solo acero al carbono — no válido para acero inoxidable, no ferrosos o materiales endurecidos por caso):
| HBW | HV | HRC | HRB | UTS aprox. (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| 85 | 87 | — | 43 | 290 |
| 120 | 124 | — | 70 | 415 |
| 180 | 185 | — | 88 | 620 |
| 200 | 207 | 14 | 93 | 690 |
| 250 | 263 | 24 | — | 860 |
| 300 | 319 | 31 | — | 1035 |
| 350 | 374 | 37 | — | 1210 |
| 400 | 423 | 42 | — | 1380 |
| 450 | 475 | 46 | — | 1555 |
Referencia: ASTM E140. No aplique conversiones entre familias de metales.
Límites de Dureza PWHT
La verificación de dureza del tratamiento térmico posterior a la soldadura es una de las aplicaciones más comunes para un certificado de prueba de dureza en la fabricación de equipos a presión.
Requisitos ASME BPVC (ASME VIII-1 UHA-51 para materiales P4/P5):
- Después de PWHT: máximo 225 HBW (o según la especificación del material)
- Método de encuesta: Vickers preferido; Brinell o Rockwell aceptables
NACE MR0175 / ISO 15156 (servicio agresivo):
- Metal base de acero al carbono y baja aleación y HAZ de soldadura: ≤ 22 HRC (equivalente a ~248 HBW / 265 HV)
- Excepción: algunos grados permiten mayor dureza con pruebas documentadas de resistencia a SSC (agrietamiento por corrosión bajo esfuerzo por sulfuro)
EN 13445-4 (recipientes a presión sin calefacción, europeo):
- Valores HV10 máximos especificados por grupo de material; típicamente 350 HV para HAZ de acero al carbono, 200 HV para post-PWHT
Campos Obligatorios en un Certificado de Prueba de Dureza
- Identificación del material / componente — número de calor, número de dibujo, ID de soldadura
- Fecha y ubicación de la prueba
- Método y escala de prueba — HBW 10/3000, HV10, HRC, etc.
- Identificación del equipo — marca del durómetro, modelo, serie, fecha de calibración
- Calibración del bloque de referencia — valor de dureza verificado en bloque de referencia certificado antes y después de la prueba
- Ubicaciones de prueba — croquis o descripción que muestre dónde se tomó cada lectura
- Lecturas individuales — todas las mediciones, no solo el promedio
- Valor promedio (si la aceptación se basa en promedio)
- Criterio de aceptación — referencia de especificación y límite máximo/mínimo
- Resultado — Aprobado / Reprobado
- Nombre del técnico, calificación, firma
¿Qué escala de dureza utiliza NACE MR0175 para los límites de servicio agresivo?
NACE MR0175 / ISO 15156 expresa los límites de dureza principalmente en HRC (escala Rockwell C). El máximo es 22 HRC para aceros al carbono y baja aleación en ambientes H₂S. Los límites equivalentes en otras escalas son aproximadamente 248 HBW o 265 HV. Al convertir, siempre verifique utilizando las tablas de conversión ASTM E140 en lugar de aproximaciones empíricas.
¿Se pueden usar los resultados de dureza para estimar la resistencia a la tracción?
Sí, aproximadamente. Para aceros al carbono, UTS (MPa) ≈ 3.45 × HBW. Sin embargo, esta correlación es menos confiable para aceros aleados, aceros inoxidables y materiales no ferrosos. ASTM E140 y ASME Section II proporcionan tablas de correlación con rangos de incertidumbre establecidos. Las estimaciones de tracción derivadas de dureza son aceptables para filtrado pero no como sustituto de pruebas de tracción en la construcción de códigos.
¿Cuál es la diferencia entre una prueba de dureza macro Vickers y una prueba de microdureza?
La macro-dureza (HV1 y superior, con cargas ≥ 1 kgf) mide la dureza general de un material o zona de soldadura. La micro-dureza (HV 0.01–0.5 kgf) se utiliza para medir la dureza de características microestructurales individuales — fases específicas, precipitados o recubrimientos muy finos — donde una huella grande promediaría a través de múltiples constituyentes. Las encuestas de dureza de soldadura típicamente utilizan HV5 o HV10 como método de macro-dureza estándar.
¿Cuántas lecturas de dureza se requieren para una encuesta PWHT?
Un mínimo de tres lecturas por zona (metal base, HAZ, metal de soldadura) en cada cara de la sección transversal de la soldadura es práctica común. Códigos específicos definen requisitos más detallados: ASME VIII-1 UHA-51 requiere lecturas de dureza en soldaduras de producción en metales base P4 y P5; BS PD 5500 Anexo D especifica patrones de recorrido mínimos. El certificado debe mostrar todas las lecturas individuales, no solo el máximo.
¿El recocido o PWHT siempre reduce la dureza?
PWHT (alivio de esfuerzo) reduce esfuerzos residuales y reviene microestructuras duras en aceros al carbono y baja aleación, típicamente reduciendo significativamente la dureza HAZ. El recocido completo (calentamiento por encima de la temperatura crítica superior y enfriamiento lento) también reduce la dureza. Sin embargo, el recocido en solución del acero inoxidable austenítico no reduce la dureza de la misma manera — disuelve precipitados y homogeniza la microestructura, lo que puede aumentar ligeramente la dureza en material fuertemente trabajado en frío.
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert free