La resistencia y la dureza son propiedades de los materiales diferentes. La resistencia es la capacidad de un material para resistir la deformación, mientras que la dureza es la capacidad para resistir la indentación y el rayado de la superficie. Estas propiedades no son intercambiables, pero sus mejoras se basan en procedimientos similares pero no iguales.
La alta resistencia de los materiales es útil en muchas aplicaciones. Una aplicación principal de los materiales reforzados es la construcción. Para tener edificios y puentes más fuertes, se debe tener un marco fuerte que pueda soportar cargas de alta tensión o compresión y resistir la deformación plástica. Las herramientas también se basan en materiales de alta resistencia (por ejemplo , acero para herramientas o cobre-berilio ).
Se requiere una alta dureza de materiales para otras aplicaciones. Una aplicación principal de los materiales endurecidos es para herramientas de corte de máquinas (brocas, machos de roscar, herramientas de torno), que deben ser mucho más duras que el material en el que están operando para ser efectivas. Estas herramientas de corte suelen estar hechas de acero de alta velocidad . Las hojas de cuchillo también utilizan aceros de alta dureza para mantener un borde afilado de la hoja. Los rodamientos deben tener una superficie muy dura que resista tensiones continuas.
Fortalecimiento de metales
La resistencia de los metales y las aleaciones se puede modificar mediante varias combinaciones de trabajo en frío, aleación y tratamiento térmico. Como se discutió en la sección anterior, la capacidad de un material cristalino para deformarse plásticamente depende en gran medida de la capacidad de la dislocación para moverse dentro de un material. Por lo tanto, impedir el movimiento de las dislocaciones resultará en el fortalecimiento del material. Por ejemplo, una microestructura con granos más finos generalmente da como resultado una resistencia más alta y una tenacidad superior en comparación con la misma aleación con granos físicamente más grandes. En el caso del tamaño de grano, también puede haber una compensación entre las características de resistencia y fluencia. Otros mecanismos de refuerzo se consiguen a expensas de una menor ductilidad y tenacidad. Existen muchos mecanismos de fortalecimiento, que incluyen:
- Fortalecimiento de la solución sólida (aleación)
- Endurecimiento del trabajo (trabajo en frío)
- Endurecimiento por precipitación
- Refinamiento de granos
- Endurecimiento de la transformación
Dureza y resistencia a la tracción
Además de la correlación entre diferentes números de dureza, también existen algunas correlaciones posibles con otras propiedades del material. Por ejemplo, para aceros al carbono simples tratados térmicamente y aceros de aleación media, otra conversión conveniente es la de la dureza Brinell a la máxima resistencia a la tracción . En este caso, la resistencia máxima a la tracción (en psi) es aproximadamente igual al número de dureza Brinell multiplicado por 500. Generalmente, una dureza alta indicará una resistencia relativamente alta y baja ductilidad en el material.
En la industria, las pruebas de dureza de los metales se utilizan principalmente como control de la calidad y uniformidad de los metales, especialmente durante las operaciones de tratamiento térmico. Las pruebas generalmente se pueden aplicar al producto terminado sin daños significativos.
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