NORMAARGENTINA

00000-097

Acero

Método de ensayo dedureza Rockwell, escalas B y C

* Corresponde a la revisión parcial de la edición de noviembre de 1957 de lanorma IRAM 105

** Reimpresión de noviembre de 2000

IRAM-IASU 500-105*

Diciembre de 1976**

Referencia Numérica:IRAM-IAS U 500-105:1976

IRAM 2000No está permitida la reproducción de ninguna de las partes de esta publicación porcualquier medio, incluyendo fotocopiado y microfilmación, sin permiso escrito del IRAM.

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Prefacio

El Instituto Argentino de Normalización (IRAM) es una asociacióncivil sin fines de lucro cuyas finalidades específicas, en su carácterde Organismo Argentino de Normalización, son establecer normastécnicas, sin limitaciones en los ámbitos que abarquen, además depropender al conocimiento y la aplicación de la normalizacióncomo base de la calidad, promoviendo las actividades decertificación de productos y de sistemas de la calidad en lasempresas para brindar seguridad al consumidor.

IRAM es el representante de la Argentina en la InternationalOrganization for Standardization (ISO), en la ComisiónPanamericana de Normas Técnicas (COPANT) y en el ComitéMERCOSUR de Normalización (CMN).

Esta norma IRAM es el fruto del consenso técnico entre losdiversos sectores involucrados, los que a través de susrepresentantes han intervenido en los Organismos de Estudio deNormas correspondientes.

Esta norma fue estudiada en el marco del Convenio con el InstitutoArgentino de Siderurgia (IAS).

Informe técnico

Esta norma corresponde a la revisión de la norma IRAM 105, ediciónde noviembre de 1957. Durante la revisión, teniendo en cuenta las ca-racterísticas de los aceros para los cuales se utiliza la dureza Rockwelly la dureza Rockwell superficial, se resolvió desdoblarla tratando enesta norma el método de ensayo de dureza Rockwell para acero es-calas B y C, y en otra, la norma IRAM-IAS U 500-11, el método de en-sayo de dureza Rockwell para aceros escalas N y T.

Algunas de las modificaciones introducidas en esta norma con relacióna la norma IRAM 105 son las siguientes:

a) se modifica la tolerancia del ángulo de cono y se establece elerror de coaxilidad entre el eje del cono y el eje del penetrador có-nico;

b) se indica la condición geométrica de la superficie del cono conrespecto a la superficie esférica de la punta del penetrador cónico;

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c) se establece el estado superficial del penetrador y la dureza dela bolilla de acero;

d) se especifica claramente el rango de temperatura dentro del cualdeben realizarse los ensayos normales y los que deben realizarsebajo condiciones controladas;

e) se especifican nuevas tolerancias para la carga inicial y total y seestablece el tiempo de supresión de la carga adicional según quelos materiales presenten o no, bajo condiciones de ensayo, defor-mación plástica dependiente del tiempo;

f) se indica de acuerdo al espesor de la probeta qué escala debeutilizarse;

g) se indica el método de verificación de las máquinas de ensayode dureza Rockwell y el calibrado de bloques patrones.

Esta norma se corresponde totalmente con la norma ISO R 80/69 -Rockwell hardness test (B and C scales) for steel.

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Índice

1 NORMAS PARA CONSULTA ...................................................................... 7

2 OBJETO ....................................................................................................... 7

3 METODOS DE ENSAYO.............................................................................. 7

4 ANEXOS....................................................................................................... 12

ANEXO A (informativo)..................................................................................... 13

ANEXO B (informativo)..................................................................................... 14

Página

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Acero

Método de ensayo dedureza Rockwell, escalas B y C

1 NORMAS PARA CONSULTA

Para la aplicación de esta norma no es necesa-ria la consulta específica de ninguna otra.

2 OBJETO

Establecer el método de ensayo de durezaRockwell de los aceros, para escalas B y C.

3 MÉTODOS DE ENSAYO

3.1 Fundamento

3.1.1 El ensayo consiste en aplicar en dosoperaciones, sobre la superficie del material, unpenetrador normalizado con forma de cono obolilla y medir el incremento e de la profundidadde penetración, en las condiciones establecidasen esta norma.

3.1.2 La unidad de medida de e es 0,002 mm,de la cual se deduce un número conocido comodureza Rockwell (ver 4.3).

3.2 Símbolos y designaciones

3.2.1 Los símbolos y designaciones de loselementos usados en este ensayo se indicanen las tablas 1 y 2 y figuras 1 y 2.

3.2.2 El símbolo de dureza Rockwell se indicacon las letras HR, precedidas por el valor de ladureza y, a continuación, se coloca la letra queindica la escala:

Ejemplo: 60 HRC indica un valor de durezaRockwell 60, medido con escala C.

Tabla 1 - Ensayo con cono de diamante(Rockwell C)

Símbolo Designación

α Angulo del cono de diamante (120º)

R Radio de curvatura de la punta del cono(0,200 mm)

F0 Carga inicial = 10 kgf

F1 Carga adicional = 140 kgf

F Carga total = F0 + F1 = 10 + 140 = 150 kgf

e0 Profundidad de penetración con la carga ini-cial antes de aplicar la carga adicional

e1 Incremento de la profundidad de penetraciónaplicando la carga adicional

e Incremento permanente de la profundidad depenetración bajo la carga inicial, luego de su-primir la carga adicional; este incremento de-be expresarse en unidades de 0,002 mm

HRC Dureza Rockwell C = 100 - e

Tabla 2 - Ensayo con bolilla de acero(Rockwell B)

Símbolo Designación

D Diámetro de la bolilla = 1,587 5 mm

F0 Carga inicial = 10 kgf

F1 Carga adicional = 90 kgf

F Carga total = F0 + F1 = 10 + 90 = 100 kgf

e0 Profundidad de penetración con la carga ini-cial antes de aplicar la carga adicional

e1 Incremento de la profundidad de penetraciónaplicando la carga adicional

e Incremento permanente de la profundidad depenetración bajo la carga inicial, luego de su-primir la carga adicional; este incremento de-be expresarse en unidades de 0,002 mm

HRB Dureza Rockwell B = 130 - e

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Figura 1

Figura 2

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3.3 Requisitos del penetrador

3.3.1 Penetrador cónico (escala C)

3.3.1.1 El penetrador cónico es un diamantecon forma de cono circular, recto, con la puntaredondeada. El ángulo del cono de diamantees de 120º ± 0,5º y su eje debe coincidir con eleje del penetrador dentro de 0,5º. La punta delcono es esférica, con un radio de 0,200 mm ysu perfil no debe diferir en más de 0,002 mmdel perfil teórico. La superficie del cono debeser tangente a la superficie esférica de lapunta.

NOTA - La forma y el valor del radio de la punta delpenetrador tienen efectos importantes sobre el valorde la dureza Rockwell. La anisotropía de los dia-mantes hace difícil el mecanizado del penetrador alas formas simétricas precisas y, por esta razón, esnecesario comparar el comportamiento del penetra-dor con el de otro aprobado en varios niveles de du-reza por medio de bloques patrones.

3.3.1.2 El penetrador debe estar libre degrietas u otros defectos superficiales.

3.3.2 Penetrador esférico (escala B)

3.3.2.1 El penetrador esférico es una bolilla deacero endurecida y pulida, de diámetro igual a1,587 5 mm ± 0,0035 mm.

3.3.2.2 La dureza de la bolilla debe ser, comomínimo, de 850 HV 10, teniendo en cuenta lacurvatura de la bolilla. El valor máximo de ladiagonal promedio, realizada con un penetra-dor Vickers con 10 kgf es 0,141 mm.

3.3.2.3 La bolilla debe estar pulida y libre dedefectos superficiales. La bolilla que despuésde un ensayo presente deformación que exce-da la tolerancia establecida en 3.3.2.1, o de-fectos superficiales, debe ser eliminada y elensayo correspondiente invalidado.

3.4 Procedimiento y requisitos de ensayo

3.4.1 El ensayo normalmente se realiza en unambiente cuya temperatura esté comprendidaentre 0ºC y 40ºC. Cuando el ensayo deba rea-lizarse bajo condiciones controladas, la tempe-ratura debe ser de 20ºC ± 2ºC.

3.4.2 Durante la ejecución del ensayo debenevitarse choques y/o vibraciones de la máqui-na de ensayo.

3.4.3 El penetrador, en posición normal, y encontacto con la superficie a ensayar, se so-mete sin choques ni vibraciones a la carga ini-cial:

F0 = 10 kgf ± 0,2 kgf

debiendo prestarse atención en esta opera-ción, a no sobrepasar dicha carga.

3.4.4 El dial del indicador (calibrador de pro-fundidad), se coloca en la posición inicial de laescala y se incrementa la carga sin choques nivibraciones, en un lapso de 2 s a 8 s, con elvalor de la carga adicional F1, obteniendo deesta forma la carga total

F = F0 + F1 =

15 kgf ± 0,9 kgf(penetrador cónico) escala C

100 kgf ± 0,65 kgf(penetrador cónico) escala B

3.4.5 Luego, manteniendo la carga parcial F0,se suprime la carga adicional F1 en la formasiguiente:

a) para materiales que, bajo las condicio-nes de ensayo, no presentan deformaciónplástica dependiente del tiempo, F1 se su-prime dentro de los 2 s después que el indi-cador se detiene;

b) cuando se utilice la escala C, los mate-riales que bajo las condiciones de ensayopresenten deformación plástica depen-diente del tiempo, F1 se suprime entre los5 s a 6s, después que el indicador comien-za a moverse;

c) cuando se utilice la escala B, los mate-riales que bajo las condiciones de ensayopresenten deformación plástica depen-diente del tiempo, F1 se suprime entre los6 s a 8 s, después que el indicador comien-za a moverse;

b) en casos especiales, cuando el materialbajo las condiciones de ensayo, presente

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una considerable deformación plástica de-pendiente del tiempo, F1 se suprime entrelos 20 s y 25 s después que el indicadorcomienza a moverse.

3.4.6 El incremento permanente de la profun-didad de penetración e se lee en el indicador yde este valor se deduce el número de durezaRockwell. El indicador debe tener una preci-sión de ± 0,5 de la unidad de la escala (porejemplo ± 0,001 mm). La mayoría de los dialesposeen escalas que dan directamente el nú-mero de dureza Rockwell.

3.4.7 La superficie a ensayar debe ser sufi-cientemente lisa y plana, y libre de óxidos ymaterias extrañas. Al prepararla, debe evitarseque se produzcan modificaciones en el mate-rial por calentamientos o trabajos en frío.

3.4.8 En los ensayos realizados sobre super-ficies cilíndricas se deben aplicar las correc-ciones establecidas en las tablas 3 y 4. Lascondiciones y correcciones de los ensayos so-bre superficies esféricas o cóncavas debenestablecerse por convenio previo.

3.4.9 La pieza o probeta a ensayar debe apo-yarse sobre un soporte rígido, de forma que nose produzcan desplazamientos durante el en-sayo. Las superficies en contacto deben estarlimpias y libres de materias extrañas (esca-mas, aceite, rebabas, etc.).

3.4.9.1 La pieza o probeta a ensayar se colo-ca en forma que evite esfuerzos laterales alpenetrador. La superficie del soporte debe serpulida, estar libre de porosidades y tener unadureza mínima de 700 HV 10.

3.4.9.2 Las piezas o probetas cilíndricas seensayan sobre soportes en forma de V o sis-tema equivalente, prestando atención al cen-trado y a la correcta alineación del penetradorcon los distintos elementos de apoyo.

3.4.9.3 Después de cada cambio o retiro delpenetrador o soporte, debe asegurarse que elnuevo penetrador o soporte esté correcta-mente montado en su alojamiento. Se invali-dan las dos primeras lecturas, dado que el pe-netrador se asentará bajo la carga de prueba,dando resultados erróneos.

Tabla 3 - Correcciones que deben agregarse a los valores dedureza Rockwell C, obtenidos en probetas cilíndricas

HRC Diámetro de probeta cilíndrica

6 mm 10 mm 13 mm 16 mm 19 mm 22 mm 25 mm 32 mm 38 mm

20 2,5 2,0 1,5 1,5 1,0 1,025 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 1,0 1,030 2,5 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 0,535 3,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 0,5 0,540 2,5 2,0 1,5 1,0 1,0 1,0 0,5 0,545 3,0 2,0 1,5 1,0 1,0 1,0 0,5 0,5 0,550 2,5 2,0 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,555 2,0 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 060 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0 065 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0 070 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0 075 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0 0 0

NOTA - Las correcciones mayores de 3 HRC no son consideradas aceptables y, por lo tanto, no se incluyen en latabla. Para los diámetros no indicados en la tabla las correcciones pueden ser obtenidas por interpolación lineal.

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Tabla 3 - Correcciones que deben agregarse a los valores dedureza Rockwell B, obtenidos en probetas cilíndricas

HRB Diámetro de probeta cilíndrica

6 mm 10 mm 13 mm 16 mm 19 mm 22 mm 25 mm

0 4,5 3,5 3,0 10 5,0 4,0 3,5 3,0 20 4,5 4,0 3,5 3,0 30 5,0 4,5 3,5 3,0 2,5 40 4,5 4,0 3,0 2,5 2,5 50 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 60 5,0 3,5 3,0 2,5 2,0 2,0 70 4,0 3,0 2,5 2,0 2,0 1,5 80 5,0 3,5 2,5 2,0 1,5 1,5 1,5 90 4,0 3,0 2,0 1,5 1,5 1,5 1,0100 3,5 2,5 1,5 1,5 1,0 1,0 0,5

NOTA - Las correcciones mayores de 5 HRB no son consideradas aceptables y, por lo tanto, no se incluyen enla tabla.

3.4.10 El espesor de la probeta o pieza deensayo en la zona de medición debe ser, co-mo mínimo, 10 veces el incremento perma-nente de la profundidad de penetración e:

Penetrador cónico e = (100 - HRC) x 0,002; y

Penetrador esférico e = (130 - HRB) x 0,002;

y luego de realizado el ensayo la superficieopuesta de la probeta o pieza de ensayo nodebe presentar deformación o marcas visibles.

3.4.11 Salvo convenio previo, la distancia en-tre centros de dos impresiones adyacentesdebe ser, como mínimo, 4 veces el diámetrode la impresión y la distancia desde el centrode una impresión al borde de la probeta debeser, como mínimo, 2,5 veces el diámetro de laimpresión y no menor de 3 mm.

3.4.13 El penetrador se debe controlar fre-cuentemente; cuando se verifica irregularidaden su forma, debe cambiarse y el ensayo rea-lizado debe ser invalidado.

NOTAS

1) No existe un procedimiento para convertir ade-cuadamente la dureza Rockwell a otras escalas dedureza del material. El uso de las tablas de conver-sión existentes se debe evitar, excepto en casos es-peciales en los que se han realizado ensayos compa-rativos y se tiene una base cierta sobre valores deconversión.

2) La verificación de las máquinas de ensayo de du-reza Rockwell y el calibrado de bloques patrones serealiza según las normas IRAM correspondientes (ver4.1 y 4.2).

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4 Anexos

4.1 Mientras no se cuente con una norma IRAM sobre verificación de máquinas de ensayo de dure-za Rockwell, se usará la norma ISO R ... (actual Draft ISO Nº 928).

4.2 Mientras no se cuente con una norma IRAM sobre calibrado de bloques patrones para máquinasde ensayo de dureza Rockwell, se usará la norma ISO R ... (actual Draft ISO Nº 929).

4.3 Si bien, teniendo en cuenta lo establecido por el Sistema Métrico Legal Argentino (SIMELA), losvalores de carga debieran expresarse en newton, por el momento se ha respetado la situación realexistente con el instrumento de ensayo actualmente en uso y porque además, en este caso, influye elerror que se comete al tomar 1 kgf igual a 10 N, o sus respectivos valores múltiplos o submúltiplos. Amedida que el instrumental se vaya renovando y esté calibrado para unidades SI, se irá haciendo lasustitución correspondiente.

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Anexo A(informativo)

BIBLIOGRAFÍA

En la revisión de esta norma se han tenido en cuenta los antecedentes siguientes:

ISO - INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATIONISO R 80/69 - Rockwell hardness test (B and C scales) for steel

COPANT - COMISIÓN PANAMERICANA DE NORMAS TÉCNICASCOPANT R 5/62 - Ensayo de dureza Rockwell para acero (escalas B y C)

AFNOR - ASSOCIATION FRANÇAISE DE NORMALISATIONAFNOR NF A 03-153/65 - Essai de dureté Rockwell de l'acier

ASTM - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALSASTM A 370/74 - Mechanical testig of steel productsASTM E 18 - Test for Rockwell hardness and Rockwell superficial hardness ofmetallic materials

BSI - BRITISH STANDARDS INSTITUTIONBS 891/62 Part 1 - Method for Rockwell hardness test

DNA - DEUTSCHER NORMENAUSSCHUSDIN 50 103/72 - Ensayo de dureza Rockwell

IRANOR - INSTITUTO NACIONAL DE RACIONALIZACIÓN Y NORMALIZACIÓNUNE 7-053-73 - Ensayo de dureza en productos de acero por el método Rockwell

UNI - ENTE NAZIONALE ITALIANO DI UNIFICAZIONEUNI 562/61 - Prova di dureza Rockwell

IRAM - INSTITUTO ARGENTINO DE RACIONALIZACION DE MATERIALESIRAM 105/57 - Método de ensayo de dureza Rockwell para materiales metálicos

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Anexo B(informativo)

La revisión de esta norma ha estado a cargo de los organismos respectivos, integrados en la formasiguiente:

Comisiones de ensayos mecánicos 4, 5 y 6 de la 3a. Convención Nacional para Racionalizar elConsumo de AcerosComité de Normalización del IASSubcomité de Nomenclatura, Símbolos y Ensayos del IRAM

Integrante Representa a:

Sr. Rodolfo ACHILLE OBRAS SANITARIAS DE LA NACIONIng. Martín AZCONA CIS (ALTOS HORNOS ZAPLA)Ing. Aldo BATTAGLIESE UNIVERSIDAD NACIONAL DE BUENOS AIRESIng. Domingo BIBARD UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONALIng. Carlos A. DE LEÓN CIS (ACEROS OHLER S.A.)Ing. Fernando DELGADO CIS (ALTOS HORNOS ZAPLA)Sr. Marcelo DRAGÁN SUBSECRETARIA DE OBRAS PUBLICASSr. Horacio ESPERÓN ADEFA (MERCEDES BENZ ARGENTINA)Ing. Juan C. FERA ADEFA (FIAT CONCORD)Sr. Domingo FERNÁNDEZ CENTRO DE INDUSTRIALES SIDERÚRGICOSIng. Héctor O. GARDELLA CIS (PROPULSORA SIDERÚRGICA S.A.I.C.)Ing. Carlos HERNÁNDEZ DÁLMINE SIDERCA S.A.I.C.Ing. Oliva HERNÁNDEZ ADEFA (CITROËN ARGENTINA)Ing. Blas LATERZA INSTITUTO ARGENTINO DE SIDERURGIATéc. Germán LÓPEZ FAB. MIL. ARMAS PORTÁTILES "D. M."Ing. José F. LÓPEZ INSTITUTO ARGENTINO DE SIDERURGIAIng. Leonardo R. MACLIS CIS (ALTOS HORNOS ZAPLA)Dr. Enrique MIRÓ CLIMA (FORTUNY HNOS. Y CÍA. S.A.)Ing. Julio MORELLI ADEFA (FORD MOTOR ARGENTINA S.A.)Ing. Carlos OPPICI CORPORACIÓN DE EMPRESAS NACIONALESIng. Luis PONCE DE LEÓN CIS (DÁLMINE SIDERCA S.A.I.C.)Sr. Jorge RIVERA ACINDAR S.A.Sr. Atilio SANGUINETTI FERROCARRILES ARGENTINOSDr. Carlos E. SOLIVEREZ UNIVERSIDAD NACIONAL DE JUJUYIng. Julián TYCHOJKIJ INSTITUTO ARGENTINO DE RACIONALIZACIÓN DE MATERIALESLic. Rubén VALES ADEFA (GENERAL MOTORS ARGENTINA)

COMITÉ GENERAL DE NORMAS (C.G.N.)

Dr. E.J. BACHMANN Ing. S. MARDYKSDr. E. CATALANO Prof. M.P. MESTANZAIng. D.L. DONEGANI Dr. E. MIRÓIng. Agr. J.A. FERNÁNDEZ Prof. M. RODRÍGUEZDr. J. GARCÍA FERNÁNDEZ Ing. G. SCHULTEDr. A. GROSSO Ing. M. WAINSZTEINIng. A. KLEIN

vc. - 24.11.2000

CDU 669.14:620.178.152.42