El término «microdureza» se ha empleado ampliamente en la literatura para describir las pruebas de dureza de materiales con cargas aplicadas bajas. Un término más preciso es «prueba de dureza de microindentación».»En las pruebas de dureza de microindentación, se imprime un penetrador de diamante de geometría específica en la superficie de la muestra de prueba utilizando una fuerza aplicada conocida (comúnmente llamada «carga» o «carga de prueba») de 1 a 1000 gf. Las pruebas de microindentación típicamente tienen fuerzas de 2 N (aproximadamente 200 gf) y producen hendiduras de aproximadamente 50 µm. Debido a su especificidad, las pruebas de microdureza se pueden usar para observar cambios en la dureza en la escala microscópica. Desafortunadamente, es difícil estandarizar las mediciones de microdureza; se ha encontrado que la microdureza de casi cualquier material es mayor que su macrodureza. Además, los valores de microdureza varían con los efectos de carga y endurecimiento de los materiales. Las dos pruebas de microdureza más utilizadas son pruebas que también se pueden aplicar con cargas más pesadas como pruebas de macroindentación:
- Prueba de dureza Vickers (HV)
- Prueba de dureza Knoop (HK)
En las pruebas de microindentación, el número de dureza se basa en mediciones hechas de la sangría formada en la superficie de la muestra de prueba. El número de dureza se basa en la fuerza aplicada dividida por la superficie de la propia sangría, dando unidades de dureza en kgf/mm2. La prueba de dureza de microindentación se puede realizar con indentadores Vickers y Knoop. Para la prueba de Vickers, se miden ambas diagonales y se utiliza el valor promedio para calcular el número de pirámide de Vickers. En la prueba Knoop, solo se mide la diagonal más larga, y la dureza Knoop se calcula en función del área proyectada de la sangría dividida por la fuerza aplicada, dando también unidades de prueba en kgf/mm2.
La prueba de microindentación Vickers se lleva a cabo de manera similar a las pruebas de macroindentación Vickers, utilizando la misma pirámide. La prueba Knoop utiliza una pirámide alargada para sangrar muestras de material. Esta pirámide alargada crea una impresión superficial, que es beneficiosa para medir la dureza de materiales frágiles o componentes delgados. Tanto los indentadores Knoop como Vickers requieren pulido de la superficie para lograr resultados precisos.
Las pruebas de rayado con cargas bajas, como la prueba de microcaracteres de Bierbaum, realizada con cargas de 3 o 9 gf, precedieron al desarrollo de probadores de microdureza utilizando indentadores tradicionales. En 1925, Smith y Sandland del Reino Unido desarrollaron una prueba de indentación que empleó un indentador piramidal de base cuadrada hecho de diamante. Eligieron la forma piramidal con un ángulo de 136° entre caras opuestas para obtener números de dureza que estuvieran lo más cerca posible de los números de dureza Brinell para la muestra. La prueba Vickers tiene la gran ventaja de utilizar una escala de dureza para probar todos los materiales. La primera referencia al indentador Vickers con cargas bajas se hizo en el informe anual del Laboratorio Nacional de Física en 1932. Lips and Sack describe el primer probador Vickers con cargas bajas en 1936.
Hay cierto desacuerdo en la literatura con respecto al rango de carga aplicable a las pruebas de microdureza. La especificación ASTM E384, por ejemplo, establece que el rango de carga para las pruebas de microdureza es de 1 a 1000 gf. Para cargas de 1 kgf y inferiores, la dureza Vickers (HV) se calcula con una ecuación, en la que la carga (L) está en gramos de fuerza y la media de dos diagonales (d) está en milímetros:
H V = 0.0018544 × L d 2 {\displaystyle HV = 0.0018544 \ times {\tfrac {L} {d^{2}}}}
Para cualquier carga dada, la dureza aumenta rápidamente a longitudes diagonales bajas, con el efecto cada vez más pronunciado a medida que disminuye la carga. Por lo tanto, con cargas bajas, los pequeños errores de medición producirán grandes desviaciones de dureza. Por lo tanto, siempre se debe utilizar la carga más alta posible en cualquier prueba. Además, en la parte vertical de las curvas, pequeños errores de medición producirán grandes desviaciones de dureza.