MECANICA

Objetivo.

Que el alumno cuente con la información mínima necesaria para conocer y aplicar el ensayo dureza por penetración denominado Método Brinell, estando en condiciones de realizar la práctica correspondiente.
Adicionalmente investigará parte de la teoría para incluirla en el informe de resultados de la práctica como “conceptos teóricos”.

Alcance.

Esta práctica es introductoria a losensayos mecánicos de dureza, presenta un panorama general de su clasificación, limitaciones y ventajas de cada uno de ellos, así como los requerimientos para su realización.

Definiciones.

Ensayo (prueba): Actividad que permite probar un material, pieza, componente, sistema o ensamble; mediante máquinas o equipos, en instalaciones adecuadas y por personal competente; determinado suscaracterísticas, para conocerlas o verificar el cumplimiento de normas o especificaciones.

Referencias.

NMX-B-116-1996, ATSM-E-10.

Marco Teórico
La dureza es una medida de la resistencia de un metal a la deformación permanente (plástica).
La dureza de un metal se mide forzando la indentación de un penetrador en la superficie del metal. El penetrador, que normalmente es una bola, pirámide o cono, estáfabricado con un material mucho más duro que el material a ensayar. Por ejemplo, el material empleado en estos penetradores suele ser acero templado, carburo de tungsteno o diamante.


En la mayoría de los ensayos de dureza normalizados se aplica lentamente una carga conocida, que presiona el penetrador contra la superficie del metal a ensayar y perpendicularmente a ésta.(fig. 2). Después deproducir la indentación, se retira el penetrador. (fig. 3). Se calcula o se lee en un dial un número empírico de dureza basado en el área del corte transversal de la huella producida o en su profundidad.



Se denomina dureza Brinell a una escala de medición de la dureza de un material mediante el método de indentación, midiendo la penetración de un objeto en el material a estudiar.
Este ensayo seutiliza en materiales blandos (de baja dureza) y muestras delgadas. El indentador o penetrador usado es una bola de acero templado de diferentes diámetros. Para los materiales más duros se usan bolas de carburo de tungsteno. En la prueba de dureza de Brinell, una esfera de acero duro (por lo regular de 10 mm de diámetro) es forzada contra la superficie del material. Se mide el diámetro de la impresión,por lo regular de 2 a 6 mm, y se calcula el número de dureza Brinell (abreviado como DB o por sus siglas en ingles “HB”) a partir de la siguiente ecuación:



Dónde:
P es la carga aplicada en Newton [n (kgf)*];
D es el diámetro del balín, en milímetros;
d es el diámetro medio de la huella, en milímetros;
* un 1 kgf = 9,806 65 n.

En general, debe usarse un balín de 10 mm de diámetro y de unacomposición química adecuada, con cargas de 29 420 n. 14 710 n 6 4 903 n (3 o00 kgf, 1500 kgf 6 500 kgf) dependiendo de la dureza del material que va a probarse.
El número de dureza y el símbolo DB se complementa por los números que indiquen las condiciones de prueba en el siguiente orden: diámetro del balín, carga y duración de la carga.
Por ejemplo: 63 DB 10/4 903 n (500 kgf)/30, indica una durezabrinell de 63, medida con el balín de 10 mm de diámetro y una carga de 4 903 n (500 kgf) aplicada por 30 s.
Relación entre la carga y el diámetro de la bola usada en el penetrador.
En la medición de la dureza Brinell, se pueden utilizar varias combinaciones de carga y diámetros de la bola, la combinación más adecuada depende de los siguientes factores:
El valor de la relación
Del tamaño de lahuella que nos da la máxima precisión
En principio un mismo valor de dará el mismo número Brinell usando diferentes cargas y diámetros de bola, sin embargo en las prácticas de los laboratorios, se recomienda tres valores para esta relación, son 30 para 3000KG, 15 para 1500kg, 5 para 500kg. Para pruebas especiales , , Los más apropiados para esta relación se dan en la siguiente tabla:


Tabla...