Dureza Brinell

Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Azcapotzalco

Ciencia de los Materiales II
Practica 2: Dureza Brinell

Grupo: 4MM6

* Introducción:
Se considera como un ensayo de macro dureza debido al tamaño de la huella que se produce al incidir el material con el penetrador. Este método fue creado por el Ingeniero Juan Augusto Brinell en1900.
Consiste fundamentalmente en oprimir una esfera de acero endurecido contra una probeta manteniendo la carga durante un tiempo determinado, de acuerdo a la norma NMX-B-116-1996 y la ASTM-E-140-1988 donde nos indica que se utilizara una esfera de 10 mm de diámetro, con una carga de 3000 kgf para materiales duros y un tiempo de 15 segundos, realizando un mínimo de 5 ensayos por probeta para sumejor análisis.

* Objetivo y Campo de Aplicación
Esta práctica establece los lineamientos para la elaboración del método de prueba de dureza Brinell en materiales metálicos, así como el análisis de resultados obtenidos en la prueba de manera que nos sirvan para una mejor observación y entendimiento.

* Definiciones
Número de Dureza Brinell, DB: Número relacionado con la carga aplicaday el área de la superficie hecha con un balín penetrador, calculado a partir de la siguiente ecuación:
DB=2PπD(D-D2-d2
En donde:
P= Carga en Kgf.
D= Diámetro del penetrador en mm.
d= Diámetro de la huella en mm.
Prueba de Dureza Brinell: Prueba de dureza por penetración usando maquinas calibradas que ejercen una fuerza a un balín endurecido, bajo condiciones especificadas, sobre lasuperficie del material bajo prueba y midiéndose el material de la huella resultante después de suprimir carga.

* Aparatos y Equipo
Se ocupara la maquina universal, la maquina cuenta con un péndulo de longitud y masa variable este tiene perforaciones indicando las cargas (5000, 3000, 1000 y 500), el contrapeso se coloca en el péndulo únicamente para las cargas de 3000 y 5000 kgf.
En la partesuperior frontal cuenta con un sistema de elevación que incluye volante y husillo. En la parte inferior del husillo tiene cavidad especial para alojar los penetradores.

Partes de la Maquina
1. Perilla
2. Contrapesos
3. Péndulo
4. Mesa de Trabajo
5. Porta penetrador
6. Husillo
7. Válvula Izquierda ( Descarga)
8. Volante de Elevación
9. Caratula de Cargas
10.Válvula Derecha ( Carga)
11. Caja de válvulas


Un balín estándar para la prueba Brinell de 10 mm de diámetro con una desviación de este valor no mayor a 0.005 mm de diámetro.
Un microscopio de medición para realizar las observaciones de los diámetros de las huellas en la probeta.
Una probeta de acero previamente pulida con un acabado espejo, misma que debe de tener un espesor quesegún la norma debe ser tan grueso que no queden huellas o marcas del otro lado de la superficie, cuando menos debe ser 10 veces la profundidad de la huella.
* Procedimiento
Se selecciona el tipo de material a utilizar en este caso un acero 4140, en el cual se usara una carga de 3000 kgf que nos permitirá observar la dimensión de la huella. El espaciamiento de la huella debe ser unadistancia del centro de la huella a la orilla de la probeta o la orilla de la otra huella cuando menos 3 veces el diámetro de la misma.
La carga de la prueba debe aplicarse a la probeta lenta y uniformemente. Aplicar toda la carga de la prueba en un tiempo de 10 a 15 s excepto para ciertos materiales suaves.
La aplicación debe ser perpendicular a la probeta permitiéndose una desviación de dos gradoscomo máximo.

* Expresión de Resultados

# DE ENSAYO | DIAMETRO DEL PENETRADOR | CARGAKg/F | Dureza tabulada | Dureza calculada | Diámetro de huella(mm) | Tipo de material de acuerdo a la ASTM | Observaciones |
1 | 10 mm | 3000 | 262 | 261.7135 | 3.75 | 4140 | Tabla general de aceros: Acero 1.0 % de carbono laminado en caliente.Datos de fabricante...