Metalurgia

Universidad Central

Metalurgia

Prof. Rafael Barrantes

Primera partes de examen

Marco Chaves Jiménez

2012.
Prueba de Dureza de Brinell

Se denomina dureza Brinell a la medición de la dureza de un material mediante el método de indentación, midiendo la penetración de un objeto en el material a estudiar. Fue propuesto por el ingeniero sueco Johan August Brinell en 1900, siendo elmétodo de dureza más antiguo.
Este ensayo consiste en oprimir una bola de acero endurecido contra una probeta. De acuerdo con las especificaciones de la ASTM (ASTM E 10), las estipulaciones de las cuales se siguen aquí, se acostumbra usar una bola de 10 mm y una carga de 3000 Kg, para metales duros, 1500Kg para metales de dureza intermedia y 500 Kg para materiales suaves.
Se requiere que labola este dentro de 0,01 mm de diámetro nominal de 10 mm; esto es necesario para obtener resultados concordantes con máquinas diferentes. Al usarse sobre aceros muy duros se requiere que la bola no sufra un cambio permanente de diámetro de más de 0,01mm; por esto las bolas de carboloy (carburo de tungsteno) se usan frecuentemente para el ensaye de los aceros más duros.
En el ensayo normal eldiámetro de la indentación se mide usando un microscopio micrómetro que lleve una escala transparente grabada en el campo visual; la escala tiene divisiones correspondientes a 0,1 mm y las mediciones se hacen por estimación, hasta cuando menos 0,02mm. El diámetro se toma como promedio de dos lecturas tomadas a 90º una de la otra, aunque a veces la profundidad de la indentación se mide por medio de unindicador caratular fijado al émbolo y accionado por un arco que se mantiene pegado a la superficie de la probeta.
Para realizar un ensayo por este procedimiento la superficie de la probeta debe ser plana y estar razonablemente bien pulida; de otra manera se encontrarán dificultades al hacer una determinación exacta del diámetro de la huella. En el ensayo normal, la carga completa se mantiene por unmínimo de 15 segundos para los metales no ferrosos, y de 30 segundos para los metales más suaves, y después de este intervalo la carga se retira y se mide el diámetro de la huella hasta 0,02mm más cercano con el microscopio. Sin embargo, frecuentemente se usa un intervalo de 30 segundos para los no ferrosos y uno de 60 segundos para otros metales.

El material de la probeta queda permanentementedeformado hasta una distancia apreciable debajo de la superficie de la huella. Si una indentación se hace demasiado cerca del borde de la probeta, éste puede ser demasiado grande y asimétrico; si se hace demasiado cerca de uno anterior, puede resultar demasiado grande debido a la carencia de superficie material sustentante o demasiado pequeño debido al endurecimiento por trabajo del material porla primera indentación.
Hay disponibles varios tipos de máquinas para hacer este ensayo; pueden definir en cuanto a: el método de aplicación de la carga ( presión de aceite, tornillo propulsado por engranes, pesas con palanca), método de operación (manual, fuerza motriz), método de medición de la carga (pistón con pesas y calibrador bourdon, dinamómetro, pesas con palanca ), y tamaño ( grande ypequeño).Este tipo de ensayo puede realizarse en una pequeña máquina universal de ensaye mediante el uso de un adaptador adecuado para sujetar la bola, así como las máquinas especiales diseñadas con este propósito.
Los aspectos principales de una típica máquina de Brinell de ensayo de operación hidráulica se ilustran en el dibujo; la probeta se coloca sobre el yunque y se eleva para establecercontacto con la bola. La carga se aplica bombeando aceite al cilindro principal, el cual fuerza el pistón o émbolo hacia abajo y oprime la bola contra la probeta; el émbolo lleva un ajuste pulido de modo que los efectos fricciónales son usualmente despreciables. El calibrador bourdon se usa solamente para indicar aproximadamente la carga y cuando se aplica la carga deseada, la pesa equilibrante de...