DUREZA BRINELL

DUREZA

DEFINICIÓN.- es la capacidad de un metal para resistir raspaduras o penetración. La dureza es una condición de la superficie del material.

La razón de probar la dureza es para conocer otras propiedades en los materiales. Por ejemplo, la resistencia a la tensión la cual tiene estrecha relación con la dureza.

La prueba de dureza no es costosa ni destructiva y nos ayuda en la selección y control de calidad de los metales.

La dureza de dos metales similares en composición, tiene alta resistencia a la tensión, baja ductibilidad y más resistencia al desgaste.

Alta dureza indica también baja resistencia al impacto, aunque algunos metales, cuando son tratados propiamente, tienen ambas cualidades: alta dureza y buena resistencia al impacto.

RESISTENCIA AL IMPACTO.- es la capacidad de un metal para soportar un repentino y fuerte golpe.

DUROMETRO.- Un durómetro es un aparato que mide la dureza de los materiales, existiendo varios procedimientos para efectuar esta medición.

TIPOS DE PRUEBA

LA PRUEBA BRINELL

Es el método comercial más antiguo. Una esfera de acero de 10mm de diámetro, se presiona sobre la superficie del metal a prueba, con un peso encima de 3000 kg. El diámetro de la huella empresa es medido mediante microscopio y el resultado se convierte en números de la tabla Brinell.

LA PRUEBA ROCKWELL

La prueba de dureza Rockwell se usa en

inspecciones, pero con menos penetración, pues la carga es menor que en la prueba Brinell.

El método Rockwell consiste en colocar la pieza sobre la mesa de la máquina, y aplicarle un cono con punta de diamante presionado por un peso de 150 Kg. La profundidad de la penetración de la punta de diamante en la pieza se registra.

Para determinar la dureza de metales suaves muy delgados, en vez de punta de diamante se utiliza una esfera de 1/16” de diámetro y se le aplica un peso de 100 Kg.

En función del grado de profundidad o tamaño de la huella, obtendremos la dureza.

ESCLEROSCOPIO

El escleroscopio para medir la dureza, se basa en que el martillo con punto de diamante al golpear sobre metales duros rebota más alto que sobre los metales suaves, registrándose las distancias de los rebotes en las escalas respectivas.

La metalografía es la ciencia que estudia las características estructurales o constitutivas de un metal o aleación relacionándolas con las propiedades físicas y mecánicas.

Dureza 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 el método de dureza más antiguo.

Este ensayo se utiliza 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 el ensayo típico se suele utilizar una bola de acero de 10 a 12 milímetros de diámetro, con una fuerza de 3.000 kilopondios. El valor medido es el diámetro del casquete en la superficie del material. Las medidas de dureza Brinell son muy sensibles al estado de preparación de la superficie, pero a cambio resulta en un proceso barato, y la desventaja del tamaño de su huella se convierte en una ventaja para la medición de materiales heterogéneos, como la fundición, siendo el método recomendado para hacer mediciones de dureza de las fundiciones.

La bola penetra dejando una marca.

La carga a utilizar en el ensayo se puede obtener con la siguiente expresión:

donde:

: carga a utilizar medida en [kilopondio(kp)].

: constante para cada material, que puede valer 5 (aluminio, magnesio y sus aleaciones), 10 (cobre y sus aleaciones), y 30 (aceros).

: diámetro de la bola (indentador) medida en [mm].

Este ensayo sólo es válido para valores menores de 600 HB en el caso de utilizar la bola de acero, pues para valores superiores la bola se deforma y el ensayo no es válido. Se pasa entonces al ensayo de dureza Vickers. Para saber si el ensayo es válido o no, debemos usar el espesor de la pieza y la profundidad de la huella; mediante la formula siguiente: espesor de la pieza > ó = a 8 veces la profundidad de la huella. De este modo, si el valor resultante es menor al que tiene el espesor de la pieza diremos que el ensayo es válido, en caso contrario, no lo será; y por tanto pasaríamos al ensayo Vickers.

Fórmula aplicada

Para determinar el valor de la dureza Brinell se emplea la siguiente ecuación:

donde:

: carga a utilizar medida en kp.

: diámetro de la bola (indentador) medida en [mm].

: diámetro de la huella en superficie en [mm] (se toma como la media de d1 y d2).

Valores típicos

Durómetro Brinell portátill.

El valor HB suele ser menor que 600.

• Acero (blando): 120 HB

• Acero de herramientas: 500 HB

• Acero inoxidable: 250 HB

• Aluminio: 15 HB

• Cobre: 35 HB

...