Durómetros Brinell

Pruebas de dureza Brinell

Los métodos de prueba Brinell se definen en las siguientes normas: ISO 6506 y ASTM E10. Se recomienda entregar a los operarios una copia actual de las normas relevantes, ya que estas se actualizan periódicamente.

La prueba de dureza Brinell consiste en aplicar una fuerza o carga constante, normalmente entre 187,5 y 3000 Kgf, durante un tiempo determinado (10-30 segundos) mediante una bola de carburo de tungsteno de 2,5 o 10 mm de diámetro (consulte el esquema de la imagen a la derecha; Figura 23.3).

El período de tiempo bajo carga (permanencia) es necesario para asegurarse de que el flujo plástico del metal haya cesado. También se utilizan fuerzas inferiores y diámetros menores en aplicaciones específicas. Al igual que las pruebas Knoop y Vickers, la prueba Brinell solo aplica una única fuerza de prueba. Después de extraer la carga, se mide la impresión circular recuperada resultante a través de la indentación en ángulos rectos mediante un microscopio de baja potencia o un dispositivo de medición automático, y se utiliza el valor promedio para calcular la dureza.

Para calcular el valor de dureza Brinell (HB) real, se factoriza el tamaño de la indentación y la fuerza de prueba, de modo que:

Brinell HB Calculation


Donde L = carga, D = diámetro del indentador de bola y d = diámetro de la impresión.

No es necesario realizar el cálculo exacto para cada prueba; se han publicado tablas de cálculos para diversas combinaciones de diámetros de impresión, carga y tamaño de bola. Además, existen diversas formas de dispositivos automáticos de lectura Brinell disponibles para realizar estas tareas.

Aplicaciones

Las pruebas Brinell se utilizan normalmente en pruebas de aluminio y aleaciones de cobre (con fuerzas inferiores), y aceros y hierros fundidos con rangos de fuerza superiores. Como la prueba Brinell emplea cargas relativamente altas y, por lo tanto, una indentación relativamente grande, se utiliza con frecuencia para determinar la dureza en circunstancias donde se comprueban las propiedades generales del material y otros métodos, como la forja o la colada de piezas grandes, son inapropiados debido a las variaciones locales de dureza o superficie. Por lo general, el acero altamente endurecido u otros materiales no se prueban con el método Brinell. Los medidores Brinell se fabrican con frecuencia para admitir piezas de gran tamaño como las piezas fundidas de motores y las tuberías de gran diámetro. Se recomienda un grosor de material de 8x como mínimo para la profundidad de la prueba (ISO 6506).

Debido a la gran variedad de tamaños de bola y cargas disponibles, es posible probar una amplia gama de valores de dureza con el método Brinell. La bola del indentador limita estas posibilidades, ya que se puede deformar al probar materiales más duros.

Es necesario señalar que existe una relación entre la carga y el diámetro de bola (L/D2), conforme a la cual las pruebas con combinaciones de carga/indentador en la misma proporción producen valores de HB equivalentes. No se pueden comparar las pruebas con proporciones diferentes. Normalmente, los errores en la medición Brinell pueden ser atribuidos a la mala condición de la superficie o a un error humano en la medición óptica, pero estos errores suelen ser limitados debido al gran tamaño de la indentación.

Para obtener más información sobre las pruebas de dureza, consulte la guía SumMet de Buehler.