Introducción: ¿Qué es la prueba de dureza Brinell?

El método Brinell es una de las técnicas más populares y ampliamente utilizadas para medir la dureza de una amplia variedad de muestras.

El método lleva el nombre de JA Brinell, quien fue su inventor en 1900. Por lo tanto, la prueba de Brinell es el método más antiguo de prueba de dureza.

Las cargas de prueba aplicadas bajo este método son variables, lo que aumenta su versatilidad y lo hace ideal para diferentes tipos de muestras.

Se puede utilizar fácilmente para medir los valores de dureza de casi todos los tipos de metales y también de otros tipos de materiales.

Con este método, se utiliza como penetrador una fuerza de carga de prueba de 3000 kgf y una bola esférica de carburo de 10 mm de diámetro.

En caso de medir la dureza para metales y aleaciones más blandos, la fuerza de carga de prueba se puede reducir a 500 kgf y la bola de penetración puede tener un diámetro de 5 mm a 10 mm.

En Europa, la prueba Brinell se usa a menudo para aplicaciones pequeñas en las que se usa una fuerza de carga de prueba de 1 kgf y un penetrador esférico de 1 mm.

La prueba hace uso de pequeños parámetros en Europa y, a menudo, también se denomina allí pruebas de Baby Brinell.

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Por qué utilizar la prueba de dureza Brinell

Las pruebas de dureza son una parte importante de cualquier empresa de ingeniería.

Ayuda a determinar la integridad estructural y la idoneidad de la muestra que se utilizará para aplicaciones específicas.

Permite a las empresas hacer uso de materias primas de la mejor calidad después de realizar sus ensayos de dureza y asegurarse de su idoneidad para dicha aplicación.

Ayuda a cumplir con las normas de seguridad emitidas por un gobierno diferente o las autoridades pertinentes al garantizar que se fabrique la mejor calidad de los productos.

Las pruebas de dureza también proporcionan una idea clara del grado en que un material en particular puede someterse a tratamiento para su uso en aplicaciones particulares.

 

El procedimiento de la prueba Brinell

El método Brinell de ensayo de dureza se utiliza para medir la dureza de la muestra que generalmente es demasiado rugosa o rugosa para ser medida por otros métodos.

Este método generalmente utiliza una carga de prueba más alta de 3000 kgf y un diámetro de penetración de 10 mm.

La muesca realizada con este método nivela la superficie de la muestra y cualquier otra inconsistencia subsuperficial.

La carga de prueba predeterminada se aplica a un penetrador esférico que se mantiene en la superficie de la muestra durante un tiempo fijo (generalmente 10 segundos) y luego se mueve.

La profundidad de la hendidura hecha en la superficie de la muestra mediante este proceso se mide luego con instrumentos ópticos avanzados en al menos dos diámetros.

Luego, se utiliza una tabla guía para convertir el diámetro promedio al valor de dureza Brinell correspondiente.

Las cargas de prueba más comunes utilizadas son de hasta 3000 kgf para aleaciones ferrosas y acero.

Para metales más blandos, se utiliza una fuerza de carga de prueba de 500 kgf.

A veces también se utilizan cargas de prueba tan bajas como 1 kgf, pero es algo poco común en las pruebas de dureza Brinell.

Probador de dureza electrónico Brinell

Durante la prueba de dureza por el método Brinell, la profundidad de la hendidura en la muestra debe medirse con mucho cuidado.

Las inconsistencias en la medición son la mayor fuente de error al medir la dureza con el método Brinell.

Puede haber disparidades por parte del operador al medir la hendidura, lo que puede dar lugar a errores en los valores de dureza.

Para abordar este problema, se han desarrollado osciloscopios ópticos automáticos Brinell que utilizan sistemas ópticos avanzados para medir la indentación.

Esto ayuda a eliminar el error humano y la subjetividad debido a las mediciones del operador y estandariza la medición de la sangría.

Esto proporciona valores de prueba de dureza más precisos y confiables.

Sin embargo, el uso de estos sistemas ópticos también aumenta la complejidad y los costos asociados con las pruebas de dureza utilizando el método Brinell.

Si la superficie de prueba no es plana o si está cubierta con una capa gruesa, los valores de dureza no serán confiables.

Otros casos en los que el método de prueba Brinell proporcionará mediciones erróneas y poco confiables son si la superficie de la muestra de prueba es demasiado delgada, menos de 9,6 mm.

Si la superficie de la muestra es demasiado dura, superior a 450 HBS para el penetrador de bola de acero y 650 HBW para el penetrador de bola de carburo de tungsteno, los valores de dureza tampoco serán fiables.

HBS representa la dureza Brinell con una bola de acero y HBW representa la dureza Brinell con una bola de tungsteno.

La lectura de dureza también debe completarse proporcionando los detalles de la carga aplicada y el diámetro del penetrador.

Por lo tanto, si se ha aplicado una carga de prueba de 3000 kgf a una bola de penetración de 10 mm de diámetro, la lectura de dureza completa debe ser 450 HBS. 10/3000.

Probador de dureza Brinell completamente automático

Ventajas de las pruebas de dureza Brinell

El método Brinell de ensayo de dureza es una de las técnicas más comúnmente utilizadas para ensayos de dureza de diferentes tipos de materiales.

Algunas de las ventajas clave de utilizar el método de prueba de dureza Brinell se analizan a continuación:

Puede usarse para todos los metales

El método Brinell de prueba de dureza es más versátil que el método Rockwell.

El método de prueba de dureza Brinell generalmente utiliza un penetrador de bola de acero con un diámetro específico para hacer marcas de indentación en la superficie de la muestra.

Debido a esto, el método de prueba de dureza Brinell es ideal para probar la dureza de una variedad más amplia de materiales.

Puede usarse para medir la dureza de casi todos los tipos de metales.

Como otros métodos utilizan una carga de prueba y un tamaño de penetración fijos, no son adecuados para probar la dureza de materiales de muestra más suaves o frágiles.

Sin embargo, la ventaja del método Brinell de prueba de dureza es que tanto el tamaño de la carga como el tamaño de la bola de penetración se pueden variar, lo que la hace ideal para analizar también otras muestras más delicadas y frágiles.

el método Brinell le proporciona un espacio de prueba más amplio que ayuda a promediar las mediciones de dureza.

Esta es una forma más precisa de medir la dureza de las muestras y también proporciona una estimación más confiable de cómo la muestra puede reaccionar a las deformidades en el mundo real.

 

Preciso que el método Rockwell

Los resultados del método de prueba de dureza Brinell son más precisos y confiables que el método Rockwell.

El método Rockwell mide la profundidad de la hendidura realizada en la superficie de la muestra sin el uso de equipo óptico avanzado, lo que la hace propensa a errores.

La influencia del operador puede provocar una variación considerable de los resultados de las pruebas.

El método Brinell de prueba de dureza también mide la profundidad de la hendidura hecha en la superficie de la muestra por el penetrador esférico, pero proporciona una buena precisión y representación si se usa el método Rockwell.

La profundidad de la indentación se estudia y analiza utilizando un equipo óptico avanzado que proporciona un valor de dureza mejor y más preciso en comparación con el método Rockwell.

Este método no se ve afectado por puntos blandos en la superficie de la muestra.

Incluso si la superficie de la muestra es rugosa, el método Brinell de prueba de dureza puede proporcionarle una medición de dureza más precisa y confiable en comparación con otros métodos.

Probador automático de dureza Brinell de pantalla digital de carga baja de torreta 

Los resultados son independientes de la fuerza

Los resultados del método de prueba de dureza Brinell son independientes de la fuerza aplicada, ya que la fuerza se puede ajustar para diferentes tipos de muestras y esto no afectará las lecturas de dureza.

Esto se debe al hecho de que el método Brinell utiliza un penetrador esférico para probar la dureza de las muestras.

La esfera distribuye la presión uniformemente a lo largo de su superficie, lo que no es el caso cuando se utilizan puntas e indentadores cónicos en otros métodos.

Debido a que los resultados son independientes de la fuerza, el método de prueba de dureza Brinell es un método más preciso y confiable de prueba de dureza de varios tipos de muestras.

Bajo el método Brinell, mientras la relación entre la fuerza aplicada y el tamaño de la bola esférica indentadora permanezca constante, los resultados de los valores de dureza generados por este método permanecerán independientes de la fuerza aplicada.

 

 Limitaciones de las pruebas de dureza Brinell

A pesar de tener muchas ventajas, el método Brinell de prueba de dureza también tiene pocas limitaciones.

La profundidad de la hendidura realizada en la superficie de la muestra debe medirse con precisión con este método.

Incluso una pequeña desviación en la medición puede provocar un error significativo en la medición del valor de dureza de una muestra.

Los valores de dureza se miden utilizando un equipo óptico para evaluar la profundidad de la hendidura realizada en la superficie de la muestra.

Debido a esto, la superficie de la muestra debe prepararse con suficiente antelación antes de realizar la prueba Brinell.

Cualquier forma de imperfecciones en la superficie de la muestra como suciedad, rugosidad, etc.

proporcionará valores de prueba de dureza erróneos y poco fiables.

Como se requiere un equipo óptico más avanzado y sofisticado para medir los valores de dureza en este método, el método Brinell es más costoso en comparación con el método Rockwell.

La superficie de la muestra debe prepararse antes de realizar la prueba Brinell, por lo tanto, el método Brinell de prueba de dureza requiere mucho tiempo y no es ideal para pruebas a granel.

Se necesitan más de 30 a 60 segundos para medir la dureza de la muestra y esto excluye el tiempo necesario para la preparación de la muestra.

La prueba Brinell solo es adecuada para pruebas de dureza de superficies planas.

Si la superficie no es plana, entonces es muy difícil utilizar este método.

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Precauciones generales durante la prueba de dureza Brinell

Deben existir ciertas precauciones que deben seguirse cuidadosamente para garantizar que el valor de dureza derivado de la prueba Brinell sea preciso y confiable.

La primera precaución que se debe tomar es que la muestra de ensayo debe tener al menos 8-10 veces la profundidad planificada de indentación que se hará en su superficie.

Esto evitará que cualquier deformidad se extienda a la superficie opuesta de la muestra de prueba.

Una vez realizada la prueba, no debe haber deformación en la superficie opuesta a donde se hizo originalmente la muesca.

La superficie de la muestra debe ser lisa y libre de cualquier tipo de imperfección.

La superficie de la muestra debe estar libre de cualquier tipo de suciedad, contaminación, materias extrañas, partículas, etc. para proporcionar valores de dureza confiables y aceptables.

Al realizar la prueba, también se debe tener cuidado de que la muesca no se haga en el borde de la superficie de la muestra.Probador de dureza electrónico Brinell

La distancia de la muesca debe ser al menos 2,5 veces mayor que el diámetro de la muesca.

Esto ayuda a evitar la concentración innecesaria de estrés.

El espacio entre las dos muescas debe ser al menos 3 veces el diámetro de la muesca.

Si se hacen hendiduras sucesivas en la superficie de la muestra que está demasiado agrupada, entonces pueden proporcionar lecturas de dureza más altas que las reales debido al endurecimiento de la superficie de la muestra.

La carga de prueba no debe aplicarse rápidamente en la prueba Brinell, ya que puede reducir el flujo plástico de un material que produce un efecto sobre el tamaño de la muesca.

La superficie de la muestra debe ser siempre perpendicular al penetrador.

Esto asegura hendiduras adecuadas y visibles en la superficie de la muestra.

Si el penetrador no es perpendicular a la superficie de la muestra y hay una desviación de la muestra, los valores de dureza derivados no serán confiables y propensos a errores.

Puede utilizar yunques para mantener la superficie de la muestra segura en su lugar mientras el penetrador desciende perpendicularmente.

El entorno de prueba y la superficie de la muestra deben estar libres de cualquier tipo de suciedad y contaminación.

El personal de prueba debe seguir cuidadosamente los procedimientos operativos para medir la dureza de la muestra.

Si un probador de dureza no se ha utilizado lo suficiente en el pasado, entonces debe probarse muchas veces antes de usarlo para la prueba.

El probador de dureza debe mantenerse limpio y en buenas condiciones de funcionamiento para proporcionar lecturas de dureza precisas.

El penetrador también se puede recubrir con aceite o lubricante antioxidante para evitar que se oxide y se corroa.

El valor de dureza Brinell depende del área de la superficie de la hendidura hecha en la superficie de la muestra.

La sangría en el método Brinell puede proporcionar diferentes características que deben ser estudiadas y analizadas cuidadosamente para obtener resultados precisos.

Cuando el penetrador está bajo la fuerza de carga de prueba y presiona la muestra, hará una gran cantidad de deformaciones debajo del penetrador.

La superficie cercana a la muesca sobresale ligeramente debido al volumen de metal desplazado por el indentador.

En el caso de impresiones de tipo estriado, el diámetro de la indentación será mayor que el valor real de la indentación y en las impresiones de tipo hundido, el diámetro de la indentación será menor que el valor real de la indentación.

 

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