DETERMINACION DE LA DUREZA BRINELL EN MATERIALES METALICOS

INDUSTRIA SIDERURGICA – DETERMINACION DE LA DUREZA BRINELL EN MATERIALES METALICOS – METODO DE PRUEBA

SIDERURGICAL INDUSTRY – BRINELL HARDNESS OF METALLIC MATERIALS – TEST METHOD

0 INTRODUCCIÓN

Esta norma mexicana involucra materiales, operaciones y equipos peligrosos, más no especifica las medidas de seguridad necesarias para su aplicación. Es responsabilidad del usuario de esta norma, establecer procedimientos apropiados de seguridad y salud, así como el equipo de protección necesario para el uso de este método.

1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta norma mexicana establece el método de prueba para determinar la dureza Brinell en materiales metálicos, así como los métodos de verificación de las maquinas para la prueba de dureza Brinell (ver apéndice, inciso 8..l) y la calibración de bloques patrón de la prueba de dureza (ver 8 apéndice, inciso 8.5). En general, las dos fases de prueba estándar son:

1.1 Las de verificación, investigación, o de arbitraje, cuando se requiere una mayor exactitud.

1.2 Pruebas rutinarias, cuando no se requiere una mayor

2 DEFINICIONES

Para efectos de esta norma, se entiende por:

2.1 Calibración

Determinación de los valores de los parámetros significativos por comparación con los valores indicados por un aparato de referencia o por un juego de patrones de referencia.

2.2 Numero de dureza Brinell, DB

Numero relacionado a la carga aplicada y el área de la superficie de la huella hecha por un balín penetrador, calculado a partir de la siguiente ecuación:

DB = 2P



 D (D -  D2 – d2

Donde:

P es la carga aplicada en newtons [n (kgf)*];

D es el diámetro del balín, en milímetros;

d es el diámetro medio de la huella, en milímetros;

* un 1 kgf = 9,806 65 n.

2.2.1 Se sabe experimentalmente que el numero de dureza Brinell de casi todos los materiales esta influenciado por la carga de penetración, el diámetro del balín y las características elásticas del mismo. En general, debe usarse un balín de 10 mm de diámetro y de una composición química adecuada, con cargas de 29 420 n. 14 710 n 6 4 903 n (3 o00 kgf, 1500 kgf 6 500 kgf) dependiendo de la dureza del material que va a probarse.

Aunque los números de dureza Brinell pueden variar conforme la carga de prueba usada con el balín de 10 mm, cuando se usen balines más pequeños en probetas delgadas, los resultados de las pruebas generalmente corresponden a los obtenidos con el balín de 10 mm de diámetro, cuando la relación de la carga de prueba al cuadrado del diámetro del balín se mantiene constante (ver 2.2 y 8 Apéndice).

En la tabla 1 se indican los números de dureza Brinell correspondientes a los diferentes diámetros de huellas para cargas de 29 420 n. 14 710 n 6 4 903 n (3 000 kgf, 1 500 kgf 6 500 kgf), lo que hace innecesario el calcular para cada prueba el número de dureza brinell usando la ecuación indicada anteriormente cuando se emplee un balín de 10 mm de diámetro.

2.2.2 El número de dureza Brinell seguido del símbolo DB sin sufijos indica las siguientes condiciones de prueba, conocida como prueba estándar:

Diámetro del balín 10 mm

Carga 29 420 N (3000 kgf)

Duración de la carga 10 s a 15 s

Para otras condiciones, el numero de dureza y el símbolo db se complementa por los números que indiquen las condiciones de prueba en el siguiente orden: diámetro del balín, carga y duración de la carga.

Por ejemplo: 63 db 10/4 903 n (500 kgf)/30, indica una dureza brinell de 63, medida con el balín de 10 mm de diámetro y una carga de 4 903 n (500 kgf) aplicada por 30 s.

2.3 Prueba de dureza Brinell

Prueba de dureza por penetración usando maquinas calibradas que ejercen una fuerza a un balín endurecido, bajo condiciones especificadas, sobre la superficie del material bajo prueba y midiéndose el diámetro de la huella resultante después de suprimir la carga.

2. 4 Verificación

Prueba para asegurar que se cumple con lo especificado.

3 APARATOS Y EQUIPO

3.1 Maquina de prueba

El equipo para la prueba de dureza brinell generalmente consiste de una maquina que soporta la probeta y aplica una carga predeterminada sobre un balín que esta en contacto con la probeta. La magnitud de la carga esta limitada dentro de ciertos valores. El diseño de la maquina de prueba debe ser tal que no permita un movimiento lateral del balín o de la probeta mientras se este aplicando la carga.

En el caso de máquinas que empleen un sistema de carga muerta, deben tomarse las precauciones necesarias para evitar una sobre carga momentánea causada por la inercia del sistema de carga muerta este sistema debe operarse con sumo cuidado cuando se alcance el valor máximo de la carga para prevenir una mayor aceleración del sistema.

3.1.1 Intervalo de carga

Una maquina de prueba de dureza brinell para investigación o de arbitraje es adecuada para usarse cuando su error no exceda de  1 % de su intervalo de carga, y cuando se emplea para pruebas de rutina el error no debe exceder de  2 s de su intervalo de carga.

3.2 Penetrador (balín) brinell

3.2.1 El balín estándar para la prueba de dureza brinell debe ser de 10 mm de diámetro, con una desviación de este valor no mayor de 0,005 mm en el diámetro. Pueden emplearse balines mas pequeños que tengan los diámetros y tolerancias indicadas en la tabla 2, tomando en consideración lo indicado en 5.1

3.2.2 Puede usarse un balín de acero que tenga una dureza Vickers (DV) de por lo menos 850 (ver 3.2.2.1) usando una carga de 98 N (10 kgf) en materiales que tengan una dureza no mayor de 450 DB o un balín de carburo de tungsteno en materiales con una dureza no mayor de 630 DB. La prueba de dureza Brinell no se recomienda en materiales que tengan una dureza, mayor de 630 DB.

El balín debe ser pulido y estar libre de defectos; en las pruebas de investigación o de arbitraje debe informarse específicamente el tipo de balín empleado cuando se determinen durezas brinell que sean mayores de 200.

3.2.2.1

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