UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA-ENERGIA

LABORATORIO DE INGENIERIA DE MATERIALES II

TITULO DE LA PRÁCTICA: ESCALA DE DUREZA DE BRINELL (HB)

NOMBRE DEL ALUMNO: JIMENEZ ENRIQUEZ, Rony Frank G.H. : 03L

ESCALA DE DUREZA POR PENETRACION

La dureza es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, entre otras. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio es mucho más difícil de rayar.

Otras propiedades relacionadas con la resistencia son la resiliencia, la tenacidad o la ductilidad.

*ESCALA DE DUREZA DE BRINELL (HB)

Se denomina dureza Brinell a una escala de 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 carga a utilizar en el ensayo se puede obtener con la siguiente expresión:

Dónde:

: carga a utilizar medida en [kilopondio (kp)].: constante para cada material, que puede valer 1 (Madera), 5 (aluminio, cobre y sus

aleaciones), 10 (magnesio 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 fórmula 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:

Dónde:

: 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).

Normativa

Madera - ISO 3350 Metales (de dureza blanda a media) - EN ISO 6506-1 a EN ISO 6501-4:

o EN ISO 6506-1:2005: Metales - Prueba Brinell - Parte 1: Método de la pruebao EN ISO 6506-2:2005: Metales - Prueba Brinell - Parte 2: Verificación y calibración

de la máquina de pruebaso EN ISO 6506-3:2005: Metales - Prueba Brinell - Parte 3: calibración de los bloques

de referenciao EN ISO 6506-4:2005: Metales - Prueba Brinell - Parte 4: Tablas de valores de

dureza

En Estados Unidos, ASTM

ASTM E10-08: Método estándar para la prueba de dureza Brinell para materiales metálicos.

1) OBJETIVO:

Determinar experimentalmente la dureza por penetración en escala de BRINELL.

2) MATERIALES Y EQUIPOS:

A) Materiales

Probetas:

-Aluminio -Bronce (Cu-Sn) -Acero (Fe-Ca) -Duraluminio (Al-Mg) -Zamac (Zn-Al-Mg-Cu)

B) Equipo

Equipo de ensayo de dureza en escala de BRINELL (HB)

3) PROCEDIMIENTO DE ENSAYO:

a) Desbastado de probeta. b) Pulido de la probeta. -Abrasivo en tela (lija de fierro) -Abrasivo en papel (lija de agua) c) Montaje de la probeta en la mesa d) Aplicar pre carga e) Aplicar carga f) Retirar la carga g) Medición de la huella -microscópico 10x -micrómetro

4) RESULTADOS: Probeta N°1 Material: Duraluminio tiempo = 60seg. d1=6.12mm d2=6.085mm d3=6.25mm dpromedio=6.151mm

HBDURALUMINIO = 90.3 HB

Probeta N°2 Material: Bronce tiempo = 30seg. d1=5.5mm d2=5.35mm d3=5.7mm dpromedio=5.517mm

HBBRONCE = 115.081 HB

Probeta N°3 Material: Acero tiempo = 20seg. d1=4.5mm d2=4.3mm d3=4.35mm dpromedio=4.383mm

HBACERO = 188.774 HB %C = 0.771

Probeta N°4 Material: Zamac tiempo = 60seg. d1=5.5mm d2=5.6mm d3=5.8mm dpromedio=5.633mm

HBZAMAC = 107.08 HB

Probeta N°5 Material: Acero tiempo = 20seg. d1=5mm d2=4.75mm d3=4.9mm dpromedio=4.88mm

HBACERO = 150.2 HB

CONCLUSIONES:

- En esta práctica se concluye que el diámetro de la huella hecha por el balín depende de la dureza del material, es decir a mayor diámetro de la huella la dureza es menor y a menor diámetro de la huella la dureza es mayor, lo cual queda ampliamente demostrado con los ensayos realizados en esta práctica. - Otra de las conclusiones fue de que el tiempo y la carga de aplicación influyen en el diámetro de la huella, por eso es necesario contar con una tabla de datos para el tipo de material a utilizar. A si mismo demostramos que el acero tiene más dureza que el zamac y el bronce tiene más dureza que el duraluminio.