Ensayo de dureza Brinell

Explique en qué consiste el ensayo Brinell y la propiedad mecánica que se determina con él (Selectividad Andalucía Junio 2017).

La dureza es la resistencia que ofrece un material a ser rayado o penetrado por otro. La propiedad mecánica que se determina a través de los ensayos de dureza es la cohesión.

El ensayo Brinell consiste en comprimir una bola de acero templado, de un diámetro determinado, contra el material a ensayar, por medio de una carga (F) y durante un tiempo determinado.

Medimos el diámetro de la huella y calculamos la dureza del material, en función de la carga aplicada y del área del casquete de la huella, según la ecuación:

Ventajas del ensayo Vickers frente al Brinell

Comente dos ventajas del ensayo Vickers frente al Brinell (Selectividad Andalucía 2017).

• Se puede usar tanto para materiales duros como blandos
• Los espesores de las piezas pueden ser muy pequeños (hasta 0,05 mm).
• Las cargas que se utilizan son muy pequeñas, de 1 a 120 kg, aunque lo normal es emplear 30 kg.

Descripción ensayo Rockwell

Describa el ensayo Rockwell. ¿Qué tipo de penetradores se utilizan en este ensayo? (Selectividad Andalucía Junio coincidencia 2018 # Andalucía 2017).

En este ensayo lo que se mide es la profundidad de la huella “e”, a diferencia de los Brinell y Vickers, que miden el área de la huella producida.

Para materiales blandos (60 – 150 HV) se utiliza un penetrador de acero de forma esférica obteniéndose la dureza Rockwell B (HRB).

Para materiales duros (235 -1075 HV) se emplea un cono de diamante con un ángulo de 120º redondeado en su punta obteniéndose la escala de dureza Rockwell C (HRC).

Los distintos pasos de que consta el ensayo Rockwell son:

• Precarga de 10 Kp, obtenemos “h₁“.
• Aplicamos al penetrador el resto de la carga (90 Kp para HRB y 140 Kp para HRC), obtenemos “h₂“.
• Pasados unos segundos, se reduce la carga hasta alcanzar el valor de precarga, obteniendo “h₃“.
• La máquina del ensayo mide la diferencia entre “h₃” y “h₁” obteniendo “e”.

e= (h₃-h₁)/0,002

Para obtener la dureza se realizan las siguientes operaciones:

• • HRC = 100 – e
  • HRB = 130 -e

 

Expresión del valor de la dureza Brinell

La dureza, medida según  el ensayo Brinell (HB), se calcula dividiendo el valor de la fuerza aplicada al penetrador entre la superficie de la huella que éste produce en el material y se expresa de la siguiente forma:

 

 

250 HB 10 500 30 Lo que significa que: El material tiene 250 kp/mm2 de dureza Brinell El ensayo se ha realizado con una bola de diámetro 10 mm Se ha aplicado una carga de 500 kp El tiempo de aplicación ha sido de 30 segundos