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Dentro de los ensayos de dureza de los materiales que se suelen aplicar en el sector industrial, el ensayo Brinell es una de las pruebas más famosas, sobre todo debido a su antigüedad y a su bajo coste. En este post te contamos en qué consiste exactamente, cómo se efectúa y cuándo se utiliza.
¿Qué es un ensayo Brinell?
¿Cómo se realiza un ensayo de dureza Brinell?
¿Qué norma regula los ensayos Brinell?
¿Cuándo se utilizan los ensayos de dureza Brinell?
Los ensayos de dureza Brinell son pruebas que se llevan a cabo sobre ciertos materiales para conocer su resistencia frente a la penetración producida por otros compuestos. Este método fue inventado en el año 1900 por el ingeniero sueco Johan August Brinell, convirtiéndose en el primer procedimiento científico de medición de dureza por penetración.
¿Cómo se realiza un ensayo de dureza Brinell?
En un ensayo Brinell, la estimación de la dureza tiene lugar mediante el proceso conocido como indentación. Consiste en aplicar un objeto (indentador o penetrador) con una determinada carga sobre la superficie del material a estudiar. Posteriormente, se mide la profundidad de la huella generada con una lupa microscópica. Todo ello se realiza con una máquina calibrada llamada durómetro.
La carga, el tiempo de actuación y el diámetro del indentador varían en función del espesor de la muestra y de la dureza de la sustancia que se pretende analizar. Para los materiales más blandos, el objeto penetrador es una bola de acero templado de diámetro variable, que suele oscilar entre 1 y 10 mm. Sin embargo, para los materiales más duros, como los metales, se utiliza una bola de carburo de tungsteno (wolframio).
La dureza de la escala Brinell se expresa en HB y se calcula dividiendo la fuerza (P) de la carga empleada entre la superficie (S) de la huella obtenida:
HB = P / S
¿Qué norma regula los ensayos Brinell?
Actualmente, la normativa internacional que regula la planificación y puesta en práctica de este tipo de pruebas para los metales es el estándar ISO 6506, conocido comúnmente como norma Brinell y compuesto de cuatro partes:
ISO 6506-1: Método de la prueba.
ISO 6506-2: Verificación y calibración de las máquinas de pruebas.
ISO 6506-3: Calibración de los bloques de referencia.
ISO 6506-4: Tablas de valores de dureza.
En América, estas pruebas están reguladas por la normativa ASTM E10-08. Si bien en ambos casos el tiempo de indentación suele oscilar entre los 10 y los 15 segundos, en la norma Brinell ISO, el grosor de la muestra debe equivaler, como mínimo, a ocho veces la profundidad de penetración, mientras que en la norma Brinell americana, el espesor aumenta hasta un mínimo de 10 veces esta distancia.
¿Cuándo se utilizan los ensayos de dureza Brinell?
El principal inconveniente de los ensayos Brinell es que solo son válidos para materiales relativamente blandos y de suficiente grosor. Asimismo, el resultado es muy sensible a las irregularidades en la superficie de la muestra, por lo que esta debe estar limpia, plana y pulida. Tampoco puede ser esférica ni cilíndrica.
En contraste, la ventaja más destacada de los ensayos de dureza Brinell es su bajo coste en comparación con otras técnicas y pruebas de dureza dentro de la ingeniería forense. Además, siempre que se prepare la superficie correctamente, se pueden emplear en muestras heterogéneas y granulares de gran tamaño de un amplio conjunto de materiales, entre los que se incluyen distintas variedades de hierro, acero, aluminio, bronce, cobre, latón, estaño y plomo, así como otros metales blandos, aleaciones ligeras e, incluso, maderas.
Por otro lado, conviene destacar que el resultado de dureza en la escala Brinell se puede relacionar de forma directa con la resistencia estática de los materiales. Por lo tanto, si bien el ensayo Brinell no es el método más avanzado existente para medir la dureza de los materiales, es un procedimiento de gran utilidad para estudiar la naturaleza de determinados compuestos.
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